麥克風採集與播放 （原始碼）

zhuweisky發表於2015-07-21
原始碼

　　在網路聊天系統中，採集麥克風的聲音並將其播放出來，是最基礎的模組之一。本文我們就介紹如何快速地實現這個基礎模組。

一. 基礎知識

　　有幾個與聲音採集和播放相關的專業術語必須要先了解一下，否則，後面的介紹將無法展開。語音採集指的是從麥克風採集音訊資料，即聲音樣本轉換成數字訊號。其涉及到幾個重要的引數：取樣率、取樣位數、聲道數。

　　簡單的來說：

       取樣率：即取樣頻率，就是在1秒內進行採集動作的次數。

       取樣位數：又叫取樣深度，就是每次採集動作得到的資料長度，即使用多少個bit來記錄一個樣本。

       聲道數：一般是單聲道或雙聲道（立體聲）。普通的麥克風採集幾乎都是單聲道的。

　　這樣，1秒鐘採集得到的聲音資料的大小為（單位byte）：（取樣頻率×取樣位數×聲道數×時間）/8。

　　音訊幀：通常一個音訊幀的時長為10ms，即每10ms的資料構成一個音訊幀。假設：取樣率16k、取樣位數16bit、聲道數1，那麼一個10ms的音訊幀的大小為：（16000*16*1*0.01）/8 = 320 位元組。計算式中的0.01為秒，即10ms

二. 如何採集、播放？

　　如果直接基於底層的DirectX來進行麥克風的採集與播放，那將是十分繁瑣的。好在我們有現成的元件來完成這個工作，MCapture用於採集硬體裝置（如麥克風、攝像頭、音效卡、螢幕等），MPlayer用於播放採集到的資料。

1.採集麥克風

　　MCapture提供了IMicrophoneCapturer，用於採集麥克風輸入的聲音。其每隔20ms觸發一次AudioCaptured事件，通過事件的引數byte[]暴露這20ms採集得到的資料。

　　IMicrophoneCapturer 相關採集引數的值是這樣的：

       取樣頻率：16000，取樣位數：16bit，聲道數：1。

       所以，按照上面的公式進行計算，我們可以得到AudioCaptured事件的引數byte[]的長度為640。

2. 播放聲音資料

　　MPlayer提供了IAudioPlayer，用於播放聲音資料。在建立IAudioPlayer例項時，要正確的設定取樣頻率、取樣位數、聲道數這些引數的值，如果它們與即將要播放的聲音資料的特徵不一致，播放將出現錯誤。

　　我們在拿到MCapture採集的聲音資料後，將其提交給IAudioPlayer的Play方法進行播放即可。

三.Demo實現

　　在有了前面的介紹作為基礎後，接下來實現麥克風的採集和播放就相當簡單了。在接下來的demo中，不僅演示了播放從麥克風採集到的聲音，而且多加了一個功能，就是直接播放wav聲音檔案，這些實現都是相當簡單的。　　

    public partial class Form1 : Form
    {
        private IAudioPlayer audioPlayer;
        private IMicrophoneCapturer microphoneCapturer;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void button_mic_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                this.microphoneCapturer = CapturerFactory.CreateMicrophoneCapturer(int.Parse(this.textBox_mic.Text));
                this.microphoneCapturer.AudioCaptured += new ESBasic.CbGeneric<byte[]>(microphoneCapturer_AudioCaptured);
                this.audioPlayer = PlayerFactory.CreateAudioPlayer(int.Parse(this.textBox_speaker.Text), 16000, 1, 16, 2);
                this.microphoneCapturer.Start();

                this.label_msg.Text = "正在採集麥克風，並播放 . . .";
                this.label_msg.Visible = true;
                this.button_wav.Enabled = false;
                this.button_mic.Enabled = false;
                this.button_stop.Enabled = true;
            }
            catch (Exception ee)
            {
                MessageBox.Show(ee.Message);
            }
        }

        void microphoneCapturer_AudioCaptured(byte[] audioData)
        {
            if (this.audioPlayer != null)
            {
                this.audioPlayer.Play(audioData);
            }
        }

        private void button_wav_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                string path = ESBasic.Helpers.FileHelper.GetFileToOpen2("請選擇要播放的wav檔案", AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, ".wav");
                if (path == null)
                {
                    return;
                }

                AudioInformation info = PlayerFactory.ParseWaveFile(path);
                if (info.FormatTag != (int)WaveFormats.Pcm)
                {
                    MessageBox.Show("僅僅支援PCM編碼方式的語音資料！");
                    return;
                }

                int secs = info.GetTimeInMsecs() / 1000; //聲音資料的播放時長
                this.audioPlayer = PlayerFactory.CreateAudioPlayer(int.Parse(this.textBox_speaker.Text), info.SampleRate, info.ChannelCount, info.BitsNumber, secs + 1);

                this.audioPlayer.Play(info.AudioData);

                this.label_msg.Text = "正在播放wav檔案 . . .";
                this.label_msg.Visible = true;
                this.button_wav.Enabled = false;
                this.button_mic.Enabled = false;
                this.button_stop.Enabled = true;
            }
            catch (Exception ee)
            {
                MessageBox.Show(ee.Message);
            }
        }

        private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e)
        {
            if (this.microphoneCapturer != null)
            {
                this.microphoneCapturer.Stop();
                this.microphoneCapturer.Dispose();
                this.microphoneCapturer = null;
            }

            if (this.audioPlayer != null)
            {
                this.audioPlayer.Dispose();
                this.audioPlayer = null;
            }
        }

        private void button_stop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (this.audioPlayer == null)
            {
                return;
            }

            if (this.microphoneCapturer != null)
            {
                this.microphoneCapturer.Stop();
                this.microphoneCapturer.Dispose();
                this.microphoneCapturer = null;
            }

            this.audioPlayer.Clear();
            this.audioPlayer.Dispose();
            this.audioPlayer = null;

            this.label_msg.Visible = false;
            this.button_wav.Enabled = true;
            this.button_mic.Enabled = true;
            this.button_stop.Enabled = false;
        }        
    }

　　看看demo執行的效果圖：

　　

　   麥克風採集與播放Demo原始碼下載

 

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