ice197983

5. Waveform Audio

     Waveform Audio APIs 是 Microsoft 提供给广大 Win32 程序员用来给自己的应用程序添加声音支持的一套强大的 API, 它提供的功能如下 :

         1. 打开 / 关闭 / 查询声音设备 ;

        2. 播放波形文件 ;

        3. 设置播放速度 ;

         4. 播放进度控制 ;

         5. 录音 ;

         6. 得到当前的播放位置 ;

        7. 调节音量 .

下面简单介绍一下这套 API 提供的主要函数 :

• 打开录音设备函数

            MMRESULT waveInOpen(

            LPHWAVEIN phwi,                 // 输入设备句柄

            UINT uDeviceID,                   // 输入设备 ID

            LPWAVEFORMATEX pwfx,       // 录音格式指针

            DWORD dwCallback,              // 处理 MM_WIM_*** 消息的回调函数或窗  

                                                       // 口句柄，线程 ID

            DWORD dwCallbackInstance, 

            DWORD fdwOpen                  // 处理消息方式的符号位

          );

• 为录音设备准备缓存函数

              MMRESULT waveInPrepareHeader(  HWAVEIN hwi, 

                                                                  LPWAVEHDR pwh,

                                                                  UINT bwh ); 

• 给输入设备增加一个缓存

              MMRESULT waveInAddBuffer(  HWAVEIN hwi,

                                                           LPWAVEHDR pwh,

                                                           UINT cbwh ); 

• 开始录音

              MMRESULT waveInStart(  HWAVEIN hwi  ); 

• 清除缓存

              MMRESULT waveInUnprepareHeader( HWAVEIN hwi,

                                                                     LPWAVEHDR pwh,

                                                                     UINT cbwh); 

• 停止录音

              MMRESULT waveInReset( HWAVEIN hwi ); 

• 关闭录音设备

              MMRESULT waveInClose( HWAVEIN hwi ); 

• Wave_audio 数据格式

              typedef struct {

                   WORD  wFormatTag; // 数据格式，一般为 WAVE_FORMAT_PCM 即

                                                   // 脉冲编码

                   WORD  nChannels;     // 声道

                   DWORD nSamplesPerSec;   // 采样频率

                   DWORD nAvgBytesPerSec;  // 每秒数据量

                   WORD  nBlockAlign;

                   WORD  wBitsPerSample;     // 样本大小

                   WORD  cbSize;

            } WAVEFORMATEX; 

• waveform-audio 缓存格式　

             typedef struct {

                   LPSTR  lpData;                    // 内存指针

                   DWORD  dwBufferLength;    // 长度

                   DWORD  dwBytesRecorded; // 已录音的字节长度

                   DWORD  dwUser;

                   DWORD  dwFlags;

                   DWORD  dwLoops;              // 循环次数

                   struct wavehdr_tag * lpNext;

                   DWORD  reserved;

             } WAVEHDR; 

• 相关消息　

             MM_WIM_OPEN: 打开设备时消息，在此期间我们可以进行一些初始化工作

             MM_WIM_DATA: 当缓存已满或者停止录音时的消息，处理这个消息可以对

                                     缓存进行重新分配，实现不限长度录音

             MM_WIM_CLOSE ：关闭录音设备时的消息。

5. Multimedia File I/O

       Multimedia File I/O APIs 是 Microsoft 提供的另外一套强大的针对媒体文件 I/O 的 API, 我们知道许多像 MediaPlay,RealOne 这样的多媒体程序对媒体文件的读写性能要求很高 , 它们几乎要求实时的将磁盘上的媒体文件以流的形式读入 , 但是对于一般的文件 I/O 形式如图 1:

1.文件从磁盘上被读入操作系统的File I/O的buffer;

    2. 然后拷贝到应用程序自己的 buffer 中 ;

    3. 应用程序这时候才能读取文件内容 .

        上述的过程对于多媒体应用程序来说是低效的而且浪费宝贵的内存资源,如果文件和大的话势必还要采取分段读取等机制, Multimedia File I/O 采取了一种直接存取机制 ( 如图 2), 使得应用程序可以直接读取操作系统的 File I/O buffer, 大大提高了效率 . 后面我们会利用此套 API 实现录音文件的存储 .

 

6. 麦克录音系统简介

   本文实现的麦克录音系统将具备以下功能 :

      1. 录制用户通过麦克风发出的声音 ;

                这将利用到 Waveform APIs, 流程如下 :

                     a. 打开录音设备 waveInOpen;

                     b. 准备 wave 数据头 waveInPrepareHeader;

                     c. 准备数据块 waveInAddBuffer;

                     d. 开始录音 waveInStart;

                     e. 停止录音 (waveInReset);

                     f. 关闭录音设备 (waveInClose);

                     g. 当开始录音后当 buffer 已满时 , 将收到 MM_WIM_DATA 消息 , 处理该

                        消息可以保存已录好数据 .

       2. 根据用户的声音强弱动态显示声音波形 ;

            这主要通过 GDI 函数来实现 .

      3. 将用户通过麦克风发出的声音录制成 wav 文件保存 .

            这将利用到 Multimedia file I/O APIs.

                 a ．调用 mminoOpen 函数来打开 WAVE 文件 , 获取 HMMIO 类型的文件句柄 ;
　　            b ．根据 WAVE 文件的结构 , 调用 mmioRead 、 mmioWrite 和 mmioSeek 函数实现文件的读、写和定位操作 ;
  　　           c ．调用 mmioClose 函数来关闭 WAVE 文件 .  

 

7. 麦克录音系统的实现 (MicDemo)   

 

下面是该系统的界面 :
 

对于录音来说最重要的就是CSoundIn类,下面就是该类的定义:

namespace  perdubug  {   //  prevent the name-space pollution 

class  CSoundIn  

{

public :    

                BOOL     __initMic();  //  get the best wave format supported by your sound card

                                                     //  and then i will use the format to capture sound.

 

                 void      __closeMic();

 

                

                BOOL     __openMic();  //  open device and begin to capture with the best format(when 

                                                        //  invoke __initMic function then you will get the best format

                                                        //  supported by host's sound card

                

                 //

                 //  if your want to capture sound and export into a wav file please invoke this function

                 //  to tell me the full path then i will create the wav file.

                 //

                 void      __createOutputWaveFile( const  TCHAR  *  lpszFileName);

                

                 //  if you invoke any member function return error/false please

                 //  use this function to get the result

                DWORD    __getLastError();

 

                 //

                 //  when the capture buffer is filled please invoke this function to 'add buffer'(Actually

                 //  you should create two-circular buffers,when 1st buffer is filled then switch to 2st,1st

                 //  buffer will be wrote into wav file.

                 //

                 void  AddBuffer();

                

                 virtual   ~ CSoundIn();

                

                friend CSoundIn  &  theSoundCapture();

private :

 

                BOOL  GetBestWaveFormat(WAVEFORMATEX  &  waveFormatEx);

                

                 //  because sound card is one and only so i must limit the number of CSoundIn object,

                 //  but how to limit the class object nums?maybe put constructor into private scope is

                 //  a good idea,:-)

                CSoundIn();          

 

private :

                WAVEINCAPS                    m_WaveInDevCaps;

                HWAVEIN                            m_WaveIn;

                WAVEHDR                           m_WaveHeader;

                WAVEFORMATEX            m_WaveFormat;  

                

                UINT    m_WaveInSampleRate;

                 int          m_NbMaxSamples;

                UINT    m_SizeRecord;

 

                DWORD   m_dwLastError;

 

                 enum   { MAX_SIZE_INPUT_BUFFER  =   1   *   2   *   1024  } ;  //  samples * voie * size_samples

 

public :

                SHORT  InputBuffer[MAX_SIZE_INPUT_BUFFER];    //  used for int FFT,many GUI application 

                                                                                                           //  want to display sound peak so..

                BOOL   m_bTerminateThread;                    //   to 'kill' waveCallback function

                BOOL   m_bImportToWaveFile;

                

                CWaveFile       m_waveFile;

} ;

 

}   //  end namespace perdubug

 

对于将录音保存在WAV文件的工作主要是由CwaveFile类来完成.下面是该类的定义:

//

//  Encapsulates reading or writing sound data to or from a wave file

// -----------------------------------------------------------------------------

class  CWaveFile

{

public :

    WAVEFORMATEX *  m_pwfx;         //  Pointer to WAVEFORMATEX structure

    HMMIO              m_hmmio;               //  MM I/O handle for the WAVE

    MMCKINFO      m_ck;                       //  Multimedia RIFF chunk

    MMCKINFO      m_ckRiff;                //  Use in opening a WAVE file

    DWORD             m_dwSize;              //  The size of the wave file

    MMIOINFO       m_mmioinfoOut;

    DWORD             m_dwFlags;

    BOOL                 m_bIsReadingFromMemory;

    BYTE *                m_pbData;

    BYTE *                m_pbDataCur;

    ULONG              m_ulDataSize;

    CHAR *               m_pResourceBuffer;    

protected :

    HRESULT ReadMMIO();

    HRESULT WriteMMIO( WAVEFORMATEX  * pwfxDest );

 

public :

    CWaveFile();

     ~ CWaveFile();

 

    HRESULT Open( LPCTSTR strFileName, WAVEFORMATEX *  pwfx, DWORD dwFlags );

    HRESULT OpenFromMemory( BYTE *  pbData, ULONG ulDataSize, 

                                                        WAVEFORMATEX *  pwfx, DWORD dwFlags );

    HRESULT Close();

 

    HRESULT Read( BYTE *  pBuffer, DWORD dwSizeToRead, DWORD *  pdwSizeRead );

    HRESULT Write( UINT nSizeToWrite, BYTE *  pbData, UINT *  pnSizeWrote );

 

    DWORD   GetSize();

    HRESULT ResetFile();

    WAVEFORMATEX *  GetFormat()  {  return  m_pwfx; } ;

} ;