音频混音算法的实现

音频混音算法的实现

1、线性叠加后求平均

优点：不会产生溢出，噪音较小；

缺点：衰减过大，影响通话质量；

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1. short  remix(short buffer1,short buffer2)  
2. {  
3.     int value = buffer1 + buffer2;  
4.     return (short)(value/2);  
5. }  

2、归一化混音(自适应加权混音算法)

思路：使用更多的位数(32 bit)来表示音频数据的一个样本，混完音后在想办法降低其振幅，使其仍旧分布在16 bit所能表示的范围之内，这种方法叫做归一法；

方法：为避免发生溢出，使用一个可变的衰减因子对语音进行衰减。这个衰减因子也就代表语音的权重，衰减因子随着音频数据的变化而变化，所以称为自适应加权混音。当溢出时，衰减因子较小，使得溢出的数据在衰减后能够处于临界值以内，而在没有溢出时，又让衰减因子慢慢增大，使数据较为平缓的变化。

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1. void Mix(char sourseFile[10][SIZE_AUDIO_FRAME],int number,char *objectFile)  
2. {  
3.     //归一化混音  
4.     int const MAX=32767;  
5.     int const MIN=-32768;  
6.    
7.     double f=1;  
8.     int output;  
9.     int i = 0,j = 0;  
10.     for (i=0;i<SIZE_AUDIO_FRAME/2;i++)  
11.     {  
12.         int temp=0;  
13.         for (j=0;j<number;j++)  
14.         {  
15.             temp+=*(short*)(sourseFile[j]+i*2);  
16.         }                  
17.         output=(int)(temp*f);  
18.         if (output>MAX)  
19.         {  
20.             f=(double)MAX/(double)(output);  
21.             output=MAX;  
22.         }  
23.         if (output<MIN)  
24.         {  
25.             f=(double)MIN/(double)(output);  
26.             output=MIN;  
27.         }  
28.         if (f<1)  
29.         {  
30.             f+=((double)1-f)/(double)32;  
31.         }  
32.         *(short*)(objectFile+i*2)=(short)output;  
33.     }  
34. }  

3、下面是我从newlc上找到的一个关于PCM脉冲编码的音频信号的混音实现，其中包含了一个关键的混音算法！

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1. if( data1 < 0 && data2 < 0)  
2.     date_mix = data1+data2 - (data1 * data2 / -(pow(2,16-1)-1));  
3. else  
4.     date_mix = data1+data2 - (data1 * data2 / (pow(2,16-1)-1));  

4、切割时间片，重采样算法

可以把各个通道的声音叠到一起，让声音的采样率按倍增加，如果提高声音的播放频率，声音可以正常的播放，声音实现了叠加；如果不想修改声音的播放输出频率，可以通过声音的重采样后输出自己想要的输出频率；

5、下面是上面的混音的测试代码：

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1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <math.h>  
4.    
5. #define IN_FILE1 "1.wav"  
6. #define IN_FILE2 "2.wav"  
7. #define OUT_FILE "remix.pcm"  
8.    
9. #define SIZE_AUDIO_FRAME (2)  
10.    
11. void Mix(char sourseFile[10][SIZE_AUDIO_FRAME],int number,char *objectFile)  
12. {  
13.     //归一化混音  
14.     int const MAX=32767;  
15.     int const MIN=-32768;  
16.    
17.     double f=1;  
18.     int output;  
19.     int i = 0,j = 0;  
20.     for (i=0;i<SIZE_AUDIO_FRAME/2;i++)  
21.     {  
22.         int temp=0;  
23.         for (j=0;j<number;j++)  
24.         {  
25.             temp+=*(short*)(sourseFile[j]+i*2);  
26.         }                  
27.         output=(int)(temp*f);  
28.         if (output>MAX)  
29.         {  
30.             f=(double)MAX/(double)(output);  
31.             output=MAX;  
32.         }  
33.         if (output<MIN)  
34.         {  
35.             f=(double)MIN/(double)(output);  
36.             output=MIN;  
37.         }  
38.         if (f<1)  
39.         {  
40.             f+=((double)1-f)/(double)32;  
41.         }  
42.         *(short*)(objectFile+i*2)=(short)output;  
43.     }  
44. }  
45.    
46. int main()  
47. {  
48.     FILE * fp1,*fp2,*fpm;  
49.     fp1 = fopen(IN_FILE1,"rb");  
50.     fp2 = fopen(IN_FILE2,"rb");  
51.     fpm = fopen(OUT_FILE,"wb");  
52.        
53.     short data1,data2,date_mix;  
54.     int ret1,ret2;  
55.     char sourseFile[10][2];  
56.    
57.     while(1)  
58.     {  
59.         ret1 = fread(&data1,2,1,fp1);  
60.         ret2 = fread(&data2,2,1,fp2);  
61.         *(short*) sourseFile[0] = data1;  
62.         *(short*) sourseFile[1] = data2;  
63.            
64.         if(ret1>0 && ret2>0)  
65.         {  
66.             Mix(sourseFile,2,(char *)&date_mix);  
67.             /* 
68.             if( data1 < 0 && data2 < 0) 
69.                 date_mix = data1+data2 - (data1 * data2 / -(pow(2,16-1)-1)); 
70.             else 
71.                 date_mix = data1+data2 - (data1 * data2 / (pow(2,16-1)-1));*/  
72.                    
73.             if(date_mix > pow(2,16-1) || date_mix < -pow(2,16-1))  
74.                 printf("mix error\n");  
75.         }  
76.         else if( (ret1 > 0) && (ret2==0))  
77.         {  
78.             date_mix = data1;  
79.         }  
80.         else if( (ret2 > 0) && (ret1==0))  
81.         {  
82.             date_mix = data2;  
83.         }  
84.         else if( (ret1 == 0) && (ret2 == 0))  
85.         {  
86.             break;  
87.         }  
88.         fwrite(&date_mix,2,1,fpm);  
89.     }  
90.     fclose(fp1);  
91.     fclose(fp2);  
92.     fclose(fpm);  
93.     printf("Done!\n");  
94. }