c++进行音频管理

最近做VR开发时需要对麦克风分的录音进行操作，其中涉及到调节录音的大小，检测录音的的大小等功能，我主要使用c++调用windows的音频相关的api来进行对录音的操作，在这里记录一下。

对音频的控制主要用到mixer相关的函数，与它相关的函数主要有以下几个

mixerOpen和mixerClose函数用来打开和关闭混音器设备

mixerGetNumDevs可以确定系统中有多少混音器设备

mixerGetDevCaps函数可以确定混音器设备的能力

mixerGetLineInfo可以检索指定音频线路的信息

mixerGetLineControls用于检索一个或者多个与音频线路相关的控制的通用信息

mixerGetControlDetails用于检索与某个音频线路相关的一个控制的属性

mixerSetControlDetails用于设置制定控制的属性。

　　
现在在来看看如何对麦克风录入音量大小的控制

想要控制麦克风录入音量的大小，主要包括以下几个步骤

①遍历打开系统的混音器，直到找到麦克风的混音器，记录该设备ID

②根据取得的设备ID，取得音频线路相关的通用信息

③根据上面取得的音频线路相关的通用信息取得或者设定该音频线路的控制

具体的取得和控制麦克风设置音量的代码如下

int setAudioInputVolumn(DWORD dwVolume){    //初始化相关结构体    MMRESULT          rc;    HMIXER            hMixer;    MIXERLINE         mxl;    MIXERLINECONTROLS mxlc;    MIXERCONTROL      mxc;    //①遍历系统的混音器，直到找到麦克风的混音器，记录该设备ID    for (int deviceID = 0; true; deviceID++)    {        //打开当前的混音器，deviceID为混音器的id        rc = mixerOpen(&hMixer, deviceID, 0, 0, MIXER_OBJECTF_MIXER);        if (MMSYSERR_NOERROR != rc)        {            break;        }        ZeroMemory(&mxl, sizeof(MIXERLINE));        mxl.cbStruct = sizeof(MIXERLINE);        /* 指出需要获取的通道，        声卡的音频输出用MIXERLINE_COMPONENTTYPE_DST_SPEAKERS        声卡的音频输入用MIXERLINE_COMPONENTTYPE_DST_WAVEIN        */        mxl.dwComponentType = MIXERLINE_COMPONENTTYPE_DST_WAVEIN;        // 取得混合器设备的指定线路信息        rc = mixerGetLineInfo((HMIXEROBJ)hMixer, &mxl, MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_GETLINEINFOF_COMPONENTTYPE);        if (rc != MMSYSERR_NOERROR)        {            continue;        }        // 取得混合器设备的指定线路信息成功的话，则将连接数保存         DWORD   dwConnections = mxl.cConnections;        DWORD   dwLineID = -1;        for (DWORD i = 0; i<dwConnections;)        {            mxl.dwSource = i;            // 根据SourceID获得连接的信息             rc = mixerGetLineInfo((HMIXEROBJ)hMixer, &mxl, MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_GETLINEINFOF_SOURCE);            if (MMSYSERR_NOERROR == rc)            {                // ①如果当前设备类型是麦克风，则跳出循环。                 if (mxl.dwComponentType == MIXERLINE_COMPONENTTYPE_SRC_MICROPHONE)                {                    // 存储麦克风设备的ID                    dwLineID = mxl.dwLineID;                    break;                }            }        }        if (dwLineID == -1)        {            continue;        }        // MIXERCONTROL 结构体变量清零        ZeroMemory(&mxc, sizeof(MIXERCONTROL));        mxc.cbStruct = sizeof(mxc);        ZeroMemory(&mxlc, sizeof(MIXERLINECONTROLS));        // 控制类型为控制音量        mxlc.cbStruct = sizeof(mxlc);        mxlc.dwLineID = dwLineID;        mxlc.dwControlType = MIXERCONTROL_CONTROLTYPE_VOLUME;        mxlc.cControls = 1;        mxlc.pamxctrl = &mxc;        mxlc.cbmxctrl = sizeof(mxc);        // ②取得控制器信息        rc = mixerGetLineControls((HMIXEROBJ)hMixer, &mxlc, MIXER_GETLINECONTROLSF_ONEBYTYPE);        if (MMSYSERR_NOERROR == rc)        {            MIXERCONTROLDETAILS        mxcd;            MIXERCONTROLDETAILS_SIGNED volStruct;            ZeroMemory(&mxcd, sizeof(mxcd));            mxcd.cbStruct = sizeof(mxcd);            mxcd.dwControlID = mxc.dwControlID;            mxcd.paDetails = &volStruct;            mxcd.cbDetails = sizeof(volStruct);            mxcd.cChannels = 1;            //③获得音量值，取得的信息放在mxcd中            rc = mixerGetControlDetails((HMIXEROBJ)hMixer, &mxcd, MIXER_GETCONTROLDETAILSF_VALUE);            //初始化录音大小的信息               MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED mxcdVolume_Set = { mxc.Bounds.dwMaximum * dwVolume / 100 };            MIXERCONTROLDETAILS mxcd_Set;            mxcd_Set.cbStruct = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS);            mxcd_Set.dwControlID = mxc.dwControlID;            mxcd_Set.cChannels = 1;            mxcd_Set.cMultipleItems = 0;            mxcd_Set.cbDetails = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED);            mxcd_Set.paDetails = &mxcdVolume_Set;            //③设置录音大小            mixerSetControlDetails((HMIXEROBJ)(hMixer),&mxcd_Set,MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_SETCONTROLDETAILSF_VALUE)             mixerClose(hMixer);        }    }    return -1;}

知道了如何设置和取得麦克风的默认录音大小后，我们在看看如何实时的检测麦克风录入音量的大小。想要知道麦克风实时录入音量的大小，需要采集录入的音量，然后对音量的波形进行分析，打开麦克风录音具体用到了waveIn相关的函数，具体的步骤如下。

①打开录音设备，进行录音

②实时对录入的音量data进行计算，就可以实时的得到麦克风输入音量的大小

下面是源码

// 初始化设备并且开始录音void WaveRecordStart(void) {    //额外信息的大小，以字节为单位，额外信息添加在WAVEFORMATEX结构的结尾。这个信息可以作为非PCM格式的wFormatTag额外属性，如果wFormatTag不需要额外的信息，此值必需为0，对于PCM格式此值被忽略。    WaveFormat.cbSize = 0;    //声道，2代表立体声，1代表单声道    WaveFormat.nChannels = 2;    //采样频率    WaveFormat.nSamplesPerSec = 44100;     //对齐方式    WaveFormat.nBlockAlign = 4;    //请求的平均数据传输率，单位byte/s    WaveFormat.nAvgBytesPerSec = 88200;    //每次采样样本的大小，以bit为单位    WaveFormat.wBitsPerSample = 16;    WaveFormat.wFormatTag = 1;    MMRESULT result;    result = waveInGetNumDevs();//获取设备数量    if (result == 0)    {        printf("No Sound Device\n");        return ;    }    //获取指定波形音频设备的功能，第一个参数为设备id，第二个参数保存设备功能信息，第三个参数为设备结构体大小    result = waveInGetDevCaps(0, &m_WaveInDevCaps, sizeof(WAVEINCAPS));    if (result != MMSYSERR_NOERROR)    {        printf("Cannot determine sound card capabilities !\n");    }    //打开录音设备，WaveProc为录音的回调函数    result = waveInOpen(&WaveIn, WAVE_MAPPER, &WaveFormat, (DWORD_PTR)&WaveProc, 0, CALLBACK_FUNCTION);    if (result != MMSYSERR_NOERROR)    {        printf("Opne_Mic_Error\n");    }    //lpData：波形数据的缓冲区地址    //dwBufferLength：波形数据的缓冲区地址的长度    //dwBytesRecorded:当设备用于录音时，标志已经录入的数据长度    //dwUser:用户数据    //dwFlags:波形数据的缓冲区的属性    //dwLoops:播放循环的次数，仅用于播放控制中    //lpNext和reserved均为保留值    //因为是左右两声道，所以要设置两次    WaveHdr[0].lpData = (LPSTR)Data1;    WaveHdr[0].dwBufferLength = MAX_SAMPLES *2;    WaveHdr[1].lpData = (LPSTR)Data2;    WaveHdr[1].dwBufferLength = MAX_SAMPLES * 2;    WaveHdr[0].dwBytesRecorded = WaveHdr[1].dwBytesRecorded = 0;    WaveHdr[0].dwUser = WaveHdr[1].dwUser = 0;    WaveHdr[0].dwFlags = WaveHdr[1].dwFlags = 0;    WaveHdr[0].dwLoops = WaveHdr[1].dwLoops = 0;    WaveHdr[0].lpNext = WaveHdr[1].lpNext = 0;    WaveHdr[0].reserved = WaveHdr[1].reserved = 0;    waveInPrepareHeader(WaveIn, WaveHdr, sizeof(WAVEHDR));    waveInAddBuffer(WaveIn, WaveHdr, sizeof(WAVEHDR));    waveInPrepareHeader(WaveIn, WaveHdr + 1, sizeof(WAVEHDR));    waveInAddBuffer(WaveIn, WaveHdr + 1, sizeof(WAVEHDR));     //开始获取声音     result=waveInStart(WaveIn);    if (result != MMSYSERR_NOERROR)    {        printf("waveInStart_Fail\n");    }} // 回调函数void CALLBACK WaveProc(HWAVEIN hwi, UINT uMsg, DWORD dwInstance, DWORD dwParam1, DWORD) {    if ((uMsg != WIM_DATA)) {        return;    }    //取得录音的数据    MMRESULT result;    WAVEHDR *pWaveHeader = (WAVEHDR  *)dwParam1;    //pWaveHeader->lpData为录音数据    OutputWaveData((short *)pWaveHeader->lpData, pWaveHeader->dwBytesRecorded/2);    result = waveInAddBuffer(hwi,pWaveHeader, sizeof(WAVEHDR));      if (result != MMSYSERR_NOERROR)    {        printf("Cannot Add Buffer !");//WAVERR_UNPREPARED      }}// 导出数据void OutputWaveData(short *data, DWORD dataLen){    WAVEMEASUMERESULT tmpResult = { 0 };    double dbVal = data[0]; //第一个点      tmpResult.dwPtSize = dataLen; //点数      tmpResult.fWave_Frame_Avg = dbVal; //平均值      tmpResult.fWave_Frame_RMS = pow(dbVal, 2); //有效值      tmpResult.fWave_Frame_Max = dbVal; //最大值      tmpResult.fWave_Frame_Min = dbVal; //最小值      tmpResult.fWave_Frame_AbsMax = fabs(dbVal); //绝对最大值      tmpResult.fWave_Frame_AbsMin = fabs(dbVal); //绝对最小值      for (DWORD i = 1; i<dataLen; i++)    {        dbVal = data[i];//单声道          tmpResult.fWave_Frame_Avg += dbVal; //平均值          tmpResult.fWave_Frame_RMS += pow(dbVal, 2); //有效值          tmpResult.fWave_Frame_Max = max(dbVal, tmpResult.fWave_Frame_Max); //最大值          tmpResult.fWave_Frame_Min = min(dbVal, tmpResult.fWave_Frame_Min); //最小值          tmpResult.fWave_Frame_AbsMax = max(fabs(dbVal), tmpResult.fWave_Frame_AbsMax); //绝对最大值          tmpResult.fWave_Frame_AbsMin = min(fabs(dbVal), tmpResult.fWave_Frame_AbsMin); //绝对最小值      }    tmpResult.fWave_Frame_Avg /= dataLen; //平均值      tmpResult.fWave_Frame_RMS = sqrt(tmpResult.fWave_Frame_RMS /dataLen);//有效值      printf("VoiceInputLevel:%f", tmpResult.fWave_Frame_Max);}