分享用于学习C++音频处理的代码示例

与《分享用于学习C++图像处理的代码示例》为姊妹篇。

为了便于学习C++音频处理并研究音频算法，

俺写了一个适合初学者学习的小小框架。

麻雀虽小五脏俱全，仅仅考虑单通道处理。

采用Decoder:dr_wav

https://github.com/mackron/dr_libs/blob/master/dr_wav.h

采用Encoder:原本计划采用dr_wav的Encode，但是dr_wav保存的文件头忘记修正音频数据的大小，

采用博主自己实现的代码，仅供学习之用。

dr_wav用于解析wav文件格式.

关于wav格式的解析移步至:

http://soundfile.sapp.org/doc/WaveFormat/

个人习惯，采用int16的处理方式，也可以通过简单的修改，改为float类型。

wav音频样本可以从*上(https://en.wikipedia.org/wiki/WAV)下载。

注:少数wav格式不支持

Format	Bitrate (kbit/s)	1 minute (KiB)	Sample
11,025 Hz 16 bit PCM	176.4	1292	11k16bitpcm.wav
8,000 Hz 16 bit PCM	128	938	8k16bitpcm.wav
11,025 Hz 8 bit PCM	88.2	646	11k8bitpcm.wav
11,025 Hz µ-Law	88.2	646	11kulaw.wav
8,000 Hz 8 bit PCM	64	469	8k8bitpcm.wav
8,000 Hz µ-Law	64	469	8kulaw.wav
11,025 Hz 4 bit ADPCM	44.1	323	11kadpcm.wav
8,000 Hz 4 bit ADPCM	32	234	8kadpcm.wav
11,025 Hz GSM 06.10	18	132	11kgsm.wav
8,000 Hz MP3 16 kbit/s	16	117	8kmp316.wav
8,000 Hz GSM 06.10	13	103	8kgsm.wav
8,000 Hz Lernout & Hauspie SBC 12 kbit/s	12	88	8ksbc12.wav
8,000 Hz DSP Group Truespeech	9	66	8ktruespeech.wav
8,000 Hz MP3 8 kbit/s	8	60	8kmp38.wav
8,000 Hz Lernout & Hauspie CELP	4.8	35	8kcelp.wav

附带处理耗时计算,示例演示了一个简单的将音频前面一半静音处理,并简单注释了一下部分逻辑。

完整代码:

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <stdint.h>
 #include <time.h>
 #include <iostream>
 //采用https://github.com/mackron/dr_libs/blob/master/dr_wav.h 解码
 #define DR_WAV_IMPLEMENTATION
 #include "dr_wav.h"

 auto const epoch = clock();
 static double now()
 {
     return  (clock() - epoch);
 };

 template <typename FN>
 static double bench(const FN &fn)
 {
     auto took = -now();
     ;
 }

 //写wav文件
 void wavWrite_int16(char* filename, int16_t* buffer, int sampleRate, uint32_t totalSampleCount) {

     FILE* fp = fopen(filename, "wb");
     if (fp == NULL) {
         printf("文件打开失败.\n");
         return;
     }
     //修正写入的buffer长度
     totalSampleCount *= sizeof(int16_t);
     ;
     ;
     ;
     ] = { 'R', 'I', 'F', 'F' };
     uint32_t long_number =  + totalSampleCount;
     fwrite(text, , , fp);
     fwrite(&long_number, , , fp);
     text[] = 'W';
     text[] = 'A';
     text[] = 'V';
     text[] = 'E';
     fwrite(text, , , fp);
     text[] = 'f';
     text[] = 'm';
     text[] = 't';
     text[] = ' ';
     fwrite(text, , , fp);

     long_number = ;
     fwrite(&long_number, , , fp);
     int16_t short_number = FORMAT_PCM;//默认音频格式
     fwrite(&short_number, , , fp);
     short_number = ; // 音频通道数
     fwrite(&short_number, , , fp);
     long_number = sampleRate; // 采样率
     fwrite(&long_number, , , fp);
     long_number = sampleRate * nbyte; // 比特率
     fwrite(&long_number, , , fp);
     short_number = nbyte; // 块对齐
     fwrite(&short_number, , , fp);
     short_number = nbit; // 采样精度
     fwrite(&short_number, , , fp);
     ] = { 'd', 'a', 't', 'a' };
     fwrite(data, , , fp);
     long_number = totalSampleCount;
     fwrite(&long_number, , , fp);
     fwrite(buffer, totalSampleCount, , fp);
     fclose(fp);
 }
 //读取wav文件
 int16_t* wavRead_int16(char* filename, uint32_t* sampleRate, uint64_t    *totalSampleCount) {

     unsigned int channels;
     int16_t* buffer = drwav_open_and_read_file_s16(filename, &channels, sampleRate, totalSampleCount);
     if (buffer == NULL) {
         printf("读取wav文件失败.");
     }
     //仅仅处理单通道音频
     )
     {
         drwav_free(buffer);
         buffer = NULL;
         *sampleRate = ;
         *totalSampleCount = ;
     }
     return buffer;
 }

 //分割路径函数
 void splitpath(const char* path, char* drv, char* dir, char* name, char* ext)
 {
     const char* end;
     const char* p;
     const char* s;
     ] && path[] == ':') {
         if (drv) {
             *drv++ = *path++;
             *drv++ = *path++;
             *drv = '\0';
         }
     }
     else if (drv)
         *drv = '\0';
     for (end = path; *end && *end != ':';)
         end++;
     for (p = end; p > path && *--p != '\\' && *p != '/';)
         if (*p == '.') {
             end = p;
             break;
         }
     if (ext)
         for (s = end; (*ext = *s++);)
             ext++;
     for (p = end; p > path;)
         if (*--p == '\\' || *p == '/') {
             p++;
             break;
         }
     if (name) {
         for (s = p; s < end;)
             *name++ = *s++;
         *name = '\0';
     }
     if (dir) {
         for (s = path; s < p;)
             *dir++ = *s++;
         *dir = '\0';
     }
 }

 int main(int argc, char* argv[])
 {
     std::cout << "Audio Processing " << std::endl;
     std::cout << "博客:http://tntmonks.cnblogs.com/" << std::endl;
     std::cout << "支持解析单通道wav格式." << std::endl;

     ) ;
     ];

     //音频采样率
     uint32_t sampleRate = ;
     //总音频采样数
     uint64_t totalSampleCount = ;
     int16_t* wavBuffer = NULL;
     double nLoadTime = bench([&]
     {
         wavBuffer = wavRead_int16(in_file, &sampleRate, &totalSampleCount);
     });
     std::cout << ) << " 毫秒" << std::endl;

     //如果加载成功
     if (wavBuffer != NULL)
     {
         //将前面一般进行静音处理，直接置零即可
         ; i < totalSampleCount / ; i++)
         {
             wavBuffer[i] = ;
         }
     }
     //保存结果
     double nSaveTime = bench([&]
     {
         ];
         ];
         ];
         ];
         ];
         splitpath(in_file, drive, dir, fname, ext);
         sprintf(out_file, "%s%s%s_out%s", drive, dir, fname, ext);
         wavWrite_int16(out_file, wavBuffer, sampleRate, totalSampleCount);
     });
     std::cout << ) << " 毫秒" << std::endl;

     getchar();
     std::cout << "按任意键退出程序 \n" << std::endl;
     ;
 }

示例具体流程为：

加载wav(拖放wav文件到可执行文件上)->简单静音处理->保存wav

并对 加载，保存 这2个环节都进行了耗时计算并输出。

若有其他相关问题或者需求也可以邮件联系俺探讨。

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