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實(shí)時(shí)混音的實(shí)現(xiàn)
摘要 本文主要討論多路聲音實(shí)時(shí)混疊的實(shí)現(xiàn)方法，以及實(shí)現(xiàn)過程中對一些特殊情況的處理。關(guān)鍵詞 Wave 混音 混音器?1.引言?
將多個(gè)Wave文件或多路Wave數(shù)據(jù)同時(shí)在Wave設(shè)備上輸出，就可同時(shí)聽到多個(gè)不同的聲音，達(dá)到混音的效果。如果是將多個(gè)不同端點(diǎn)的話音數(shù)據(jù)經(jīng)局域網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭_(dá)某一個(gè)端點(diǎn)再經(jīng)該端點(diǎn)的Wave設(shè)備輸出，就能同時(shí)聽到多個(gè)人的話音，從而實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)中多方的話音交談。?
在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)話音交談，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，要盡量保證話音的平滑、連續(xù)，因此為了保證話音數(shù)據(jù)連續(xù)，減少話音數(shù)據(jù)存儲帶來的延時(shí)，在具體實(shí)現(xiàn)中，話音的錄制和播放都不采用文件的形式，錄制和播放的話音數(shù)據(jù)都存在緩沖區(qū)中。在Windows系統(tǒng)中，一般情況下，高層Wave接口函數(shù)無法直接播放緩沖區(qū)中的話音數(shù)據(jù)，而必須用底層函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，常用的是Windows API中的Wave函數(shù)。將Wave數(shù)據(jù)在Wave設(shè)備上輸出使用的是WaveOutWrite函數(shù)，但是該函數(shù)不支持多路Wave數(shù)據(jù)的同時(shí)播放，為了能達(dá)到多路Wave數(shù)據(jù)同時(shí)播放的效果，對緩沖區(qū)中多路Wave數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的預(yù)處理后，再提交給Wave輸出設(shè)備播放。實(shí)現(xiàn)原理如圖1所示。?
圖1 多路Wave混音的實(shí)現(xiàn)原理
2.實(shí)現(xiàn)原理?
實(shí)時(shí)地混音，就是將多路Wave數(shù)據(jù)進(jìn)行相互疊加處理到另一個(gè)目的緩沖區(qū)，最終將該目的的緩沖區(qū)提交給Wave輸出設(shè)備。?
將每一路Wave數(shù)據(jù)作為一個(gè)單獨(dú)通道，分別從每個(gè)通道取一數(shù)據(jù)片段，把取得的幾個(gè)數(shù)據(jù)片段相互疊加，然后存進(jìn)另外一個(gè)目的緩沖區(qū)中。為了便于處理，緩沖區(qū)通常采用數(shù)組的形式存放Wave數(shù)據(jù)。
如果話音數(shù)據(jù)，采用采樣頻率1025Hz，8位單聲道的數(shù)據(jù)格式，那么一秒的話音數(shù)據(jù)量為11025個(gè)字節(jié)。?
為了達(dá)到實(shí)時(shí)的效果，目的緩沖區(qū)通常都設(shè)置比較小，大約可存放1/8秒的話音數(shù)據(jù)量，對于前述的話音格式，目的緩沖區(qū)的大小為11025/8＝1375個(gè)字節(jié)。?
下面具體看一下Wave數(shù)據(jù)以數(shù)組形式存放時(shí)的混音過程。如圖2所示。
圖2 多路Wave數(shù)據(jù)的疊加過程
假設(shè)有4路Wave數(shù)據(jù)，目的緩沖區(qū)的大小為1378，混音子函數(shù)調(diào)用為 Mixer(lpDest,rgpCDdata,4,1378)。?
下面給出混音子函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。其中l(wèi)pDest為目的緩沖區(qū)，rgWaveSrc為多路Wave數(shù)據(jù)源，iNumWaves為Wave數(shù)據(jù)源的通道數(shù)，wLen為目的緩沖區(qū)長度。?
Void mixit(LPSAMPLE lpDest,LPSAMPLE rgWaveSrc［］，intiNumWaves,WORDwLen)?
{?int,,iSum;?
WORD ctr;
ctr=0?
While(wLen)?
{?
iSum=128;/?*靜音時(shí)數(shù)值為128?*/?
for(I=0;I＜iNumWaves;I )?
iSum=iSum *(rgWaveSrc［］ ctr)-128;?
PEG(int)0,iSum,(int)225);/*對轉(zhuǎn)換結(jié)果處理?*/?
*lpDest =iSum;?
ctr ;?
wLen--;?
}?
}
注意一點(diǎn)的是對于單聲道數(shù)據(jù)一個(gè)字節(jié)表示一個(gè)采樣值，采樣值在0-255之間，各個(gè)通道的對應(yīng)Wave數(shù)據(jù)相加后，就會溢出，還需要將相加結(jié)果轉(zhuǎn)換成0-255之間的數(shù)值。?
將該目的緩沖區(qū)中的Wave數(shù)據(jù)經(jīng)WaveOutWrite函數(shù)輸出，就能同時(shí)聽到四個(gè)不同的聲音，當(dāng)Wave輸出設(shè)備播放完目的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)便返回，請求用戶提供更多的Wave輸出數(shù)據(jù)，因?yàn)閃ave輸出設(shè)備只能輸出提交給它的Wave數(shù)據(jù)；另外，對Wave數(shù)據(jù)進(jìn)行混音還需要一定的時(shí)間，因此當(dāng)提交一個(gè)目的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)給Wave輸出設(shè)備后，就必須馬上混疊另一段Wave數(shù)據(jù)來提交給Wave輸出設(shè)備，作為下一個(gè)輸出的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，避免聲音輸出的中斷，后一個(gè)目的緩沖區(qū)提交后被輸出設(shè)備放入輸出隊(duì)列中，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)目的緩沖區(qū)中輸出完畢后再輸出它的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸出設(shè)備在輸出第二個(gè)目的緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)時(shí)，又能將第三段數(shù)據(jù)混合進(jìn)第一個(gè)目的緩沖區(qū)中，然后重新提交，直到提交完所有的Wave數(shù)據(jù)，那時(shí)就將停止輸出。在實(shí)際應(yīng)用中目的緩沖區(qū)的數(shù)要多個(gè)，一般為3至4個(gè)，圖3給出了混音、提交的完整過程。
3 混音、提交過程
3.特殊情況的處理?
上面討論了混音及播放的一般過程，但在實(shí)際應(yīng)用中，還需要到對一些特殊情況進(jìn)行處理。
●各通道中待混音的Wave數(shù)據(jù)長度不同。?
...
圖4 各通道中的Wave數(shù)據(jù)長度不同
這種情況是指當(dāng)前要混音的某一通道中的聲音片段數(shù)據(jù)比Wave混音器所定義的緩沖區(qū)長度要小，這時(shí)該路被采樣的聲音沒有足夠的數(shù)據(jù)與Wave混音器中的數(shù)據(jù)相混疊。?
對于這種情況，采用以下的方法可以有效地解決，主要包括三步：?
a) Wave混音器在混音前首先判斷是否有這種情況出現(xiàn)，如果出現(xiàn)，Wave混音器必須確定該Wave通道中所能被采樣的數(shù)據(jù)長度；?
b) 按照該通道所能被采樣的數(shù)據(jù)長度，將該路的數(shù)據(jù)與其它多個(gè)通道中的數(shù)據(jù)相混疊存入Wave混音器的目的緩沖區(qū)中；?
c) 停止對該通道Wave數(shù)據(jù)的采樣混疊處理，只采樣混疊其它通道中的Wave數(shù)據(jù)，存入Wave混音器目的緩沖區(qū)的余下部分。?
因?yàn)樵诮酉聛淼牟蓸踊煲暨^程還會出現(xiàn)相同的情況，所以必須重復(fù)上述a-c的步驟，直到Wave混音器的緩沖區(qū)填充完畢或再?zèng)]有可填充的數(shù)據(jù)為止。這時(shí)將該Wave混音器的目的緩沖區(qū)提交給Wave輸出設(shè)備。?
●當(dāng)播放混音數(shù)據(jù)時(shí)又有新的一路Wave數(shù)據(jù)要求混疊并且被播放。?
當(dāng)前正在播放Wave混音器中一個(gè)已經(jīng)混疊的目的緩沖區(qū)中Wave數(shù)據(jù)，這時(shí)又有一路聲音要求馬上混疊并且被播放。?
這種情況處理起來比較復(fù)雜。多路Wave數(shù)據(jù)經(jīng)過混疊，存儲到目的緩沖區(qū)，該目的緩沖區(qū)中的W
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