iOS 音量柱的實現(mic 採集的聲音DB反映成音量柱)

時間 2019-11-06

標籤 ios 音量實現 mic 採集聲音反映欄目 iOS 简体版

原文原文鏈接

需求 : APP 將麥克風採集到的聲音(Audio Queue / Audio Unit) 經過公式轉換成DB而後在界面中顯示出來可實時檢測DB變化。

流程：

配置Audio 初始化參數，必須使用Audio Queue 或 Audio Unit 採集聲音。
在Audio Queue 或 Audio Unit 採集聲音的回調中將聲音數據轉爲DB。
將拿到每一幀聲音的DB值傳給主控制器的UI以反映聲音的變化

最終的效果以下，黃色柱形會反映聲音DB的變化： git

GitHub地址(附代碼) : 音量柱的實現

注意點

通過測試若是使用Audio Unit的方式採集聲音，因爲設置的聲音級別是audioUnit.componentSubType = kAudioUnitSubType_VoiceProcessingIO; 而採集到的聲音數據從512開始變得不正常，數據格外大，非正常範圍數據，因此咱們從512開始不處理後面的數據。下文有具體說明
若是是採用Audio Queue計算的數據則不須要額外處理

具體實現

1.初始化Audio Queue / Audio Unit 採集聲音，這裏不作說明，若有問題可參考Audio Queue/ Audio Unit 採集聲音

2.在採集聲音回調中將聲音數據轉爲聲音的DB值。

以Audio Unit 爲例，在回調中處理以下github

#pragma mark - AudioUnit
static OSStatus RecordCallback(void *inRefCon,
                               AudioUnitRenderActionFlags *ioActionFlags,
                               const AudioTimeStamp *inTimeStamp,
                               UInt32 inBusNumber,
                               UInt32 inNumberFrames,
                               AudioBufferList *ioData) {

    XDXRecorder *recorder = (XDXRecorder *)inRefCon;
    
    // 將回調數據傳給_buffList
    AudioUnitRender(recorder->_audioUnit, ioActionFlags, inTimeStamp, inBusNumber, inNumberFrames, recorder->_buffList);
    
    void    *bufferData = recorder->_buffList->mBuffers[0].mData;
    UInt32   bufferSize = recorder->_buffList->mBuffers[0].mDataByteSize;
    //    printf("Audio Recoder Render dataSize : %d \n",bufferSize);
    
    float channelValue[2];
    caculate_bm_db(bufferData, bufferSize, 0, k_Mono, channelValue,true);
    recorder.volLDB = channelValue[0];
    recorder.volRDB = channelValue[1];
複製代碼

根據聲音的計算公式dB=20∗log(A)→A=pow(10,(db/20.0))，咱們對回調中傳來的聲音數據進行處理，這裏須要注意的是，通過測試若是使用Audio Unit的方式採集聲音，因爲設置的聲音級別是audioUnit.componentSubType = kAudioUnitSubType_VoiceProcessingIO; 而採集到的聲音數據從512開始變得不正常，數據格外大，非正常範圍數據，因此咱們從512開始不處理後面的數據，具體緣由多是由於Audio Unit的kAudioUnitSubType_VoiceProcessingIO分類作了一些聲音的消除回聲等優化致使數據和正常數據略有不一樣，在AudioQueue中並不存在這樣的狀況。bash

咱們的APP中使用的是單聲道，遍歷聲音數據，以下咱們經過遍歷每一幀完整的聲音數據(audioData)找到其中最大的值(max)來對它進行處理,處理後的數據按照公式可獲得一個聲音的DB值(-40 - 0)post

void caculate_bm_db(void * const data ,size_t length ,int64_t timestamp, ChannelCount channelModel,float channelValue[2],bool isAudioUnit) {
    int16_t *audioData = (int16_t *)data;
    
    if (channelModel == k_Mono) {   // 單聲道
        int     sDbChnnel     = 0;
        int16_t curr          = 0;
        int16_t max           = 0;
        size_t traversalTimes = 0;
        
        if (isAudioUnit) {
            traversalTimes = length/2;// 因爲512後面的數據顯示異常  須要所有忽略掉
        }else{
            traversalTimes = length;
        }
        
        for(int i = 0; i< traversalTimes; i++) {
            curr = *(audioData+i);
            if(curr > max) max = curr;
        }
        
        if(max < 1) {
            sDbChnnel = -100;
        }else {
            sDbChnnel = (20*log10((0.0 + max)/32767) - 0.5);
        }
        
        channelValue[0] = channelValue[1] = sDbChnnel;
        
    } else if (channelModel == k_Stereo){   // 立體聲
        int sDbChA = 0;
        int sDbChB = 0;
        
        int16_t nCurr[2] = {0};
        int16_t nMax[2] = {0};
        
        for(unsigned int i=0; i<length/2; i++) {
            nCurr[0] = audioData[i];
            nCurr[1] = audioData[i + 1];
            
            if(nMax[0] < nCurr[0]) nMax[0] = nCurr[0];
            
            if(nMax[1] < nCurr[1]) nMax[1] = nCurr[0];
        }
        
        if(nMax[0] < 1) {
            sDbChA = -100;
        } else {
            sDbChA = (20*log10((0.0 + nMax[0])/32767) - 0.5);
        }
        
        if(nMax[1] < 1) {
            sDbChB = -100;
        } else {
            sDbChB = (20*log10((0.0 + nMax[1])/32767) - 0.5);
        }
        
        channelValue[0] = sDbChA;
        channelValue[1] = sDbChB;
    }
}
複製代碼