Как считать сигнал с микрофона

Delphi , Мультимедиа , Микрофон

В Windows нет разделения каналов записи по источникам.

CD-ROM ----------|
|                |--- Динамики
Микрофон --------| |
|                   - Windows --|--- Записывающие программы
Линейный вход ---| |
|                |--- Линейный выход
MIDI ------------|

Все поступающие в систему звуки смешиваются, и лишь после этого их получает программа.

Для получения звукового сигнала нужно воспользоваться WinAPI. WaveInOpen открывает доступ к микрофону. Одновременно только одна программа может работать с микрофоном. Заодно Вы указываете, какая нужна частота, сколько бит на значение и размер буфера. От последнего зависит, как часто и в каком объеме информация будет поступать в программу.

Далее нужно выделить память для буфера и вызвать функцию WaveInAddBuffer, которая передаст Windows пустой буфер. После вызова WaveInStart Windows начнет заполнять буфер, и, после его заполнения, пошлет сообщение MM_WIM_DATA. В нем нужно обработать полученную информацию и вновь вызвать WaveInAddBuffer, тем самым указав, что буфер пуст.

Функции WaveInReset и WaveInClose прекратят поступление информации в программу и закроют доступ к микрофону.

Эта программа считывает сигнал с микрофона и выводит его на экран. Частота сигнала - 22050 Гц. Количество бит определяется флажком, размер буфера TrackBar-ом.

unit Unit1;

interface

uses
  Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms,
  Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls, ComCtrls, MMSystem;

type
  TData8 = array [0..127] of byte;
  PData8 = ^TData8;
  TData16 = array [0..127] of smallint;
  PData16 = ^TData16;
  TPointArr = array [0..127] of TPoint;
  PPointArr = ^TPointArr;
  TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    Button2: TButton;
    PaintBox1: TPaintBox;
    TrackBar1: TTrackBar;
    CheckBox1: TCheckBox;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure Button2Click(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    procedure CheckBox1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
  public
    procedure OnWaveIn(var Msg: TMessage); message MM_WIM_DATA;
end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.DFM}

var
  WaveIn: hWaveIn;
  hBuf: THandle;
  BufHead: TWaveHdr;
  bufsize: integer;
  Bits16: boolean;
  p: PPointArr;
  stop: boolean = false;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  header: TWaveFormatEx;
  BufLen: word;
  buf: pointer;
begin
  BufSize := TrackBar1.Position * 500 + 100; { Размер буфера }
  Bits16 := CheckBox1.Checked;
  with header do
  begin
    wFormatTag := WAVE_FORMAT_PCM;
    nChannels := 1; { количество каналов }
    nSamplesPerSec := 22050; { частота }
    wBitsPerSample := integer(Bits16) * 8 + 8; { 8 / 16 бит }
    nBlockAlign := nChannels * (wBitsPerSample div 8);
    nAvgBytesPerSec := nSamplesPerSec * nBlockAlign;
    cbSize := 0;
  end;
  WaveInOpen(Addr(WaveIn), WAVE_MAPPER, addr(header),
  Form1.Handle, 0, CALLBACK_WINDOW);
  BufLen := header.nBlockAlign * BufSize;
  hBuf := GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE and GMEM_SHARE, BufLen);
  Buf := GlobalLock(hBuf);
  with BufHead do
  begin
    lpData := Buf;
    dwBufferLength := BufLen;
    dwFlags := WHDR_BEGINLOOP;
  end;
  WaveInPrepareHeader(WaveIn, Addr(BufHead), sizeof(BufHead));
  WaveInAddBuffer(WaveIn, addr(BufHead), sizeof(BufHead));
  GetMem(p, BufSize * sizeof(TPoint));
  stop := true;
  WaveInStart(WaveIn);
end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
  if stop = false then
    Exit;
  stop := false;
  while not stop do
    Application.ProcessMessages;
  stop := false;
  WaveInReset(WaveIn);
  WaveInUnPrepareHeader(WaveIn, addr(BufHead), sizeof(BufHead));
  WaveInClose(WaveIn);
  GlobalUnlock(hBuf);
  GlobalFree(hBuf);
  FreeMem(p, BufSize * sizeof(TPoint));
end;

procedure TForm1.OnWaveIn;
var
  i: integer;
  data8: PData8;
  data16: PData16;
  h: integer;
  XScale, YScale: single;
begin
  h := PaintBox1.Height;
  XScale := PaintBox1.Width / BufSize;
  if Bits16 then
  begin
    data16 := PData16(PWaveHdr(Msg.lParam)^.lpData);
    YScale := h / (1 shl 16);
    for i := 0 to BufSize - 1 do
      p^[i] := Point(round(i * XScale),
    round(h / 2 - data16^[i] * YScale));
  end
  else
  begin
    Data8 := PData8(PWaveHdr(Msg.lParam)^.lpData);
    YScale := h / (1 shl 8);
    for i := 0 to BufSize - 1 do
      p^[i] := Point(round(i * XScale),
    round(h - data8^[i] * YScale));
  end;
  with PaintBox1.Canvas do
  begin
    Brush.Color := clWhite;
    FillRect(ClipRect);
    Polyline(Slice(p^, BufSize));
  end;
  if stop then
    WaveInAddBuffer(WaveIn, PWaveHdr(Msg.lParam), SizeOf(TWaveHdr))
  else
    stop := true;
end;

procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
  Button2.Click;
end;

procedure TForm1.CheckBox1Click(Sender: TObject);
begin
  if stop then
  begin
    Button2.Click;
    Button1.Click;
  end;
end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  TrackBar1.OnChange := CheckBox1Click;
  Button1.Caption := 'Start';
  Button2.Caption := 'Stop';
  CheckBox1.Caption := '16 / 8 bit';
end;

end.

Код, который вы предоставили, это приложение Delphi, использующее Windows API для захвата аудиоданных с микрофона и отображения их на компоненте PaintBox.

Вот подробное описание, как работает код:

1. Событийный обработчик Button1Click открывает микрофон с помощью WaveInOpen, устанавливает формат для аудиоданных и готовит буфер для приема аудиоданных.
2. Событийный обработчик Button2Click останавливает захват аудиоданных, сбрасывая устройство wave-in, отменяя заголовок, закрывая устройство wave-in и освобождая память, выделенную для буфера.
3. Событийный обработчик OnWaveIn вызывается, когда новые аудиоданные становятся доступными. Он извлекает аудиоданные из буфера, конвертирует их в графическое представление (либо 8-битное, либо 16-битное) и рисует его на компоненте PaintBox.

Некоторые примечания к коду:

• Переменная Bits16 определяет, как аудиоданные должны быть обработаны - как 8-битные или 16-битные.
• Переменная BufSize determines how much memory is allocated for the buffer to receive the audio data.
• Переменные XScale и YScale используются для конвертации аудиоданных в графическое представление, с XScale, определяющим горизонтальный масштаб, и YScale, определяющим вертикальный масштаб.

Вот альтернативное решение, использующее встроенные компоненты Delphi для медиа:

1. Создайте новую форму с компонентом TMediaPlayer.
2. Установите игрока для захвата аудиоданных с default-устройства с помощью Open.
3. Используйте метод GetDeviceCaps для получения информации о устройстве, например, количество каналов и частоту дискретизации.
4. Используйте метод Record для начала захвата аудиоданных.
5. В событийном обработчике OnStartCapture, настройте таймер для периодического извлечения аудиоданных из буфера игрока с помощью GetBuffer.
6. Конвертируйте аудиоданные в графическое представление (либо 8-битное, либо 16-битное) и рисуйте его на компоненте PaintBox.

Эта APPROACH более проста и легче использовать, чем подход с Windows API, но может не обеспечивать такое же управление процессом захвата аудиоданных.

В статье описывается способ считывания сигнала с микрофона в Windows, используя библиотеку WinAPI и функции WaveInOpen, WaveInAddBuffer, WaveInStart, WaveInReset, WaveInClose.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Микрофон ::