微型计算机接口技术大作业.doc

微型计算机接口大作业DirectX录音程序的实现学院： 软件学院专业： 网络安全姓名： 学号： 2011年6月11日星期六程序简介该程序使用DirectX提供的DirectSound来，控制音频驱动程序的各种接口，来录制和储存WAV音频文件。使用接口举例DirectSound中Capture捕获器对象来获取音频捕捉设备DirectSound中的CaptureBuffer捕获缓存储存由音频捕获设备捕获的数据。DirectSound中Notify消息通知对象对象来对缓冲区进行记录和界限 。DirectSound中的WaveFormat设定录音的格式。WAV文件的二进制形式WAV文件头格式：虚拟地址数据长度类型描述00H4charRIFF标志04H4longint文件长度08H4charWAVE标志0CH4charfmt标志10H4过渡字节（不定）14H2int格式类别（10H为PCM形式的声音数据)16H2int通道数，单声道为1，双声道为218H2int采样率（每秒样本数），表示每个通道的播放速度，1CH4longint波形音频数据传送速率，其值为通道数每秒数据位数每样本的数据位数8。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。20H2int数据块的调整数（按字节算的），其值为通道数每样本的数据位值8。播放软件需要一次处理多个该值大小的字节数据，以便将其值用于缓冲区的调整。22H2每样本的数据位数，表示每个声道中各个样本的数据位数。如果有多个声道，对每个声道而言，样本大小都一样。24H4char数据标记符data28H4longint语音数据的长度缓冲区指针缓冲区是存放音频数据的地方，并且它还提供了我们两个指针：读指针和捕捉指针。它们的位置按照相对于缓冲区起始位置的偏移量计算。读指针位于当前已经被完全捕捉到缓冲区的数据末尾。捕捉指针位于当前将要从硬件中复制的数据块的末尾。如果你想从缓冲区中读取数据，则只能从已经完全写入缓冲区的数据中读取，也就是说我们只能从偏移量小于读指针的地方读取。缓冲区通知时间相同的音频文件，WAVE文件会比其它格式的音频文件大得多，这是因为WAVE文件没有对数据进行压缩。如果录音的时候，不限制缓冲区大小，那么你录制很短的时间可能就会占用很多内存，说不定不过多久，你的2G内存就不够用了。因此我们必须对缓冲区的大小进行限制，而且当缓冲区满了之后，还可以重新从缓冲区起始处开始，用新的数据覆盖旧的数据。为保证不丢失旧的数据，那就得在旧的数据被覆盖之前，将它转移到其它地方。微软提供了“通知”的方法。在缓冲区中的某些位置处设置通知，当读指针到达通知位置的时候，就会触发相应的事件执行转移操作。捕获流程程序代码上述主要在RecordSound类中using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.Windows.Forms; using System.Threading; using System.IO;/ 对DirectSound的支持using Microsoft.DirectX; using Microsoft.DirectX.DirectSound;namespace _001 class SoundRecord public const int cNotifyNum = 16; / 缓冲队列的数目 private int mNextCaptureOffset = 0; / 该次录音缓冲区的起始点 private int mSampleCount = 0; / 录制的样本数目 private int mNotifySize = 0; / 每次通知大小? private int mBufferSize = 0; / 缓冲队列大小 private string mFileName = string.Empty; / 文件名? private FileStream mWaveFile = null; / 文件流 private BinaryWriter mWriter = null; / 写文件 private Capture mCapDev = null; / 音频捕捉设备 private CaptureBuffer mRecBuffer = null; / 缓冲区对象 private Notify mNotify = null; / 消息通知对象 private WaveFormat mWavFormat; / 录音的格式 private Thread mNotifyThread = null; / 处理缓冲区消息的线程 private AutoResetEvent mNotificationEvent = null; / 通知事件t / / 构造函数,设定录音设备,设定录音格式. / public SoundRecord() / 初始化音频捕捉设备 InitCaptureDevice(); / 设定录音格式 mWavFormat = CreateWaveFormat(); / / 设定录音结束后保存的文件,包括路径 / / 保存wav文件的路径名 public void SetFileName(string filename) mFileName = filename; / / 开始录音 / public void RecStart() / 创建录音文件t CreateSoundFile(); / 创建一个录音缓冲区并开始录音 CreateCaptureBuffer(); / 建立通知消息，当缓冲区满的时候处理方法 InitNotifications(); mRecBuffer.Start(true); / / 停止录音 / public void RecStop() / 关闭通知消息 if (null != mNotificationEvent) mNotificationEvent.Set(); / 停止录音 mRecBuffer.Stop(); / 写入缓冲区最后的数据 RecordCapturedData(); / 回写长度信息 mWriter.Seek(4, SeekOrigin.Begin); mWriter.Write(int)(mSampleCount + 36); / 写文件长度 mWriter.Seek(40, SeekOrigin.Begin); mWriter.Write(mSampleCount); / 写数据长度 mWriter.Close(); mWaveFile.Close(); mWriter = null; mWaveFile = null; / / 初始化录音设备，此处使用主录音设备 / / 调用成功返回true,否则返回false private bool InitCaptureDevice() / 获取默认音频捕捉设备 CaptureDevicesCollection devices = new CaptureDevicesCollection(); / 枚举音频捕捉设备 Guid deviceGuid = Guid.Empty; / 音频捕捉设备的ID if (devices.Count0) deviceGuid = devices0.DriverGuid; else MessageBox.Show(系统中没有音频捕捉设备); return false; / 用指定的捕捉设备创建Capture对象 try mCapDev = new Capture(deviceGuid); catch (DirectXException e) MessageBox.Show(e.ToString(); return false; return true; / / 创建录音格式,此处使用16bit,16KHz,Mono的录音格式 / / WaveFormat结构体 private WaveFormat CreateWaveFormat() WaveFormat format = new WaveFormat(); format.FormatTag = WaveFormatTag.Pcm; / PCM format.SamplesPerSecond = 16000; / 16KHz format.BitsPerSample = 16; / 16Bit format.Channels = 1; / Mono format.BlockAlign = (short)(format.Channels * (format.BitsPerSample / 8); format.AverageBytesPerSecond = format.BlockAlign * format.SamplesPerSecond; return format; / / 创建录音使用的缓冲区 / private void CreateCaptureBuffer() / 缓冲区的描述对象 CaptureBufferDescription bufferdescription = new CaptureBufferDescription(); if (null != mNotify) mNotify.Dispose(); mNotify = null; if (null != mRecBuffer) mRecBuffer.Dispose(); mRecBuffer = null; / 设定通知的大小,默认为s mNotifySize = (1024 mWavFormat.AverageBytesPerSecond / 8) ? 1024 : (mWavFormat.AverageBytesPerSecond / 8); mNotifySize -= mNotifySize % mWavFormat.BlockAlign; / 设定缓冲区大小 mBufferSize = mNotifySize * cNotifyNum; / 创建缓冲区描述 bufferdescription.BufferBytes = mBufferSize; bufferdescription.Format = mWavFormat; / 录音格式 / 创建缓冲区 mRecBuffer = new CaptureBuffer(bufferdescription, mCapDev); mNextCaptureOffset = 0; / / 初始化通知事件,将原缓冲区分成16个缓冲队列,在每个缓冲队列的结束点设定通知点 / / 是否成功 private bool InitNotifications() if (null = mRecBuffer) MessageBox.Show(未创建录音缓冲区); return false; / 创建一个通知事件,当缓冲队列满了就激发该事件 mNotificationEvent = new AutoResetEvent(false); / 创建一个线程管理缓冲区事件 if (null = mNotifyThread) mNotifyThread = new Thread(new ThreadStart(WaitThread); mNotifyThread.Start(); / 设定通知的位置 BufferPositionNotify PositionNotify = new BufferPositionNotifycNotifyNum + 1; for (int i = 0; i cNotifyNum; i+) PositionNotifyi.Offset = (mNotifySize * i) + mNotifySize - 1; PositionNotifyi.EventNotifyHandle = mNotificationEvent.Handle; mNotify = new Notify(mRecBuffer); mNotify.SetNotificationPositions(PositionNotify, cNotifyNum); return true; / / 将录制的数据写入wav文件 / private void RecordCapturedData() byte CaptureData = null; int ReadPos; int CapturePos; int LockSize; mRecBuffer.GetCurrentPosition(out CapturePos, out ReadPos); LockSize = ReadPos - mNextCaptureOffset; if (LockSize 0) LockSize += mBufferSize; / 对齐缓冲区边界,实际上由于开始设定完整,这个操作是多余的 LockSize -= (LockSize % mNotifySize); if (0 = LockSize) return; / 读取缓冲区内的数据 CaptureData = (byte)mRecBuffer.Read(mNextCaptureOffset, typeof(byte), LockFlag.None, LockSize); / 写入Wav文件 mWriter.Write(CaptureData, 0, CaptureData.Length); / 更新已经录制的数据长度 mSampleCount += CaptureData.Length; / 移动录制数据的起始点,通知消息只负责指示产生消息的位置,并不记录上次录制的位置 mNextCaptureOffset += CaptureData.Length; mNextCaptureOffset %= mBufferSize; / Circular buffer / / 接收缓冲区满消息的处理线程 / private void WaitThread() while(true) / 等待缓冲区的通知消息 mNotificationEvent.WaitOne(Timeout.Infinite, true); / 录制数据 RecordCapturedData(); / / 创建保存的波形文件,并写入必要的文件头 / private void CreateSoundFile() / Open up the wave file for writing. mWaveFile = new FileStream(mFileName, FileMode.Create); mWriter = new BinaryWriter(mWaveFile); / Set up file with RIFF chunk info. char ChunkRiff = R, I, F, F ; char ChunkType = W, A, V, E ; char ChunkFmt = f, m, t, ; char ChunkData = d, a, t, a ; short shPad = 1; / File padding int nFormatChunkLength = 0x10; / Format chunk length. int nLength = 0; / File length, minus first 8 bytes of RIFF description. This will be filled in later. short shBytesPerSample = 0; / Bytes per sample. / 一个样本点的字节数目 if (8 = mWavFormat.BitsPerSample & 1 = mWavFormat.Channels) shBytesPerSample = 1; else if (8 = mWavFormat.BitsPerSample & 2 = mWavFormat.Channels) | (16 = mWavFormat.BitsPerSample & 1 = mWavFormat.Channels) shBytesPerSample = 2; else if (16 = mWavFormat.BitsPerSample & 2 = mWavFormat.Channels) shBytesPerSample = 4; / RIFF 块 mWriter.Write(ChunkRiff); mWriter.Write(nLength); mWriter