c++实现waveinopen录音功能

本周的第一篇博客，自己想讲讲刚学习的新知识，Windows下怎样录制音频。因为自己的需要写一个关于网络电话的程序。这个程序毫无疑问必须用到录制音频和播放音频这样的基本功能。首先先说说怎样录制音频：

在Windows中提供了相应的API函数（waveIn这个族的函数）实现录音功能（具体的播放功能是使用waveOut族的函数）

在使用这些函数是，一定要引入相应的头文件：

#include<windows.h>

#include <MMSYSTEM.H>
#pragma comment(lib, "WINMM.LIB")

1）、在开始录音之前，需要首先定义音频流的相关信息：使用WAVEFORMATEX结构体，设置相关的音频流信息。以下是MSDN中的定义：

typedef struct
{
WORD wFormatTag;//表示：波形音频的格式，一般的情况下设置为WAVE_FORMAT_PCM
WORD nChannels;//表示：音频声道的数量。可以是1或者2（现在电脑基本上都是左右两个声道，因此一般设置为2）
DWORD nSamplesPerSec;//表示：每个声道播放和接收的音频的样本频率（一般的频率为8khz,11.025khz,22.05khz,41.1khz）
DWORD nAvgBytesPerSec;//表示：平均的数据传输率，单位为byte/s
WORD nBlockAlign;//表示：以字节为单位的块对齐的大小，一般为： (nChannels*wBitsPerSample)/8
WORD wBitsPerSample;//表示：根据wFormatTag设置的类型，设置采样率的大小，如果设置为WAVE_FORMAT_PCM，则大小为8的整数倍
WORD cbSize;//表示：额外的空间，一般不需要，设置为0
} WAVEFORMATEX; *PWAVEFORMATEX;

定义一个WAVEFORMATEX对象，根据自己的要求设置音频流的信息，如下：

[cpp] view plain copy

1. BOOL CIP_PHONEDlg::initAudioDevice()  
2. {  
3.     try  
4.     {  
5.         waveForm.nSamplesPerSec = 44100; /* sample rate */  
6.         waveForm.wBitsPerSample = 16; /* sample size */  
7.         waveForm.nChannels= 2; /* channels*/  
8.         waveForm.cbSize = 0; /* size of _extra_ info */  
9.         waveForm.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;  
10.         waveForm.nBlockAlign = (waveForm.wBitsPerSample * waveForm.nChannels) >> 3;  
11.         waveForm.nAvgBytesPerSec = waveForm.nBlockAlign * waveForm.nSamplesPerSec;  
12.         return TRUE;  
13.     }  
14.     catch(...)  
15.     {  
16.         return FALSE;  
17.     }  
18. }  

2）、当音频流信息设置完成后，接下来需要启动录音设备：使用waveInOpen函数

该函数在使用时，需要一个设备句柄，以后就是在这个设备上录音的。定义一个设备对象：HWAVEIN hWaveIn;//输入设备

[cpp] view plain copy

1. MMRESULT mRet=waveInOpen(&hWaveIn, WAVE_MAPPER, &waveForm,(DWORD)MicCallBack, (DWORD)this, CALLBACK_FUNCTION);  
2. if (mRet != MMSYSERR_NOERROR)  
3. {  
4.     return FALSE;  
5. }  

waveInOpen函数的第一个参数表示：一个特定的录音设备指针，如果设备启动成功，该参数的值将会被赋值为启动的设备

第二参数表示：需要启动的设备ID。一般不会手动的指定某个设备，而是通过设置WAVE_MAPPER，通过系统查找可用的设备

第三个参数表示：音频流信息对象的指针。这个参数就是我们第一步设置的对象

第四个参数表示：录音消息的处理程序，可以设置为一个函数、或者事件句柄、窗口句柄、一个特定的线程。也就是说录音消息产生后，由这个参数对应的值来处理该消息。包括关闭录音、缓冲区已满、开启设备。

第5个参数表示：第四个参数的参数列表

第6个参数表示：打开设备的标示符。对应第四个参数，如果第四个参数设置为函数，则第6个参数的值为CALLBACK_FUNCTION；如果是事件，则为CALLBACK_EVENT；如果为窗体句柄（第5个参数设置为0），则为CALLBACK_WINDOW；如过设置为0，则为CALLBACK_NULL；如果为线程，则为CALLBACK_THREAD

表示的意思就是当录音产生消息后，由谁来处理相应的消息。

注意：要想该函数成功执行，必须在开始之前，有录音设备的存在（台式电脑一定要插入麦克风才可以被检测到）

3）、当录音设备启动后，接下来需要声明两个缓冲区和两个缓冲区头部结构体WAVEHDR对象，缓冲区用来存放录音音频，并用缓冲区初始化头部对象

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1. <span style="white-space: pre;">    </span>pBuffer1 = new BYTE[bufsize];  
2.     if (pBuffer1 == NULL)  
3.     {  
4.         return FALSE;  
5.     }  
6.     memset(pBuffer1,0,bufsize);  
7.     Whdr1.lpData = (LPSTR)pBuffer1;  
8.     Whdr1.dwBufferLength = bufsize;  
9.     Whdr1.dwBytesRecorded = 0;  
10.     Whdr1.dwUser = 0;  
11.     Whdr1.dwFlags = 0;  
12.     Whdr1.dwLoops = 1;  
13.   
14.     pBuffer2 = new BYTE[bufsize];  
15.     if (pBuffer2 == NULL)  
16.     {  
17.         return FALSE;  
18.     }  
19.     memset(pBuffer2,0,bufsize);  
20.     Whdr2.lpData = (LPSTR)pBuffer2;  
21.     Whdr2.dwBufferLength = bufsize;  
22.     Whdr2.dwBytesRecorded = 0;  
23.     Whdr2.dwUser = 0;  
24.     Whdr2.dwFlags = 0;  
25.     Whdr2.dwLoops = 1;  

WAVEHDR对象定义如下：

typedef struct { 
    LPSTR      lpData;//缓冲区存放的内容
    DWORD      dwBufferLength; //缓冲区的大小
    DWORD      dwBytesRecorded; //缓冲区中存放的字节数
    DWORD_PTR  dwUser; //
    DWORD      dwFlags; //
    DWORD      dwLoops; //
    struct wavehdr_tag * lpNext;// 
    DWORD_PTR reserved; //
} WAVEHDR;

4)、接下来将这两个头部对象，加入到准备的录音缓冲区中。该过程使用waveInPrepareHeader函数。

[cpp] view plain copy

1. waveInPrepareHeader(hWaveIn, &Whdr1, sizeof(WAVEHDR));//准备一个波形数据块头用于录音  
2. waveInPrepareHeader(hWaveIn, &Whdr2, sizeof(WAVEHDR));//准备二个波形数据块头用于录音  

waveInPrePareHeader的第一个参数表示：录音设备句柄；第二个参数表示：录音的缓冲区对象；第三个参数表示：录音缓冲区结构体的大小。

5）、当准备好录音缓冲区之后，就可以将录音缓冲区加入到指定的录音设备中。该步骤使用waveInAddBuffer函数

[cpp] view plain copy

1. waveInAddBuffer(hWaveIn, &Whdr1, sizeof (WAVEHDR));//指定波形数据块为录音输入缓存  
2. waveInAddBuffer(hWaveIn, &Whdr2, sizeof (WAVEHDR));//指定波形数据块为录音输入缓存  

分别将缓冲区1和2设置为录音缓冲区。这些缓冲区将会被加入到录音缓冲队列中，缓冲区循环执行。

6）、开始录音，使用waveInStart函数

waveInStart(hWaveIn);//开始录音

这个函数的意思就是，通过hWaveIn录音设备，将波形音频放入录音缓冲区（前面已经指定了缓冲区）

7）、当缓冲区满时，waveinstart函数，就会自动的调用waveInOpen函数中制定的函数/窗体/事件；通过该函数，用户可以将缓冲区的波形文件发送给其他的用户，也可以将缓冲区的文件保存，即就是用户对缓冲区的拷贝。声卡自动将音频缓冲区从缓冲队列中删除。拷贝完成后，就将该缓冲区以及对应的音频头文件初始化，并通过waveInAddBuffer函数重新加入录音缓冲队列中。

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1. DWORD CIP_PHONEDlg::MicCallBack(HWAVEIN hWaveIn,UINT uMsg,DWORD dwInstance,DWORD dwParam1,DWORD dwParam2)  
2. {//所有的这些录音消息都是有录音函数自动触发的，开发者不需要自己触发  
3.     CIP_PHONEDlg* pwnd=(CIP_PHONEDlg*)dwInstance;//表示录音的窗体  
4.     PWAVEHDR whd=(PWAVEHDR)dwParam1; //录音的头结构体对象  
5.     switch(uMsg)  
6.     {  
7.     case WIM_OPEN://打开录音设备，这里不做处理  
8.         break;  
9.     case WIM_DATA://表示数据缓冲区已满，我们将信息写入一个pcm文件  
10.         //保存数据  
11.         pwnd->pf=fopen( pwnd->soundName, "ab+");//一定要以二进制数据写入，否则录制的音频会出现杂音  
12.         Sleep(1000);//等待声音录制1s  
13.         fwrite(whd->lpData, 1, whd->dwBufferLength, pwnd->pf);  
14.         if (pwnd->isGetSound)  
15.         {  
16.             waveInAddBuffer(hWaveIn,whd,sizeof(WAVEHDR));  
17.         }  
18.         fclose(pwnd->pf);  
19.         break;  
20.     case WIM_CLOSE://停止录音  
21.         waveInStop(hWaveIn);  
22.         waveInReset(hWaveIn);     
23.         waveInClose(hWaveIn);  
24.         break;  
25.     default:  
26.         break;  
27.     }  
28.     return 0;  
29. }  

8）、停止录音，使用waveInClose函数执行该操作

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1. delete []pBuffer1;  
2. delete []pBuffer2;//将开辟的缓冲区空间释放  
3. waveInClose(hWaveIn);//停止录音  

停止录音时，将会触发WIM_CLOSE消息。

在这个过程中首先执行waveInStop函数：表示禁止向输入缓冲区中输入波形数据；

然后执行waveInReset函数：表示停止波形数据的输入并且将当前的位置为0，将所有挂起的输入缓冲区设置为完成，并返回给应用程序（其实就是一个复位操作）

最后执行waveInClose函数：表示关闭录音设备

通过上面8步运行，可以正常的录入一段音频了。

详细的代码：

类的定义：

[cpp] view plain copy

1. #include <MMSYSTEM.H>  
2. #pragma comment(lib, "WINMM.LIB")  
3.   
4. class CIP_PHONEDlg : public CDialog  
5. {  
6. private://音频的采集  
7.     BOOL initAudioDevice();//初始话音频结构体  
8.     BOOL getSound();//采集声音  
9.     static DWORD CALLBACK MicCallBack(HWAVEIN hWaveIn,UINT uMsg,DWORD dwInstance,DWORD dwParam1,DWORD dwParam2);//采集声音的信息处理函数  
10.     void getTimeStr();//获得录音文件的名称  
11. public://采集声音时的变量  
12.     HWAVEIN hWaveIn;//输入设备  
13.     WAVEFORMATEX waveForm;//采集声音的格式，结构体  
14.     BYTE *pBuffer1,*pBuffer2;//采集声音的缓冲区  
15.     WAVEHDR Whdr1,Whdr2;//采集音频时数据缓冲的结构体  
16.     bool isGetSound;//是否采集声音  
17.     FILE *pf;//音频文件的句柄  
18.     CString soundName;//录音的音频文件名称  
19. };  

具体的代码实现

[cpp] view plain copy

1. BOOL CIP_PHONEDlg::initAudioDevice()  
2. {  
3.     try  
4.     {  
5.         waveForm.nSamplesPerSec = 44100; /* sample rate */  
6.         waveForm.wBitsPerSample = 16; /* sample size */  
7.         waveForm.nChannels= 2; /* channels*/  
8.         waveForm.cbSize = 0; /* size of _extra_ info */  
9.         waveForm.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;  
10.         waveForm.nBlockAlign = (waveForm.wBitsPerSample * waveForm.nChannels) >> 3;  
11.         waveForm.nAvgBytesPerSec = waveForm.nBlockAlign * waveForm.nSamplesPerSec;  
12.         return TRUE;  
13.     }  
14.     catch(...)  
15.     {  
16.         return FALSE;  
17.     }  
18. }  
19. void CIP_PHONEDlg::getTimeStr()  
20. {//获得录音文件的名称  
21.     try  
22.     {  
23.         SYSTEMTIME times;  
24.         ::GetSystemTime(×);  
25.         CString sTimeStr="";  
26.         sTimeStr.Format("%d_%d_%d_%d_%d_%d_%d",times.wYear,times.wMonth,times.wDay,times.wHour,times.wMinute,times.wSecond,times.wMilliseconds);  
27.         this->soundName="./RecordSounds\\"+sTimeStr+".pcm";//获得音频的存放路径  
28.     }  
29.     catch(...)  
30.     {  
31.         this->soundName="./RecordSounds\\出错文件.pcm";//获得音频的存放路径  
32.     }  
33.       
34.     return ;  
35. }  
36. BOOL CIP_PHONEDlg::getSound()  
37. {  
38.     if (!initAudioDevice())  
39.     {  
40.         return FALSE;  
41.     }  
42.     MMRESULT mRet=waveInOpen(&hWaveIn, WAVE_MAPPER, &waveForm,(DWORD)MicCallBack, (DWORD)this, CALLBACK_FUNCTION);  
43.     if (mRet != MMSYSERR_NOERROR)  
44.     {  
45.         return FALSE;  
46.     }  
47.     getTimeStr();//生成录音文件的名称  
48.     pBuffer1 = new BYTE[bufsize];  
49.     if (pBuffer1 == NULL)  
50.     {  
51.         return FALSE;  
52.     }  
53.     memset(pBuffer1,0,bufsize);  
54.     Whdr1.lpData = (LPSTR)pBuffer1;  
55.     Whdr1.dwBufferLength = bufsize;  
56.     Whdr1.dwBytesRecorded = 0;  
57.     Whdr1.dwUser = 0;  
58.     Whdr1.dwFlags = 0;  
59.     Whdr1.dwLoops = 1;  
60.   
61.     pBuffer2 = new BYTE[bufsize];  
62.     if (pBuffer2 == NULL)  
63.     {  
64.         return FALSE;  
65.     }  
66.     memset(pBuffer2,0,bufsize);  
67.     Whdr2.lpData = (LPSTR)pBuffer2;  
68.     Whdr2.dwBufferLength = bufsize;  
69.     Whdr2.dwBytesRecorded = 0;  
70.     Whdr2.dwUser = 0;  
71.     Whdr2.dwFlags = 0;  
72.     Whdr2.dwLoops = 1;  
73.     waveInPrepareHeader(hWaveIn, &Whdr1, sizeof(WAVEHDR));//准备一个波形数据块头用于录音  
74.     waveInPrepareHeader(hWaveIn, &Whdr2, sizeof(WAVEHDR));//准备二个波形数据块头用于录音  
75.     waveInAddBuffer(hWaveIn, &Whdr1, sizeof (WAVEHDR));//指定波形数据块为录音输入缓存  
76.     waveInAddBuffer(hWaveIn, &Whdr2, sizeof (WAVEHDR));//指定波形数据块为录音输入缓存  
77.     waveInStart(hWaveIn);//开始录音  
78.   
79.     delete []pBuffer1;  
80.     delete []pBuffer2;  
81.     waveInClose(hWaveIn);//停止录音  
82.     return TRUE;  
83. }  
84.   
85. DWORD CIP_PHONEDlg::MicCallBack(HWAVEIN hWaveIn,UINT uMsg,DWORD dwInstance,DWORD dwParam1,DWORD dwParam2)  
86. {  
87.     CIP_PHONEDlg* pwnd=(CIP_PHONEDlg*)dwInstance;  
88.     PWAVEHDR whd=(PWAVEHDR)dwParam1;   
89.     switch(uMsg)  
90.     {  
91.     case WIM_OPEN:  
92.         break;  
93.     case WIM_DATA:  
94.         //保存数据  
95.         pwnd->pf=fopen( pwnd->soundName, "ab+");//一定要以二进制数据写入，否则录入的音频会有杂音  
96.         fwrite(whd->lpData, 1, whd->dwBufferLength, pwnd->pf);  
97.         if (pwnd->isGetSound)  
98.         {  
99.             waveInAddBuffer(hWaveIn,whd,sizeof(WAVEHDR));  
100.         }  
101.         fclose(pwnd->pf);  
102.         break;  
103.     case WIM_CLOSE:  
104.         waveInStop(hWaveIn);  
105.         waveInReset(hWaveIn);     
106.         waveInClose(hWaveIn);  
107.         break;  
108.     default:  
109.         break;  
110.     }  
111.     return 0;  
112. }  

注意：在录音时，可能需要设置自己的电脑，使麦克风可以录音。

好了关于录音的相关操作，今天就写在这里，具体的播放音频的操作，将在下一节讲解。

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