Java 音频处理技术简介

Java Sound包介绍

Java sound API 比较简单陈旧，受操做系统影响较大，没法知足一些专业场景。好比在 windows 下8路输入的声卡会被识别为4个2路输入的设备，没法协同工做。可是它提供了不少基础 API，仍是颇有必要了解一下的。

包：

• sampled包 声音采样处理
• midi 包 midi 音乐处理

类：

• AudioSystem 用来操做各类系统资源，如外接的话筒，输入等；能够从这些设备直接获得io 流；还能够在各类音频格式之间转换。——要注意数据格式和文件格式的区别！

• AudioFormat 用来表示数据格式，包括编码技术（一般是脉码调制即 PCM），通道数，采样率，每一个样(敏感词)本位数，帧速率，帧大小，字节顺序

• AudioFileFormat 用来表示文件格式，包括文件类型，文件长度(字节)，文件中的音频数据长度(帧)，

• Mixer 用来表示各类设备，做用是接收 n 录输入，处理后送到 n 录输出。

• Line 是 Port, Mixer, DataLine 的公共父接口，他们能够对流经的信号进行控制，如gain（以分贝影响信号的体积），pan（影响声音的左右定位，混响（这会增长声音的混响）模拟不一样类型的房间声学）和采样率（影响播放速率以及声音间距）

• Port 简单表示来自或到声音设备的线

• DataLine 提供与媒体相关的功能，如音频格式，媒体位置，缓冲区大小，电平，启停，暂停和回复，刷新，drain，活动状态

• SourceDataLine 用来把数据写入 Mixer，write()的参数表示写入缓冲区的数据，建议每次写入的数据大小比缓冲区大。期间若是调用 stop()会马上中止播放，剩余数据残留在缓冲区，下次再调用 start()会继续播放。

• TargetDataLine 用来从Mixer 接收音频数据，open()表示准备好，start()开始捕获数据到缓冲区，read()读取缓冲区的数据，每次读取的数据应该比缓冲区小，好比例子中是缓冲区大小的1/5。
  综上，两种 line 都同样，open/close 是控制线的程序资源；start/stop 是控制设备；write/read/flush/drain 是控制缓冲区。其中前四个方法会产生事件。

ASIO介绍

ASIO（Audio stream input output）是一种音频流输入输出API，由 Steinberg 公司开发，可实现低延迟、高同步、高吞吐率。当今主流声卡都会支持，在 windows 和 mac os 下都有驱动。参考资料中有Steinberg 公司的 ASIO SDK 下载连接，是 C++语音实现的。然而要在 Java 中调用 ASIO并不须要下载此 SDK，而是可使用开源的 JAsioHost 库。见下一节

另外，ASIO 限制每次只能选定一个设备输入输出音频，没法支持须要多个设备同时工做的场景。这时可使用一款通用 ASIO 封装库 Asio4all。它底层使用 WDM API（Windows Driver Module，一种和 ASIO 相似的音频输入输出 API，但只有 windows 系统支持）访问音频设备，对外暴露 ASIO接口。用户能够经过它同时访问多台音频设备。

JAsioHost 库

JAsioHost 使用 JNI 技术封装 asio API，暴露出一套 Java API。开发者能够直接针对此 API 编程实现音频输入输出。详细可参考项目介绍。
我在使用JAsioHost时发现给AsioDriver设置采样率并不生效，不肯定是否bug。

综上，若是须要用 java 同时操做多台音频设备，须要在本机安装asio4all 驱动，而后基于 JAsioHost 库编码操做音频设备。

顺带一提， JAsioHost API 和 Java Sound API 风格不一样，前者主动推送数据到调用者，后者被动接受调用者调用拉取数据。所以并不能很简单地在两种实现方案之间切换，须要开发者作一些兼容处理。

参考资料

Java Sound官方文档： http://docs.oracle.com/javase/tutorial/sound/TOC.html
Steinberg ASIO 驱动 官方下载： https://www.steinberg.net/en/company/developers.html
asio4all官网： http://www.asio4all.com/
JasioHost 项目主页： https://github.com/mhroth/jasiohost

做者：搞技术的薛彬 连接：https://www.jianshu.com/p/3d27058dc377 來源：简书 简书著做权归做者全部，任何形式的转载都请联系做者得到受权并注明出处。