Java实现pcm与ADpcm互转

比眉伴天荒 2022-10-19 04:29 268阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、概念
     *  二、原理
     *  三、优缺点
     *  四、转换

> 参考网址：https://github.com/MDZhB/jt-adpcm.git

## 一、概念 ##

1、PCM脉冲编码调制(Pulse Code Modulation,PCM)，由A.里弗斯于1937年提出的，这一概念为数字通信奠定了基础，60年代它开始应用于市内电话网以扩充容量，使已有音频电缆的大部分芯线的传输容量扩大24～48倍。

2、ADPCMADPCM (ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation)，是一种针对16bit (或者更高) 声音波形数据的一种有损压缩算法，它将声音流中每次采样的 16bit 数据以 4bit 存储，所以压缩比1:4。而压缩/解压缩算法非常的简单，所以是一种低空间消耗，高质量声音获得的好途径。

## 二、原理 ##

1、PCM管道的防腐层和大地之间存在着分布电容耦合效应，且防腐层本身也存在弱而稳定的导电性，信号电流在管道外防腐层完好时的传播过程中呈指数衰减规律，当管道防腐层破损后，管中电流便由破损点流入大地，管中电流会明显衰减，引发地面磁场强度的急剧减小，由此对防腐层的破损进行定位。

2、ADPCM

1）利用自适应的思想改变量化阶的大小，即使用小的量化阶(step-size)去编码小的差值，使用大的量化阶去编码大的差值；

2）使用过去的样本值估算下一个输入样本的预测值，使实际样本值和预测值之间的差值总是最小。

## 三、优缺点 ##

1、PCM时代全芯设计的芯片在市场中有突出的优点。SPI芯片和现有使用闪存的系统完全兼容并可以直接插入现有系统使用。LPDDR2芯片是第一个效仿DRAM功能的相变存储器，它的设计数据速率达到突出的800 Mb/sec。16Mb的嵌入式相变存储器IP可以用于很多SoC设计，重要的是嵌入式IP完全由北京时代全芯团队设计。

2、ADPCM算法复杂度低，压缩比小，编解码延时最短（相对其它技术）。

## 四、转换 ##

1、maven

<dependency>
      <groupId>com.github.mdzhb</groupId>
      <artifactId>jt-adpcm</artifactId>
      <version>1.0.1</version>
    </dependency>

2、编码解码

/**
     * pcm 编码为 AD pcm
     * @param pcmInput
     * @param channels
     * @param sampleRate
     * @param shape
     * @return
     */
    ByteBuffer encodePCM(ShortBuffer pcmInput, int channels, int sampleRate, boolean shape) throws IOException {
        
        ADPCMEncoderConfig cfg =
                ADPCMEncoder.configure()
                        // 1 for mono, 2 for stereo
                        .setChannels    (channels)
                        // sample rate in Hz
                        .setSampleRate  (sampleRate)
                        // noise shaping; true=on, false=off
                        .setNoiseShaping(shape)
                        // compute block size automatically
                        .setBlockSize   (ADPCMDecoderConfig.AUTO_BLOCK_SIZE)
                        // create the configuration object
                        .end();
    
        // ADPCMEncoderConfig.computeOutputSize(ShortBuffer) computes the minimum output buffer size
        ByteBuffer adpcmOutput = ByteBuffer.allocate(cfg.computeOutputSize(pcmInput));
    
        // this returns the adpcmOutput buffer
        return (ByteBuffer) new ADPCMEncoder(cfg).encode(pcmInput, adpcmOutput).rewind();
    }
    
    /**
     * AD pcm 编码为pcm
     * @param adpcmInput
     * @param channels
     * @param samples
     * @param sampleRate
     * @return
     */
    ShortBuffer decodeADPCM(ByteBuffer adpcmInput, int channels, int samples, int sampleRate) throws IOException {
        
        ADPCMDecoderConfig cfg =
                ADPCMDecoder.configure()
                        // 1 for mono, 2 for stereo
                        .setChannels  (channels)
                        // sample rate in Hz
                        .setSampleRate(sampleRate)
                        // compute block size with the formula used by the encoder
                        .setBlockSize (ADPCMDecoderConfig.AUTO_BLOCK_SIZE)
                        // create the configuration object
                        .end();
    
        // if `samples` is the length of the sound in samples, we need to double the length of the buffer for stereo data
        ShortBuffer pcmOutput = ShortBuffer.allocate(channels * samples);
    
        // this returns the pcmOutput buffer
        return (ShortBuffer) new ADPCMDecoder(cfg).decode(adpcmInput, pcmOutput).rewind();
    }

> pcm在线播放可参考网址：https://github.com/pkjy/pcm-player.git