QML 实现一个简易的音频录制组件

朱雀 2022-12-28 08:27 256阅读 0赞

# 0.前言 #

Qt 的 multimedia 多媒体模块提供了一些基本的音视频接口，虽然不带编解码器，不过对于录音来说，能处理 PCM 数据就够了。实现中，使用 QAudioDeviceInfo 获取输入输出设备信息，使用 QAudioInput 获取音频输入数据，使用 QAudioOutput 播放音频数据。

最终效果如下，图一为初版，图二为第二版：

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（2021-6-17更新）

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# 1.实现过程 #

需求如下：

>  *  录制音频
>  *  播放录制的音频
>  *  保存和加载录制的音频文件
>  *  波形绘制

### 1.1录制 ###

对于录制，可以使用  QAudioInput 类，在 Qt 文档中有基本使用示例：

QFile destinationFile;   // Class member
     QAudioInput* audio; // Class member
     {
         destinationFile.setFileName("/tmp/test.raw");
         destinationFile.open( QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Truncate );
    
         QAudioFormat format;
         // Set up the desired format, for example:
         format.setSampleRate(8000);
         format.setChannelCount(1);
         format.setSampleSize(8);
         format.setCodec("audio/pcm");
         format.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
         format.setSampleType(QAudioFormat::UnSignedInt);
    
         QAudioDeviceInfo info = QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice();
         if (!info.isFormatSupported(format)) {
             qWarning() << "Default format not supported, trying to use the nearest.";
             format = info.nearestFormat(format);
         }
    
         audio = new QAudioInput(format, this);
         connect(audio, SIGNAL(stateChanged(QAudio::State)), this, SLOT(handleStateChanged(QAudio::State)));
    
         QTimer::singleShot(3000, this, SLOT(stopRecording()));
         audio->start(&destinationFile);
         // Records audio for 3000ms
     }
    
     void AudioInputExample::stopRecording()
     {
         audio->stop();
         destinationFile.close();
         delete audio;
     }

这段示例展示了录制并保存到文件的操作，要说明的是可能会有多个输入设备，使用 QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice() 不一定是我们想要的那个输入设备。这时候可以做个下拉框，从 QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioInput) 返回的设备列表中选，但这接口还有个问题是，获取到的列表可能有重复项，因为 Qt 有多个插件，设备名虽然相同但是支持的参数不一样，参照 （Qt4）QTBUG-16841（Qt5）QTBUG-75781。还有个问题就是，设备插拔之后，如果设备增加或者减少了，那么再用之前的 QAudioDeviceInfo 去构造 QAudioInput 可能会无法使用。

数据还需要一个 QIODevice 子类来接收（如示例中的 QFile），一般可以继承后在 writeData 接口里处理输入数据。

### 1.2播放 ###

播放使用 QAudioOutput 类实现，其接口和 QAudioInput 类似，在文档中也有示例：

QFile sourceFile;   // class member.
    QAudioOutput* audio; // class member.
    {
         sourceFile.setFileName("/tmp/test.raw");
         sourceFile.open(QIODevice::ReadOnly);
    
         QAudioFormat format;
         // Set up the format, eg.
         format.setSampleRate(8000);
         format.setChannelCount(1);
         format.setSampleSize(8);
         format.setCodec("audio/pcm");
         format.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
         format.setSampleType(QAudioFormat::UnSignedInt);
    
         QAudioDeviceInfo info(QAudioDeviceInfo::defaultOutputDevice());
         if (!info.isFormatSupported(format)) {
             qWarning() << "Raw audio format not supported by backend, cannot play audio.";
             return;
         }
    
         audio = new QAudioOutput(format, this);
         connect(audio, SIGNAL(stateChanged(QAudio::State)), this, SLOT(handleStateChanged(QAudio::State)));
         audio->start(&sourceFile);
    }

这个示例就是读取文件进行播放，输出设备要注意的事项也和输入设备差不多。

播放还有个问题就是不知道播放进度，可以把 QAudioOutput 的 notifyInterval 间隔设置小一点，然后关联 notify 信号，在槽函数中使用 processedUSecs() 接口获取播放的时长，注意这个接口返回的是播放的微秒数。

### 1.3其他 ###

文件读写和绘制就比较简单了。

对于绘制，最好先抽样再绘制，反正一个像素间隔也就只能绘制一个像素的点，多了也是重复操作浪费 CPU 。

设备的热插拔，如果是 Windows，可以过滤 nativeEvent 的 WM\_DEVICECHANGE，详情百度。

如果只是想简单的录制到文件，可以使用 QAudioRecorder，Qt 示例搜 recorder 有示例。当然，录制实现也可以参照 该类的源码。

# 2.改进 #

（2021-1-14 补充）

在测试的时候发现播放会有轻微的卡顿，虽然 QAudioOutput 可以主动的推数据，但是也得配合 notify 或者定时器来进行，所以我干脆把输入输出放到了线程中。线程的交互暂时用信号槽，后期部分接口可以优化下用队列+锁。如果这一版还是有卡顿得话准备替换为 SDL 多媒体库来播放。

此外，输入输出设备的检测也单独放到了一个类里，不再关联输入输出类。

目前还存在的问题是，较短的音频，播放时游标刷新步进较长，看起来一停一顿的；还有就是插拔设备的时候可能会造成卡顿。

（2021-6-17 更新）

增加了录制暂停；增加了录制参数采样精度和通道数的设置。

# 3.代码链接 #

github 初版代码链接：[https://github.com/gongjianbo/MyTestCode/tree/master/Qml/AudioRecorderView][https_github.com_gongjianbo_MyTestCode_tree_master_Qml_AudioRecorderView]

github 第二版代码链接：[https://github.com/gongjianbo/AudioRecorderView][https_github.com_gongjianbo_AudioRecorderView]

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[https_github.com_gongjianbo_MyTestCode_tree_master_Qml_AudioRecorderView]: https://github.com/gongjianbo/MyTestCode/tree/master/Qml/AudioRecorderView
[https_github.com_gongjianbo_AudioRecorderView]: https://github.com/gongjianbo/AudioRecorderView