为播放设置 mp3 文件的增益（又名标准化）

Question

有没有人成功编写过本地 XCode/Swift 代码来实现 ReplayGain 或类似功能，或者知道我在哪里可以找到一些示例代码/教程？

我正在尝试将我的 python 代码转换为原生 macOS 应用程序的 XCode。我在 python 中使用 pydub 库，并通过 apply_gain 方法应用增益调整以将我的音频文件标准化为指定的 dBFS，但我已经搜索了高和低的示例代码，例如如何在 XCode 中执行此操作，我来了几乎两手空空。我正在使用 Catalina 10.15.4 和 XCode 11.5。

我找到了下面的代码here，并对其进行了修改以删除均衡器频段并添加了 globalGain 选项。但是，我现在需要弄清楚如何分析文件以确定峰值分贝/峰值增益并相应地调整 globalGain 以确保每个 mp3 的音量几乎相同，而不必一直摆弄音量。

import AVFoundation

var audioEngine: AVAudioEngine = AVAudioEngine()
var equalizer: AVAudioUnitEQ!
var audioPlayerNode: AVAudioPlayerNode = AVAudioPlayerNode()
var audioFile: AVAudioFile!

// in viewDidLoad():
equalizer = AVAudioUnitEQ(numberOfBands: 0)
audioEngine.attach(audioPlayerNode)
audioEngine.attach(equalizer)
let bands = equalizer.bands
//let globalGain = equalizer.globalGain
let freqs = [60, 230, 910, 4000, 14000]
audioEngine.connect(audioPlayerNode, to: equalizer, format: nil)
audioEngine.connect(equalizer, to: audioEngine.outputNode, format: nil)
equalizer.globalGain = 12
var filePath = "some_music_file.mp3"

do {
        let filePathURL = NSURL.fileURL(withPath: filePath)
        audioFile = try AVAudioFile(forReading: filePathURL)
        audioEngine.prepare()
        try audioEngine.start()
        audioPlayerNode.scheduleFile(audioFile, at: nil, completionHandler: nil)
        audioPlayerNode.play()
} catch {
    print ("An error occured.")
}

Answer 1

经过数小时的研究和挖掘，我想我终于找到了在轨道之间“标准化”我的音频所需的解决方案。

其实很短。我正在向该方法发送一个 AVAudioPCMBuffer，并使用 Accelerate API 进行数学运算，首先计算 RMS（功率），然后将其转换为分贝（dB）级别。

我设置了一个默认音量级别，然后从 dB 的绝对值中减去该音量级别，并将该值传递给 AVAudioEQ 的.globalGain 属性。

至少在我看来，这似乎是为了实现我想要从 Python 迁移过来的东西。我已经用许多 MP3 对其进行了测试，这些 MP3 从一首曲目到另一首曲目的声音明显更大或更小，而且它似乎运行良好。

如果您打算在非常大的音频文件上使用它，我建议将它放在它自己的线程中，这样它就不会阻塞。对于我的应用程序来说，它似乎已经足够快了。

如果您知道更好、更有效的方法，请在下方评论。

Swift 5.3

import Accelerate
import AVFoundation

func getDecibles1(buffer: AVAudioPCMBuffer) -> Float {
   // This method will compute the Real Mean Squared (RMS) value of an audio
   // PCM buffer that will return the Decibile (dB) level of an audio signal.
   // RMS will be calculated for all channels with a signal and averaged
   // which then provides true dB of the audio for all channels.
   let frameLength = UInt(buffer.frameLength)
   let channels = Int(buffer.format.channelCount)
   var channelsWithSignal = Float(channels)
   var rms:Float = 0
   var rmsSumOfChannels: Float = 0
   for channel in 0..<channels {
       guard let channelData = buffer.floatChannelData?[channel] else { return 0 }
       vDSP_measqv(channelData, 1, &rms, frameLength)
       if rms > 0 {
           rmsSumOfChannels += rms
       } else {
           channelsWithSignal -= 1
       }
    }
    // If you need the average power, uncomment the line below
    //let avgPower = 20 * log10(rmsSumOfChannels/channelsWithSignal)
    let dB = 10 * log10(rmsSumOfChannels/channelsWithSignal)
    return dB
}