Qt - 如何同时录制和播放声音

Question

我在 Qt 论坛上发布了这个问题，但没有得到任何答案。这就是我在这里发布它的原因。

我想知道有没有办法在 Qt 中同时录制和播放声音。我想从麦克风录制声音，同时我想在扬声器/耳机中播放。

有没有办法在 Qt 中做到这一点？还是我需要使用任何其他库？

如果解决方案是跨平台的就好了（我需要涵盖 windows、linux 和 mac）。如果不可能，那么 linux 解决方案就可以了。

顺便说一句，我使用的是 Qt 4.7。

编辑

我的最新实现是here。我创建了QIODevice 的子类并重新实现了它的writeData 和readData 方法，以便可以使用循环缓冲区完成读取和写入。我按照this suggestion 做了这个。这段代码也不起作用，因为QAudioOutput 实例面向Underrun Error，根据this documentation 意味着 -

音频数据没有以足够快的速度传送到音频设备

我已经应用了一个 hack 来暂时解决这个问题。在outputStateChanged 方法中，我正在检查输出的状态是否已更改为IDLE，如果已更改，我将再次调用start() 方法，指定公共缓冲区。我不想将其用作永久解决方案，因为它感觉很hacky，而且我在没有正确调查其原因的情况下吞下了一个错误。

我应该怎么做才能解决这个问题？

我也尝试使用Phonon 解决此问题，但失败了，因为我对该模块没有足够的了解。

Answer 1

我对 Qt 不是很有经验，但我擅长处理媒体，所以如果我的回答不是很具体，而是从更一般的角度解决了您的问题，请原谅我。

我查看了您的代码，我认为总的来说您的想法应该可行。不过我看到了一些问题：

• writeData 方法似乎没有准备好处理缓冲区已满的情况。当循环缓冲区填满时，它只会覆盖旧数据，并错误地继续增加currentBufferLength 变量。我认为正确的做法是更新readPosition 以跳过丢失的数据，并防止currentBufferLength 超过缓冲区大小。

• 您几乎同时开始编写器和读取器。相反，您应该启动写入器并启动循环缓冲区，然后启动读取器。请记住，您将永远无法以零延迟进行录制和播放。至少您的延迟将是单个缓冲区写入的大小，但实际上您可能需要写入器提前几个缓冲区以避免打嗝。

• 您应该分别调试读取器和写入器。仅设置写入器并验证循环缓冲区是否定期被写入（首先按照我上面的建议修复溢出条件）。要进行调试，您可以将缓冲区转储到一个文件中，然后在音频播放器中检查该文件（例如 Audacity），或者您可以使用 printf 调试来确保您不断地获取数据。然后只用一个读者做类似的事情。

• 最后的想法。调用您的readData 和writeData 方法的代码可能在其他线程上运行，可能是两个不同的线程，一个用于阅读器，另一个用于编写器。如果我的猜测是正确的，那么你的循环结构有很大的问题。您必须保护对决定读写位置和大小的变量的访问，否则您将遇到竞争条件。

祝你好运。

Answer 2

我不明白为什么使用您在评论中提到的类会出现问题。两者都不限于仅使用文件。

把QAudioInput的start()方法返回的QIODevice交给QAudioOutput的start()方法：

QIODevice *myDevice = myQAudioInput->start();
myQAudioOutput->start( myDevice ); 

Answer 3

这样启动输入输出设备

m_output= m_audioOutput->start();
    m_input = m_audioInput->start();
    connect(m_input, SIGNAL(readyRead()), SLOT(readMore()));

并将输入样本写入 readMore() 中的输出

m_output->write(outdata, len);

请查看这篇文章了解更多信息。
此示例应用程序是在 Qt 中创建的，将从麦克风录制并同时播放音频 http://www.codeproject.com/Articles/421287/Cross-Platform-Microphone-Audio-Processing-Utility

Answer 4

下面是用 QT5 编写的代码，用于读取音频输入、麦克风，并将其放入 64K 循环缓冲区。一旦缓冲区有数据，它就会将其写入音频输出，即 PC 上的扬声器。这是基本的代码，应该是熟悉声音设备的良好起点。请注意，这里的声音输入和输出在一个对象中，这可能会导致缓冲区问题。为了克服这一点，为输入和输出创建一个单独的对象。 该程序在两个文件中，第一个是 qt profile (.pro)，第二个是 main.cpp 文件。

#AudioEcho.pro file for QT5.2.1

QT       += core
QT       -= gui
QT += multimedia widgets
TARGET = AudioEcho
CONFIG   += console
CONFIG   -= app_bundle
TEMPLATE = app
SOURCES += main.cpp


//main.cpp file
#include <QDebug>
#include <QIODevice>
#include <QAudioInput>
#include <QAudioOutput>
#include <QCoreApplication>

class myAudio :public QIODevice
{
  // Q_OBJECT

public:
     QAudioOutput *audioOut;
     QAudioInput  *audioIn;

     myAudio();
    ~myAudio(){}
    void fillBuffer();
     QAudioFormat formatIn,formatOut;
     QByteArray buff;
     char *pbuff;
     quint64 RXbuff;
     quint64 buffPtr;
protected:
     qint64 readData(char *data, qint64 maxlen);
     qint64 writeData(const char *data, qint64 len);
     qint64 bytesAvailable() const;
};

#define SAMPLE_RATE 22050
#define CHANNELS 1
#define SAMPLE_SIZE 16
#define SAMPLE_TYPE SignedInt

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    myAudio *m= new myAudio();
    return a.exec();
}
myAudio::myAudio()
    {
    formatIn.setSampleRate(SAMPLE_RATE);
    formatIn.setChannelCount(CHANNELS);
    formatIn.setSampleSize(SAMPLE_SIZE);
    formatIn.setCodec("audio/pcm");
    formatIn.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
    formatIn.setSampleType(QAudioFormat::SAMPLE_TYPE);

    formatOut.setSampleRate(SAMPLE_RATE);
    formatOut.setChannelCount(CHANNELS);
    formatOut.setSampleSize(SAMPLE_SIZE);
    formatOut.setCodec("audio/pcm");
    formatOut.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
    formatOut.setSampleType(QAudioFormat::SAMPLE_TYPE);

//print out the output device setup parameters
     QAudioDeviceInfo          deviceOut(QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioOutput).at(0));     //select output device 0
     qDebug()<<"Selected Output device ="<<deviceOut.deviceName();

//print out the input device setup parameters
     QAudioDeviceInfo     deviceIn(QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioInput).at(0));     //select output device 0
     qDebug()<<"Selected input device ="<<deviceIn.deviceName();

//configure device
     audioOut = new QAudioOutput(deviceOut,formatOut,0);
     audioIn  = new QAudioInput (deviceIn, formatIn,0);

//print out the device specifications
     foreach(const QAudioDeviceInfo &deviceInfo,     QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioInput))
          {
          qDebug() << "\nSuported Input devices";
          qDebug() << "\nDevice name: "             << deviceInfo.deviceName();
          qDebug() << "Supported channel count: "   << deviceInfo.supportedChannelCounts();
          qDebug() << "Supported Codec: "           << deviceInfo.supportedCodecs();
          qDebug() << "Supported byte order: "      << deviceInfo.supportedByteOrders();
          qDebug() << "Supported Sample Rate: "     << deviceInfo.supportedSampleRates();
          qDebug() << "Supported Sample Size: "     << deviceInfo.supportedSampleSizes();
          qDebug() << "Supported Sample Type: "     << deviceInfo.supportedSampleTypes();
          qDebug() << "Preferred Device settings:"  << deviceInfo.preferredFormat();
          }
     foreach(const QAudioDeviceInfo &deviceInfo, QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioOutput))
         {
         qDebug() << "\nSuported output devices";
         qDebug() << "Device name: "             << deviceInfo.deviceName();
         qDebug() << "Supported channel count: "   << deviceInfo.supportedChannelCounts();
         qDebug() << "Supported Codec: "           << deviceInfo.supportedCodecs();
         qDebug() << "Supported byte order: "      << deviceInfo.supportedByteOrders();
         qDebug() << "Supported Sample Rate: "     << deviceInfo.supportedSampleRates();
         qDebug() << "Supported Sample Size: "     << deviceInfo.supportedSampleSizes();
         qDebug() << "Supported Sample Type: "     << deviceInfo.supportedSampleTypes();
         qDebug() << "Preferred Device settings:"  << deviceInfo.preferredFormat();
         }

      buff.resize(0x10000);   //create a rx buffer

      pbuff=buff.data();       //get the buff address;
      RXbuff=0;                //set RX buffer pointer

      qDebug()<<"File open"<<open(QIODevice::ReadWrite);
      qDebug()<<"is device Sequential="<<isSequential();
      audioIn->start(this); //start reading device

      audioOut->setVolume(0.5);  //volume 0 to 1.0
      audioOut->start(this);    //start writing to device
}

//QIODevice Class (Protected Functions)This function is called by QIODevice.
//send to output(Speaker)
qint64 myAudio::readData(char *data, qint64 len)
{
static quint64 TXbuff=0;
qint64 total = 0;
while (len > total  && RXbuff>TXbuff)//write and synchonise buffers
       {
         //write data to speaker
        memcpy(&data[total],&pbuff[TXbuff%0x10000],2);    //copy 2 Bytes
        TXbuff+=2; //point to next buffer 16 bit location
        total+=2;
       }
return total;  //the reset interval
}


//audio input (from Microphone)
qint64 myAudio::writeData(const char *data, qint64 len)
{
int total=0;
while (len > total)
       {
        memcpy(&pbuff[RXbuff%0x10000],&data[total], 2); //write 2Bytes into circular buffer(64K)
        RXbuff+=2; //next 16bit buffer location
        total+=2;  //next data location
      }
return (total); //return total number of bytes received
}

qint64 myAudio::bytesAvailable() const{return 0;}

Answer 5

您获取从启动 QAudioInput 获得的 QIOStream，并使用它来创建 Phonon::MediaSource。然后在 Phonon::MediaSource 和 Phonon::AudioOutput 对象之间创建一条路径。有关更多详细信息，请查看 Phonon::AudioOutput 和 Phonon::MediaSource 的文档。