java - 不需要的下采样 : Java Sound

Question

我一直在尝试用Java手动读取wav文件并读取字节数组，然后写入音频缓冲区进行播放。我正在接收回放，但它严重失真。 Java 声音支持 16 位采样率，但不支持 24 位。

我进入 Logic 9 并将 24 位音频文件导出为 16 位，然后与我的程序一起使用。最初，24 位样本会产生白噪声。现在我可以听到我的样本，但非常失真，听起来像是被压碎了。

有人可以帮助我获得干净的信号吗？

我对音频编程非常陌生，但我目前正在开发基本的数字音频工作站。

import javax.sound.sampled.*;
import javax.sound.sampled.DataLine.Info;
import javax.swing.filechooser.FileNameExtensionFilter;
import java.io.*;

public class AudioData {

    private String filepath;
    private String filepath1;
    private File file;
    private byte [] fileContent;
    private Mixer mixer;
    private Mixer.Info[] mixInfos;
    private AudioInputStream input;
    private ByteArrayOutputStream byteoutput;

    public static void main (String [] args) {
        AudioData audiodata = new AudioData();
    }

    public AudioData () {
        filepath = "/Users/ivaannagen/Documents/Samples/Engineering Samples - Obscure Techno Vol 3 (WAV)/ES_OT3_Kit03_Gmin_130bpm/ES_OT3_Kit03_FX_Fast_Snare_Riser_Gmin_130bpm.wav";
        filepath1 = "/Users/ivaannagen/Documents/Samples/dawsampletest.wav";
        file = new File (filepath1);
        readAudio();
    }

    public void readAudio () {
        mixInfos = AudioSystem.getMixerInfo();

        mixer = AudioSystem.getMixer(mixInfos[0]);

        AudioFormat format = new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 44100, 16, 2, 4, 44100, false);
        // set up an audio format.

        try {
            DataLine.Info info = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, format); // creates data line with class type and audio format.
            SourceDataLine source = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(info);

           System.out.println("Size of data line buffer: " + source.getBufferSize());

            fileContent = new byte [source.getBufferSize() / 50];

            byteoutput = new ByteArrayOutputStream();
            input = AudioSystem.getAudioInputStream(file);

            int readBytes = 0;
            while ((readBytes = input.read(fileContent, 0, fileContent.length)) != -1) {
                byteoutput.write(fileContent, 0, readBytes);
            }
            System.out.println("Size of audio buffer: " + fileContent.length);

            //byteoutput.write(0);
          //  byteoutput.write(0);

            System.out.println("Size of audio buffer: " + byteoutput.size());

            source.open(format, source.getBufferSize());   // line must be open to be recognised by the mixer.

            Line[] lines = mixer.getSourceLines();

            System.out.println("mixer lines: " + lines.length);

           // for(byte bytes: fileContent) {
               // System.out.println(bytes);
          //  }

            Thread playback = new Thread () {
                public void run () {
                   // System.out.println((byteoutput.size() +2) % 4);
                        source.start();    // play (buffer originally empty)
                        source.write(byteoutput.toByteArray(), 0, byteoutput.size());  // write input bytes to output buffer
                }  // end run (to do).
            };  // end thread action

            playback.start(); // start thread
        }
        catch (LineUnavailableException lue) {
            System.out.println(lue.getMessage());
        }
        catch (FileNotFoundException fnfe) {
            System.out.println(fnfe.getMessage());
        }
        catch(IOException ioe) {
            System.out.println(ioe.getMessage());
        }
        catch(UnsupportedAudioFileException uafe) {
            System.out.println(uafe.getMessage());
        }
    }
}

Answer 1

据我所知，是否可以加载和播放 24 位文件取决于系统。

我使用 Audacity 进行转换。您应该能够将文件导入 Audacity 并将其导出为 16 位、立体声、小端、44100 fps，然后使用 Java 的 AudioInputStream 加载该导出。

您在 Audacity 或 Java 中播放时听到的声音应该几乎相同(调整音量)。如果不是，最可能的原因可能与代码中的错误或疏忽有关，这很容易做到。

在代码中使用ByteOutputStream是多余的。从 AudioInputStream 读取到固定大小的字节数组(大小是缓冲区长度，我建议首先尝试 8 或 16 * 1024 字节)，然后使用 SourceDataLine 编写方法来传送该数组。

以下代码可在我的系统上运行，用于加载播放名为“a3.wav”的“CD 质量”wav，该 wav 与 Java 类位于同一目录中。您应该能够交换您自己的 44100、16 位、立体声、小端 wav 文件。

我已经注释掉了加载和播放名为“spoken8000_24.wav”的 24 位 wav 文件的尝试。那次尝试给了我一个IllegalArgumentException:没有行匹配接口(interface)SourceDataLine支持格式PCM_SIGNED 8000.0 Hz，24位，立体声，6字节/帧，支持小尾数。

我必须承认，我不清楚我的系统是否没有提供所需的行，或者我是否可能错误地编码了格式!我的操作系统当然可以播放该文件。所以我认为操作系统可以做的事情和给定系统上的“混合器”为 Java 提供的事情之间是有区别的。

作为一种解决方法，我总是将所有内容转换为“CD 质量”格式，因为这似乎是最广泛支持的格式。

public class TriggerSound_SDL extends JFrame
{
    public TriggerSound_SDL()
    {
        JButton button = new JButton("Play Sound");
        button.addActionListener(e -> new Thread(() -> playBuzzer()).start());
        getContentPane().add(button);
    }

    private void playBuzzer()
    {
        try 
        {
            URL url;
            url = getClass().getResource("a3.wav");
//          url = getClass().getResource("spoken8000_24.wav");
            AudioInputStream ais = AudioSystem.getAudioInputStream(url); 
            System.out.println(ais.getFormat());

            AudioFormat audioFmt;
            // "CD Quality" 44100 fps, 16-bit, stereo, little endian
            audioFmt = new AudioFormat(
                    AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 
                    44100, 16, 2, 4, 44100, false);

            // 8000 fps, 32-bit, stereo
//          audioFmt = new AudioFormat(
//                  AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, 
//                  8000, 24, 2, 6, 8000, false);

            Info info = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, 
                    audioFmt);
            SourceDataLine sdl = (SourceDataLine)AudioSystem.getLine(info);
            int bufferSize = 16 * 1024;
            byte[] buffer = new byte[bufferSize];
            sdl.open(audioFmt, bufferSize);
            sdl.start();

            int numBytesRead = 0;

            while((numBytesRead = ais.read(buffer)) != -1)
            {
                sdl.write(buffer, 0, numBytesRead);
            }
        }
        catch (IOException | UnsupportedAudioFileException 
                | LineUnavailableException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }       
    }

    private static void createAndShowGUI()
    {
        JFrame frame = new TriggerSound_SDL();
        frame.setDefaultCloseOperation(DISPOSE_ON_CLOSE);
        frame.pack();
        frame.setVisible(true);
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> createAndShowGUI());
    }
}

这段代码经过一些小调整后应该至少可以让您测试不同的格式。

编辑: 我知道你的目标是制作 DAW! 在这种情况下，您需要将字节转换为 PCM 数据。我可以建议你从AudioCue借一些代码吗？我基本上将其编写为剪辑替代品，其中一部分涉及使 PCM 数据可用于操作。一些混音、不同频率播放、多线程的技术都可以在里面找到。