从 MediaFoundationResampler、Naudio 获取 PCM 字节数组

Question

我正在研究一种重新采样 wav 文件的方法，方法如下：

internal byte[] ResampleWav(byte[] rawPcmData, int frequency, int bits, int channels, int newFrequency)
{
    byte[] pcmData;
    using (MemoryStream AudioSample = new MemoryStream(rawPcmData))
    {
        RawSourceWaveStream Original = new RawSourceWaveStream(AudioSample, new WaveFormat(frequency, bits, channels));
        using (MediaFoundationResampler conversionStream = new MediaFoundationResampler(Original, new WaveFormat(newFrequency, bits, channels)))
        {
            //Here should go the code to get the array of bytes with the resampled PCM data
        }
    }
    return pcmData;
}

这里的问题是 MediaFoundationResampler 中没有任何属性可以返回缓冲区的大小。该方法应返回一个仅包含重新采样的 PCM 数据的字节数组。

提前致谢！

--编辑

经过一段时间的工作，我可以得到这个：

internal byte[] WavChangeFrequency(byte[] rawPcmData, int frequency, int bits, int channels, int newFrequency)
{
    byte[] pcmData;
    using (MemoryStream AudioSample = new MemoryStream(rawPcmData))
    {
        RawSourceWaveStream Original = new RawSourceWaveStream(AudioSample, new WaveFormat(frequency, bits, channels));
        using (MediaFoundationResampler conversionStream = new MediaFoundationResampler(Original, newFrequency))
        {

            //Start reading PCM data
            using (MemoryStream wavData = new MemoryStream())
            {
                byte[] readBuffer = new byte[1024];
                while ((conversionStream.Read(readBuffer, 0, readBuffer.Length)) != 0)
                {
                    wavData.Write(readBuffer, 0, readBuffer.Length);
                }
                pcmData = wavData.ToArray();
            }
        }
    }
    return pcmData;
}

“似乎”工作正常，但还有另一个问题，似乎 PCM 数据字节数组大于预期。这是我用该方法测试过的测试之一：

输入设置：

44100Hz
16 Bits
01 Channel 
1846324 Bytes of PCM data

预期（当我使用 Audition、Audacity 和 WaveFormatConversionStream 重新采样相同的 wav 文件时，我得到了这个）：

22050Hz
16 Bits
01 Channel 
923162 Bytes

MediaFoundationResampler 结果：

22050Hz
16 Bits
01 Channel 
923648 Bytes

如果我改变 readBuffer 数组的大小，大小会发生巨大变化。

主要问题是 MediaFoundationResampler 没有属性 Lenght 来了解重新采样的 PCM 数据缓冲区的实际大小。使用 WaveFormatConversionStream 代码是这样的，但是质量不是很好：

internal byte[] WavChangeFrequency(byte[] rawPcmData, int frequency, int bits, int channels, int newFrequency)
{
    byte[] pcmData;
    using (MemoryStream AudioSample = new MemoryStream(rawPcmData))
    {
        RawSourceWaveStream Original = new RawSourceWaveStream(AudioSample, new WaveFormat(frequency, bits, channels));
        using (WaveFormatConversionStream wavResampler = new WaveFormatConversionStream(new WaveFormat(newFrequency, bits, channels), Original))
        {
            pcmData = new byte[wavResampler.Length];
            wavResampler.Read(pcmData, 0, pcmData.Length);
        }
    }
    return pcmData;
}

我应该怎么做才能使用 MediaFoundationResampler 获得预期的 PCM 数据数组？

Answer 1

免责声明

我不熟悉 NAudio 库，因此可能有更合适的方法。

编辑

仍然不是一个好的答案，似乎仍然偏离了几个字节...... 对代码进行了一些更正，使用 Mark Heath（NAudio 创建者）对此答案发表评论：https://stackoverflow.com/a/14481756/9658671

我暂时将答案保留在这里，因为它可能有助于找到真正的答案，但如有必要，我会编辑或删除它。

/编辑

Audition 生成的文件与您的代码之间的长度差异为 923648 - 923162 = 486 字节，小于您的 1024 缓冲区。

可以通过以下机制来解释：

在最后一次调用 Read 方法时，剩余字节数低于您的缓冲区大小。因此，您得到的不是 1024 字节，而是更少。

但是您的代码仍然添加了一个完整的 1024 字节组，而不是一个较小的数字。这就解释了 486 字节的差异，以及如果您选择其他缓冲区大小，这个数字将会改变。

解决这个问题应该很容易。

来自 NAudio 文档： https://github.com/naudio/NAudio/blob/fb35ce8367f30b8bc5ea84e7d2529e172cf4c381/Docs/WaveProviders.md

Read 方法返回已读取的字节数。这 永远不应超过 numBytes，并且只有在结束时才能小于 到达音频流。 NAudio 播放设备将停止播放 当 Read 返回 0。

所以不要在每次迭代时总是推送 1024 字节，只需推送 Read 方法返回的数字。

另外，来自 Mark Heath 的评论：

缓冲区大小应可配置为精确倍数 WaveStream的块对齐

因此，不要选择“随机”缓冲区大小，而是使用块对齐的倍数。

internal byte[] WavChangeFrequency(byte[] rawPcmData, int frequency, int bits, int channels, int newFrequency, int BlockAlign)
{
    byte[] pcmData;
    var BufferSize = BlockAlign * 1024;
    using (MemoryStream AudioSample = new MemoryStream(rawPcmData))
    {
        RawSourceWaveStream Original = new RawSourceWaveStream(AudioSample, new WaveFormat(frequency, bits, channels));
        using (MediaFoundationResampler conversionStream = new MediaFoundationResampler(Original, newFrequency))
        {

            //Start reading PCM data
            using (MemoryStream wavData = new MemoryStream())
            {
                var ByteCount = 0;
                var readBuffer = new byte[BufferSize];
                while ((ByteCount = conversionStream.Read(readBuffer, 0, readBuffer.Length)) != 0)
                {
                    wavData.Write(readBuffer, 0, ByteCount);
                }
                pcmData = wavData.ToArray();
            }
        }
    }
    return pcmData;
}