簡介
前面兩章我們介紹了PCM音頻格式的錄制和播放腾务，分別是使用AudioRecord錄制楚午，使用AudioTrack播放玫锋，其實得到了PCM格式的音頻卵渴，我們并不能隨意在播放器中播放兑障，因為PCM格式的音頻，播放器還不能識別登淘，需要編碼封裝成mp3或者wav等格式才能播放箫老，但是今天我們暫時不討論如何進行PCM編碼，先來對PCM進行一些處理黔州，比如變聲槽惫，添加BGM等，今天我們的主題是變聲
變聲原理
對于變聲的處理一般有以下三種
- 變速又變調(diào)
即改變音頻的速度（語速）辩撑，又改變音頻的頻率（音調(diào)）
我們可以對原始音頻進行重采樣，重采樣有上采樣和下采樣仿耽，分別是對原始音頻進行插值和抽取合冀，比如P/Q重采樣，一般我們的處理是项贺，先對原始音頻進行插值君躺，在相鄰兩點間插入P個采樣點，全部插入結(jié)束后再每隔Q個采樣點進行采樣开缎，這樣得到的音頻語速和音調(diào)都是原來的Q/P倍
- 變速不變調(diào)
只改變語速棕叫，不改變音調(diào)
只是改變語速的話，那么就要稍微復(fù)雜點奕删，和重采樣方法差不多俺泣，區(qū)別在于我們需要先規(guī)定一幀音頻的長度，一般我們的采樣率設(shè)為44.1KHz完残，也就是一秒鐘采樣44.1K次伏钠，我們可以規(guī)定一幀為1024，所有我們可以簡單的根據(jù)丟幀和重復(fù)幀來實現(xiàn)變速不變調(diào)谨设，比如對于P/Q變速熟掂，我們先對原始音頻的每一幀重復(fù)P次，最后的結(jié)果再進行每隔Q幀取一幀扎拣，這樣就得到音頻音調(diào)不變赴肚，語速變?yōu)?strong>Q/P的音頻
- 變調(diào)不變速
只改變音調(diào)素跺，不改變語速
如果只是變調(diào)的話，就要結(jié)合重采樣和變速不變調(diào)來做誉券，我們先對音頻信號進行變速不變調(diào)處理指厌，再對其進行重采樣，比如横朋，我想要讓音調(diào)變?yōu)樵瓉淼?strong>P/Q倍仑乌，那么我們需要先對其進行P/Q變速不變調(diào)，語速變?yōu)樵瓉淼?strong>Q/P琴锭，接著晰甚，在對其進行Q/P重采樣，這樣决帖，最后就得到了語速不變厕九，而音調(diào)變?yōu)樵瓉淼腜/Q倍
當(dāng)然，還有很多對聲音的處理地回，比如一些K歌軟件扁远，可以實現(xiàn)KTV、空靈刻像、磁性等效果畅买，那些效果就比較復(fù)雜，不在今天的討論范圍內(nèi)细睡，我們暫時只討論簡單的變聲
代碼實現(xiàn)（Java）
我們這樣是使用純Java代碼實現(xiàn)谷羞，其實這樣是存在效率問題的，如果音頻較大溜徙，還是得用C語言（使用JNI和NDK去實現(xiàn)）湃缎，對于一些特殊情況，算法可能存在問題蠢壹，僅供參考
- 幀長
private static final int FRAME_LENGTH = 1024;
- 變調(diào)又變速（提高）
//變調(diào)又變速（提高）
public static byte[] up(byte[] data, int up) {
if (up == 1) {
return data;
}
int length = data.length;
int upLength = length / up;
byte[] upData = new byte[upLength];
for (int i = 0, j = 0; i < length; ) {
if (j >= upLength) {
break;
}
upData[j] = data[i];
i += up;
j++;
}
return upData;
}
- 變調(diào)又變速（降低）
public static byte[] down(byte[] data, int down) {
if (down == 1) {
return data;
}
int length = data.length;
int downLength = length * down;
byte[] downData = new byte[downLength];
for (int i = 0, j = 0; i < length - 1; ) {
for (int k = 0; k < down; k++) {
downData[j] = data[i];
j++;
}
i++;
}
return downData;
}
- 變速不變調(diào)（提高）
public static byte[] speedUp(byte[] data, int up) {
if (up == 1) {
return data;
}
int length = data.length;
int frameShift = FRAME_LENGTH * up;
int upLength = length / up;
byte[] upData = new byte[upLength];
for (int i = 0, j = 0; i < length; ) {
if (i + FRAME_LENGTH >= length) {
System.arraycopy(data, i, upData, j, length - i);
break;
}
System.arraycopy(data, i, upData, j, FRAME_LENGTH);
i += (FRAME_LENGTH + frameShift);
j += FRAME_LENGTH;
}
return upData;
}
- 變速不變調(diào)（降低）
public static byte[] speedDown(byte[] data, int down) {
if (down == 1) {
return data;
}
int length = data.length;
int downLength = length * down;
byte[] downData = new byte[downLength];
for (int i = 0, j = 0; i < length; ) {
if (i + FRAME_LENGTH >= length) {
int lastlength = length - i;
for (int k = 0; k < down; k++) {
System.arraycopy(data, lastlength, downData, j, lastlength);
j += lastlength;
}
break;
}
for (int k = 0; k < down; k++) {
System.arraycopy(data, i, downData, j, FRAME_LENGTH);
j += FRAME_LENGTH;
}
i += FRAME_LENGTH;
}
return downData;
}
- 設(shè)置語速
public static byte[] setSpeed(byte[] data, int up, int down) {
byte[] downData = speedDown(data, down);
byte[] upData = speedUp(downData, up);
return upData;
}
- 設(shè)置音調(diào)
public static byte[] setTone(byte[] data, int up, int down) {
byte[] speedData = setSpeed(data, down, up);
byte[] downData = down(speedData, down);
byte[] upData = up(downData, up);
return upData;
}
總結(jié)
我們在使用AudioRecord錄音結(jié)束后嗓违，可以調(diào)用以上函數(shù)進行處理，然后再使用AudioTrack進行播放图贸，對于up和down參數(shù)的配置蹂季，可以自己調(diào)，我將up設(shè)為4求妹，down設(shè)為5乏盐，我的聲音就變得低沉大叔的聲音，更多的參數(shù)你可以自己去測試
注：如果設(shè)置的參數(shù)過大可能會出現(xiàn)異常制恍，比如50父能，可能是算法存在問題，還需改進净神。
變聲的簡單介紹何吝，希望大家喜歡溉委。
