音频基础知识-PCM浅析

发布网友发布时间：2024-09-07 06:50

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热心网友时间：2024-09-29 04:36

音频世界的基础构建：声音的数字化之旅

声音，源于空气的微妙振动，其本质由频率和振幅定义。在数字化的音频世界中，这个物理现象首先通过话筒转化为模拟音频，接着经历关键的采样、量化和A/D转换，转化为数字音频数据。存储音频文件时，单声道与双声道有着不同的存储顺序，其中，采样频率（如CD的44.1KHz）和采样位数（如CD的16 bit）是决定音质的关键参数，同时，声道数、时长等元数据也对文件大小有直接影响。

PCM，全称为脉冲编码调制，是音频数据的基本格式。它以分贝(db)来衡量声音的响度，这是对人耳感知声音相对变化的量化方式。db值的计算基于声源功率的比例，Android中，MediaExtractor和MediaCodec扮演着提取和解码音频数据的主角，具体步骤如下：

使用MediaExtractor拆解音频文件，定位AAC编码流。
选择音频轨，获取声道数、采样率和位深度信息。
初始化MediaCodec解码器，设置输入和输出缓冲区。
循环解码，提取AAC数据并计算db值，特别是处理16位无符号和有符号采样时，最大分贝值有所不同。

核心代码示例中，compute函数是计算dB值的关键部分，它根据声道和采样位数，计算pcmByteArray的平均绝对值，为后续dB值的计算提供基础。

在Android与iOS的处理速度上，FFmpeg展现出了明显的优势。通过跨平台的解码，FFmpeg可以高效地处理音频流，例如，对于5分钟的歌曲，FFmpeg在AV_SAMPLE_FMT_S16P格式下，只需2-3秒，比Android MediaCodec快了10倍以上。FFmpeg支持多种PCM存储格式，如S16P（planar），且能处理Packed和Planar两种存储方式。

音频类型丰富多样，从8-64bit的有/无符号、short、float到double，各有其应用场合。而在实际操作中，如需播放PCM音频，必须考虑到采样率、声道数、位数以及数据的存储大小端问题。Audacity是一款强大的音频编辑工具，可直接播放，并提供波形、响度和频谱分析功能。

尽管Android的解码性能相比FFmpeg略显不足，但具体原因仍需进一步探究。如果你对音频处理有更深入的探讨，欢迎加入我们音视频交流群：788280672，那里有更多专业内容等待你去发现，同时，我爱音视频网也提供了丰富的相关资源。