音频采样与声级

本示例显示麦克风采样与音量的对比图。

本示例基于 Widgets 实现。有关具体信息，请参阅 Qt Widgets 编程入门。以下部分将介绍如何使用Qt Charts API 在采样与声级图上显示动态数据。有关采样的更多信息，请参阅采样_（信号处理）。

运行示例

要从 Qt Creator，打开Welcome 模式，并从Examples 中选择示例。更多信息，请参阅Qt Creator: 教程：构建并运行。

读取音频数据

由于main.cpp 中包含了Qt Multimedia 模块，我们创建了一个新的QAudioDevice ，代表目标平台的默认音频设备。我们还会检查是否有音频输入设备，如果没有可用的输入音频设备，则会通知用户。

    if (inputDevice.isNull()) {
        QMessageBox::warning(nullptr, "audio",
                             "There is no audio input device available.");
        return -1;
    }

然后，通过 Widgetw 的构造函数参数w 将音频设备传递给 Widget。然后调用w.show() 来显示 Widget。

    Widget w(inputDevice);
    w.resize(800, 600);
    w.show();

设置图表

本节将介绍图表和坐标轴的设置。

在widget.cpp 中，重新实现的 Widget 构造函数承担了应用程序逻辑的重任。QChart 、QLineSeries 和QChartView 对象声明如下：

    : QWidget(parent)
    , m_chart(new QChart)
    , m_series(new QLineSeries)
{
    auto chartView = new QChartView(m_chart);
    m_chart->addSeries(m_series);

m_series 用于使用音频输入数据。

x 轴为 "样本"。

我们在 x 轴上设置了从 0 到 XYSeriesIODevice::sampleCount 的最小到最大范围。(在 xyseriesiodevice.h 中声明为 2000）。然后我们设置其标题文本。

    auto axisX = new QValueAxis;
    axisX->setRange(0, XYSeriesIODevice::sampleCount);
    axisX->setLabelFormat("%g");
    axisX->setTitleText("Samples");

Y 轴 "音频电平

我们创建QValueAxis axisY ，设置其范围和标题文本。

    auto axisY = new QValueAxis;
    axisY->setRange(-1, 1);
    axisY->setTitleText("Audio level");

附加坐标轴并设置图表标题

我们添加坐标轴，隐藏图例，并设置图表标题，使其包含用作音频输入的麦克风名称。

    m_chart->addAxis(axisX, Qt::AlignBottom);
    m_series->attachAxis(axisX);
    m_chart->addAxis(axisY, Qt::AlignLeft);
    m_series->attachAxis(axisY);
    m_chart->legend()->hide();

布局图表

在此，我们使用QVBoxLayout mainLayout 并在垂直布局中添加 QChartviewchartView 。

    m_chart->setTitle("Data from the microphone (" + deviceInfo.description() + ')');

    auto mainLayout = new QVBoxLayout(this);

使用音频输入数据

本节将展示如何将麦克风数据传递到QLineSeries m_series 。与之前一样，这依赖于Qt Multimedia 模块。

首先，我们将 deviceInfo 传递给QAudioInput 构造函数。

    mainLayout->addWidget(chartView);

    m_audioInput = new QAudioInput(deviceInfo, this);

    QAudioFormat formatAudio;

然后，我们设置QAudioFormat formatAudio 、其通道数、采样率和采样格式。

    formatAudio.setSampleRate(8000);
    formatAudio.setChannelCount(1);

现在我们可以创建QAudioSource 并设置其缓冲区大小。

    formatAudio.setSampleFormat(QAudioFormat::UInt8);

    m_audioSource = new QAudioSource(deviceInfo, formatAudio);

现在是将数据附加到图表的时候了。为此，我们创建了一个 XYSeriesIODevice 类。请参阅XYSeriesIODevice了解其实现方式。

    m_audioSource->setBufferSize(200);

    m_device = new XYSeriesIODevice(m_series, this);
    m_device->open(QIODevice::WriteOnly);

XYSeriesIODevice

XYSeriesIODevice 在xyseriesiodevice.cpp 中实现，负责信号采样。writeData 函数的分辨率固定为 4，它根据采样计数设置QList m_buffer 的大小，并用增量 x 值和设置为 0 的 y 值填充 QPointF。

{
    static const int resolution = 4;

    if (m_buffer.isEmpty()) {
        m_buffer.reserve(sampleCount);
        for (int i = 0; i < sampleCount; ++i)
            m_buffer.append(QPointF(i, 0));
    }

    int start = 0;

然后进行采样。

    const int availableSamples = int(maxSize) / resolution;
    if (availableSamples < sampleCount) {
        start = sampleCount - availableSamples;
        for (int s = 0; s < start; ++s)
            m_buffer[s].setY(m_buffer.at(s + availableSamples).y());
    }

    for (int s = start; s < sampleCount; ++s, data += resolution)
        m_buffer[s].setY(qreal(uchar(*data) -128) / qreal(128));

    m_series->replace(m_buffer);
    return (sampleCount - start) * resolution;

示例项目 @ code.qt.io

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