使用C#进行音频处理的完整指南(从播放到编辑)_C#

1. c#音频播放：基础操作

音频播放是音频处理的基本功能。在c#中，音频播放可以通过内置类库来完成，例如system.media.soundplayer用于播放wav文件，windows.media.playback用于播放多种格式的音频文件。

使用soundplayer播放wav文件

using system;
using system.media;
 
class program
{
    static void main()
    {
        // 创建一个soundplayer实例并加载wav文件
        soundplayer player = new soundplayer("example.wav");
        
        // 异步播放音频
        player.play();
        
        // 同步播放音频（程序会等待音频播放完毕后继续执行）
        player.playsync();
    }
}

使用mediaelement播放mp3文件（wpf应用）

对于mp3等格式的音频，mediaelement控件是一个很好的选择。它支持在wpf应用中播放多种音频格式。

using system;
using system.windows.controls;
 
class program
{
    static void main()
    {
        mediaelement mediaelement = new mediaelement();
        mediaelement.source = new uri("example.mp3");
        mediaelement.play();
    }
}

2. c#音频录制：如何捕获声音

音频录制常用于语音识别、会议录音、声音注释等场景。在c#中，我们通常使用开源库naudio来进行音频录制。

安装naudio库

在visual studio中通过nuget安装naudio：

install-package naudio

使用naudio录制音频并保存为wav文件

以下示例展示了如何使用naudio库录制音频并保存到文件中：

using system;
using naudio.wave;
 
class program
{
    static void main()
    {
        string outputfile = "recorded_audio.wav";
        
        // 创建waveinevent对象来捕获音频数据
        using (waveinevent wavein = new waveinevent())
        {
            wavein.waveformat = new waveformat(44100, 1);  // 设置采样率和通道数
            wavein.dataavailable += (sender, e) =>
            {
                using (wavefilewriter writer = new wavefilewriter(outputfile, wavein.waveformat))
                {
                    writer.write(e.buffer, 0, e.bytesrecorded);  // 写入音频数据
                }
            };
 
            // 开始录音
            wavein.startrecording();
            console.writeline("press any key to stop recording...");
            console.readkey();
            wavein.stoprecording();
        }
 
        console.writeline("recording stopped and saved.");
    }
}

3. c#音频编辑：处理和修改音频文件

音频编辑包括修改音频的音量、频率、剪辑、合并等。在c#中，naudio库同样可以用来处理和编辑音频文件。

调整音量

使用naudio的volumesampleprovider可以对音频进行音量调整。

using system;
using naudio.wave;
using naudio.wave.sampleproviders;
 
class program
{
    static void main()
    {
        string inputfile = "input.wav";
        string outputfile = "output_with_volume.wav";
 
        using (var reader = new audiofilereader(inputfile))
        {
            // 设置音量调整
            var volumeprovider = new volumesampleprovider(reader);
            volumeprovider.volume = 0.5f;  // 设置音量为50%
 
            using (var writer = new wavefilewriter(outputfile, reader.waveformat))
            {
                byte[] buffer = new byte[reader.waveformat.averagebytespersecond];
                int bytesread;
                while ((bytesread = volumeprovider.read(buffer, 0, buffer.length)) > 0)
                {
                    writer.write(buffer, 0, bytesread);  // 写入修改后的音频
                }
            }
        }
 
        console.writeline("audio processed and saved.");
    }
}

裁剪音频

裁剪音频是常见的音频编辑操作。你可以使用naudio来读取音频数据，并将其剪辑成指定的时间段。

using system;
using naudio.wave;
 
class program
{
    static void main()
    {
        string inputfile = "input.wav";
        string outputfile = "cropped_audio.wav";
 
        using (var reader = new wavefilereader(inputfile))
        {
            // 设置音频剪切的起始和结束时间（秒）
            var startsample = (int)(10 * reader.waveformat.samplerate);
            var endsample = (int)(20 * reader.waveformat.samplerate);
            var totalsamples = (int)(endsample - startsample);
 
            using (var writer = new wavefilewriter(outputfile, reader.waveformat))
            {
                reader.seek(startsample * reader.waveformat.blockalign, system.io.seekorigin.begin);
 
                byte[] buffer = new byte[totalsamples * reader.waveformat.blockalign];
                int bytesread;
                while ((bytesread = reader.read(buffer, 0, buffer.length)) > 0)
                {
                    writer.write(buffer, 0, bytesread);
                }
            }
        }
 
        console.writeline("audio cropped and saved.");
    }
}

4. 音频格式转换：wav与mp3互转

在许多应用场景中，我们可能需要将音频文件从一种格式转换为另一种格式。例如，将wav文件转换为mp3文件。通过naudio.lame库，您可以很容易地实现这种格式转换。

安装naudio.lame

install-package naudio.lame

示例：将wav文件转换为mp3文件

using system;
using naudio.wave;
using naudio.lame;
 
class program
{
    static void main()
    {
        string inputwavfile = "input.wav";
        string outputmp3file = "output.mp3";
 
        using (var reader = new wavefilereader(inputwavfile))
        {
            using (var writer = new lamemp3filewriter(outputmp3file, reader.waveformat, lamepreset.vbr_90))
            {
                reader.copyto(writer);
            }
        }
 
        console.writeline("wav file has been converted to mp3.");
    }
}

5. 音频分析：频谱分析与fft

音频分析技术常用于频谱分析、声音处理与特效制作。通过fft（快速傅里叶变换），我们可以提取音频信号的频谱信息。

使用naudio进行频谱分析

using system;
using naudio.wave;
using naudio.dsp;
 
class program
{
    static void main()
    {
        string file = "example.wav";
        
        using (wavefilereader reader = new wavefilereader(file))
        {
            int samplerate = reader.waveformat.samplerate;
            int length = (int)reader.length / 2;
 
            float[] buffer = new float[length];
            int bytesread = reader.read(buffer, 0, length);
 
            // fft分析
            complex[] fftbuffer = new complex[length];
            for (int i = 0; i < length; i++)
            {
                fftbuffer[i].x = buffer[i];
                fftbuffer[i].y = 0;
            }
 
            fastfouriertransform.fft(true, (int)math.log(length, 2), fftbuffer);
 
            // 输出频率数据
            for (int i = 0; i < length / 2; i++)
            {
                double frequency = (i * samplerate) / (double)length;
                double magnitude = math.sqrt(fftbuffer[i].x * fftbuffer[i].x + fftbuffer[i].y * fftbuffer[i].y);
                console.writeline($"frequency: {frequency} hz, magnitude: {magnitude}");
            }
        }
    }
}