c# - 音频从输入到扬声器的硬件直通 - 不是在软件中完成

Question

几年前，我为我的公司编写了一个自定义应用程序，它只能运行一台特定型号的计算机。该应用程序必须能够将麦克风插孔中输入的音频传递到扬声器。我没有处理进入插孔的字节并将它们传递给软件中的扬声器，而是利用我知道特定硬件的事实来编写一个函数，使声卡的内置功能能够将音频从输入循环到扬声器.这是该函数(它是用 C 语言编写的，仅使用 mmsystem.dll):

int setMasterLevelsFromMicrophone (int volume, int mute)
{
    MMRESULT error;

    // Open the mixer
    HMIXER mixerHandle;
    if (error = mixerOpen (&mixerHandle, 0, 0, 0, 0))
        return 1;

    // Get the microphone source information
    MIXERLINE mixerline;
    mixerline.cbStruct = sizeof(MIXERLINE);
    mixerline.dwDestination = 0;
    if ((error = mixerGetLineInfo((HMIXEROBJ)mixerHandle, &mixerline, MIXER_GETLINEINFOF_DESTINATION)))
        return 2;

    // Get the microhone source controls
    MIXERCONTROL mixerControlArray[2];
    MIXERLINECONTROLS mixerLineControls;
    mixerLineControls.cbStruct = sizeof(MIXERLINECONTROLS);
    mixerLineControls.cControls = 2;
    mixerLineControls.dwLineID = mixerline.dwLineID;
    mixerLineControls.pamxctrl = &mixerControlArray[0];
    mixerLineControls.cbmxctrl = sizeof(MIXERCONTROL);

    if ((error = mixerGetLineControls((HMIXEROBJ)mixerHandle, &mixerLineControls, MIXER_GETLINECONTROLSF_ALL)))
        return 3;

    // Set the microphone source volume
    MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED value;
    MIXERCONTROLDETAILS mixerControlDetails;
    mixerControlDetails.cbStruct = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS);
    mixerControlDetails.dwControlID = mixerControlArray[0].dwControlID;
    mixerControlDetails.cChannels = 1;
    mixerControlDetails.cMultipleItems = 0;
    mixerControlDetails.paDetails = &value;
    mixerControlDetails.cbDetails = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED);
    value.dwValue = volume;
    if ((error = mixerSetControlDetails((HMIXEROBJ)mixerHandle, &mixerControlDetails, MIXER_SETCONTROLDETAILSF_VALUE)))
        return 4;

    // Set the microphone source mute
    mixerControlDetails.dwControlID = mixerControlArray[1].dwControlID;
    value.dwValue = mute;
    if ((error = mixerSetControlDetails((HMIXEROBJ)mixerHandle, &mixerControlDetails, MIXER_SETCONTROLDETAILSF_VALUE)))
        return 5;

    return 0;
}

如您所见，此方法高度特定于我当时使用的硬件，因为我对许多数组索引进行了硬编码，以访问混音器的特定属性。

现在开始提问。

现在已经有几年了，我需要修改我目前用 C# winforms 编写的应用程序以表现出相同的行为。也就是说，我需要从麦克风或 lini-in 插孔接收到的音频直接传递到扬声器。这里的技巧是硬件不再关闭。并且该应用程序需要在任何运行 WinXP 或更高版本的机器上运行。

我开始使用 NAudio 库在软件模式下执行此直通(不使用内置声卡直通)。这是我用 C# 创建的小工具箱:

using System;
using System.ComponentModel;
using NAudio.Wave;

namespace Media
{
    public partial class AudioToolbox : Component
    {
        private WaveIn waveIn = null;
        private WaveOutEvent waveOut = null;
        public int SampleRate { get; set; }
        public int BitsPerSample { get; set; }
        public int Channels { get; set; }

        public AudioToolbox()
        {
            InitializeComponent();

            SampleRate = 22050;
            BitsPerSample = 16;
            Channels = 1;
        }

        public void BeginReading(int deviceNumber)
        {
            if (waveIn == null)
            {
                waveIn = new WaveIn();
                waveIn.DeviceNumber = deviceNumber;
                waveIn.WaveFormat = new NAudio.Wave.WaveFormat(SampleRate, BitsPerSample, Channels);
                waveIn.StartRecording();
            }
        }

        public void BeginLoopback()
        {
            if (waveIn != null && waveOut == null)
            {
                WaveInProvider waveInProvider = new WaveInProvider(waveIn);
                waveOut = new WaveOutEvent();
                waveOut.DeviceNumber = -1;  // Default output device
                waveOut.DesiredLatency = 300;
                waveOut.Init(waveInProvider);
                waveOut.Play();
            }
        }

        public void EndReading()
        {
            if (waveIn != null)
            {
                waveIn.StopRecording();
                waveIn.Dispose();
                waveIn = null;
            }
        }

        public void EndLoopback()
        {
            if (waveOut != null)
            {
                waveOut.Stop();
                waveOut.Dispose();
                waveOut = null;
            }
        }
    }
}

我遇到的问题是(我假设)资源。这段代码确实允许我将音频循环输出到扬声器，但在系统上执行任务会引入音频中的弹出和跳过。例如，如果我打开一个应用程序或快速最小化和最大化一个文件夹，播放会弹出和跳过。

有没有办法以某种方式对 NAudio 库进行线程化以避免这种弹出和跳过？还是像我多年前使用 C 应用程序那样，找到一种通过硬件直通音频的通用方法对我来说更好？

编辑:

我测试这个音频工具箱的应用程序非常简单。它只是一个由 Visual Studio 2010 创建的默认 winforms 应用程序。我向表单添加了一个按钮，单击事件发生了以下事件:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    AudioToolbox atr = new AudioToolbox();
    atr.BeginReading(0);
    atr.BeginLoopback();
}

我还将项目设置为在 .NET Framework 4 中运行，因为这是我需要此工具箱最终与之集成的应用程序框架。当我编译应用程序并单击按钮时，我可以听到音频从我的麦克风插孔传递到扬声器。然后我打开 Windows 文件资源管理器并不断地最小化/最大化它。此操作会导致音频跳过。失败。

我刚刚也在 NAudio 论坛上发布了这个问题。以防将来有人偶然发现此页面，这是该链接:Question as posted on NAudio forums

Answer 1

我认为您只需要将您的处理启动到一个单独的线程中。您正在 UI 线程上完成所有工作，这就是为什么每当您做任何事情时它都会暂停您的处理。我假设音频是从一个事件中分块传来的。事件在调度它们的线程上处理，在本例中是您的 ui 线程。

尝试用这样的方式包装你的代码

AudioToolbox atr = new AudioToolbox();
var audioThread = new Thread(()=> {
    atr.BeginReading(0);
    atr.BeginLoopback();
}).Start();

我看不出任何执行外部任务会导致中断的原因。我在单线程中完成了实时实时音频和视频处理，在许多不同的机器上都没有问题。也许发生的事情是，由于它全部在 ui 线程中，因此当它重绘屏幕时，您的音频处理已暂停。如果是这样，那么专用线程将解决这个问题。