c语言计算音频分贝函数,获取PCM音频数据的声音分贝值

最近开源了一个Android音频播放库《wlmusic》可以直接在gradle中导入集成。已经实现了音频播放所有逻辑，除了播放正常的网络音频和本地音频外，还可以播放raw和assets文件中的音频和循环不间断播放短音频等功能。这些做完了之后发现一个问题，怎么能动态显示声音的波形？于是想到了一个声音的关键词“分贝”，然后百度、谷歌了一番找到了一个有用的公式：

参数：Pref：就是声音总的振幅最大值；Prms：就是当前声音的振幅值；Lp：就是我们需要的声音分贝值了。

比如：我们声音是无符号16bit深度的，那么其每个采样点的值应该在(0~2^16-1既：0~65535)范围内，带入公式我们可以计算到(不用除以最大振幅值)：20*log(65535)=96.32db，所以根据这个我们只要拿到某个采样点的振幅值，也就是当前声音采样点转成16bit后的值就可以计算出相应的分贝值了。那么怎么求声音采样点的振幅呢？这是一个问题，不过也有解决办法了。

获取pcm声音采样点的振幅：

这里以我项目中用OpenSL来播放FFmpeg重采样生成的PCM声音为例，PCM声音是重采样为无符号16bit的深度的，然后我们需要得到某一时间(一般是零点几毫秒)PCM所在内存的地址和PCM声音的大小，而16bit也就是16bit/8bit=2byte，在c语言中2byte用short int来表示，因此我们可以从PCM所在地址里面按顺序取出2个byte的数据然后转化成short int的值就可以拿到当前采样点的振幅了，获取的方式是用c语言中的memcpy拷贝2个字节的数据求值就可以了。(注：因为采用点很密集，如果每个采用点都计算一下分贝的话，会消耗一定的性能或者导致声音播放不连贯，所这里采用取其绝对值和的平均值就可以了，因为在这段时间内，我们看不出任何的区别。)

代码实现： [cpp] view plain copy print?

/**

* 获取所有振幅之平均值 计算db (振幅最大值 2^16-1 = 65535 最大值是 96.32db)

* 16 bit == 2字节 == short int

* 无符号16bit：96.32=20*lg(65535);

*

* @param pcmdata 转换成char类型，才可以按字节操作

* @param size pcmdata的大小

* @return

*/

int Audio::getPcmDB(const unsigned char *pcmdata,  size_t size) {

int db = 0;

short int value = 0;

double sum = 0;

for(int i = 0; i 

{

memcpy(&value, pcmdata+i, 2); //获取2个字节的大小(值)

sum += abs(value); //绝对值求和

}

sum = sum / (size / 2); //求平均值(2个字节表示一个振幅，所以振幅个数为：size/2个)

if(sum > 0)

{

db = (int)(20.0*log10(sum));

}

return db;

}

/**

* 获取所有振幅之平均值 计算db (振幅最大值 2^16-1 = 65535 最大值是 96.32db)

* 16 bit == 2字节 == short int

* 无符号16bit：96.32=20*lg(65535);

*

* @param pcmdata 转换成char类型，才可以按字节操作

* @param size pcmdata的大小

* @return

*/

int Audio::getPcmDB(const unsigned char *pcmdata, size_t size) {

int db = 0;

short int value = 0;

double sum = 0;

for(int i = 0; i < size; i += 2)

{

memcpy(&value, pcmdata+i, 2); //获取2个字节的大小(值)

sum += abs(value); //绝对值求和

}

sum = sum / (size / 2); //求平均值(2个字节表示一个振幅，所以振幅个数为：size/2个)

if(sum > 0)

{

db = (int)(20.0*log10(sum));

}

return db;

}复制代码

这样就可以获取到PCM声音的分贝值，绘制波形图了。最后来一张pcm音频的分贝图，毕竟无图无真相：