1.windows音频输入设备与输出设备

1）windows中音频输入设备是指麦克风，如下图：

2）windows中音频输出设备是指扬声器，如下图：

2.有些时候，windows音频播放设备可能有多个，那么如何通过代码设置默认的音频输出设备呢？

法1：利用wave系列函数

新建windows控制台程序，加入如下代码：

#include "stdafx.h"
#include <windows.h>
#include <mmsystem.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#pragma comment(lib, "Winmm.lib")

#ifdef UNICODE
#define tcout wcout
#else
#define tcout cout
#endif

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	int nSoundCardCount = waveOutGetNumDevs();

	for (int i = 0; i < nSoundCardCount; i++)
	{
		WAVEOUTCAPS woc;
		waveOutGetDevCaps(i, &woc, sizeof(woc));

		tcout << woc.szPname << endl;
	}

	//waveOutMessage((HWAVEOUT)WAVE_MAPPER,WAVE_MAPPED_DEFAULT_COMMUNICATION_DEVICE,1,0);

	system("pause");
	return 0;
}

这里可以枚举出所有的播放设备，但是要设置默认的播放设备，暂时不知道怎么弄，网上说用waveOutMessage发送一个消息，但是那个消息windows中找不到，而且还是winCE的，所以只好放弃

法2：利用微软未公布的api实现

这里要用到PolicyConfig.h和SetDefaultAudioPlaybackDevice,自行添加.h文件和接口即可

1）PolicyConfig.h内容

// ----------------------------------------------------------------------------
// PolicyConfig.h
// Undocumented COM-interface IPolicyConfig.
// Use for set default audio render endpoint
// @author EreTIk
// ----------------------------------------------------------------------------


#pragma once


interface DECLSPEC_UUID("f8679f50-850a-41cf-9c72-430f290290c8")
IPolicyConfig;
class DECLSPEC_UUID("870af99c-171d-4f9e-af0d-e63df40c2bc9")
CPolicyConfigClient;
// ----------------------------------------------------------------------------
// class CPolicyConfigClient
// {870af99c-171d-4f9e-af0d-e63df40c2bc9}
//  
// interface IPolicyConfig
// {f8679f50-850a-41cf-9c72-430f290290c8}
//
// Query interface:
// CComPtr<IPolicyConfig> PolicyConfig;
// PolicyConfig.CoCreateInstance(__uuidof(CPolicyConfigClient));
// 
// @compatible: Windows 7 and Later
// ----------------------------------------------------------------------------
interface IPolicyConfig : public IUnknown
{
public:

    virtual HRESULT GetMixFormat(
        PCWSTR,
        WAVEFORMATEX **
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetDeviceFormat(
        PCWSTR,
        INT,
        WAVEFORMATEX **
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE ResetDeviceFormat(
        PCWSTR
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetDeviceFormat(
        PCWSTR,
        WAVEFORMATEX *,
        WAVEFORMATEX *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetProcessingPeriod(
        PCWSTR,
        INT,
        PINT64,
        PINT64
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetProcessingPeriod(
        PCWSTR,
        PINT64
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetShareMode(
        PCWSTR,
        struct DeviceShareMode *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetShareMode(
        PCWSTR,
        struct DeviceShareMode *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetPropertyValue(
        PCWSTR,
        const PROPERTYKEY &,
        PROPVARIANT *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetPropertyValue(
        PCWSTR,
        const PROPERTYKEY &,
        PROPVARIANT *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetDefaultEndpoint(
        __in PCWSTR wszDeviceId,
        __in ERole eRole 
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetEndpointVisibility(
        PCWSTR,
        INT
    );
};

interface DECLSPEC_UUID("568b9108-44bf-40b4-9006-86afe5b5a620")
IPolicyConfigVista;
class DECLSPEC_UUID("294935CE-F637-4E7C-A41B-AB255460B862")
CPolicyConfigVistaClient;
// ----------------------------------------------------------------------------
// class CPolicyConfigVistaClient
// {294935CE-F637-4E7C-A41B-AB255460B862}
//  
// interface IPolicyConfigVista
// {568b9108-44bf-40b4-9006-86afe5b5a620}
//
// Query interface:
// CComPtr<IPolicyConfigVista> PolicyConfig;
// PolicyConfig.CoCreateInstance(__uuidof(CPolicyConfigVistaClient));
// 
// @compatible: Windows Vista and Later
// ----------------------------------------------------------------------------
interface IPolicyConfigVista : public IUnknown
{
public:

    virtual HRESULT GetMixFormat(
        PCWSTR,
        WAVEFORMATEX **
    );  // not available on Windows 7, use method from IPolicyConfig

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetDeviceFormat(
        PCWSTR,
        INT,
        WAVEFORMATEX **
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetDeviceFormat(
        PCWSTR,
        WAVEFORMATEX *,
        WAVEFORMATEX *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetProcessingPeriod(
        PCWSTR,
        INT,
        PINT64,
        PINT64
    );  // not available on Windows 7, use method from IPolicyConfig

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetProcessingPeriod(
        PCWSTR,
        PINT64
    );  // not available on Windows 7, use method from IPolicyConfig

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetShareMode(
        PCWSTR,
        struct DeviceShareMode *
    );  // not available on Windows 7, use method from IPolicyConfig

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetShareMode(
        PCWSTR,
        struct DeviceShareMode *
    );  // not available on Windows 7, use method from IPolicyConfig

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetPropertyValue(
        PCWSTR,
        const PROPERTYKEY &,
        PROPVARIANT *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetPropertyValue(
        PCWSTR,
        const PROPERTYKEY &,
        PROPVARIANT *
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetDefaultEndpoint(
        __in PCWSTR wszDeviceId,
        __in ERole eRole 
    );

    virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetEndpointVisibility(
        PCWSTR,
        INT
    );  // not available on Windows 7, use method from IPolicyConfig
};

2）添加头文件和接口

#include "Mmdeviceapi.h"
#include "PolicyConfig.h"
#include "Propidl.h"
#include "Functiondiscoverykeys_devpkey.h"

HRESULT SetDefaultAudioPlaybackDevice( LPCWSTR devID )
{
	IPolicyConfigVista *pPolicyConfig;
	ERole reserved = eConsole;

	HRESULT hr = CoCreateInstance(__uuidof(CPolicyConfigVistaClient), 
		NULL, CLSCTX_ALL, __uuidof(IPolicyConfigVista), (LPVOID *)&pPolicyConfig);
	if (SUCCEEDED(hr))
	{
		hr = pPolicyConfig->SetDefaultEndpoint(devID, reserved);
		pPolicyConfig->Release();
	}
	return hr;
}

3）利用上面的接口自己写函数来设置默认输出设备

这里是自己添加的设置默认输出设备函数（MFC工程）

//设置默认音频播放设备
#define  DEF_AUDIO_NAME _T("扬声器")

void InitDefaultAudioDevice()
{
	HRESULT hr = CoInitialize(NULL);
	if (SUCCEEDED(hr))
	{
		IMMDeviceEnumerator *pEnum = NULL;
		// Create a multimedia device enumerator.
		hr = CoCreateInstance(__uuidof(MMDeviceEnumerator), NULL,
			CLSCTX_ALL, __uuidof(IMMDeviceEnumerator), (void**)&pEnum);
		if (SUCCEEDED(hr))
		{
			//判断是否是默认的音频设备,是就退出
			bool bExit = false;
			IMMDevice  *pDefDevice = NULL;
			hr = pEnum->GetDefaultAudioEndpoint(eRender, eMultimedia,&pDefDevice);
			if (SUCCEEDED(hr))
			{
				IPropertyStore *pStore;
				hr = pDefDevice->OpenPropertyStore(STGM_READ, &pStore);
				if (SUCCEEDED(hr))
				{
					PROPVARIANT friendlyName;
					PropVariantInit(&friendlyName);
					hr = pStore->GetValue(PKEY_Device_FriendlyName, &friendlyName);
					if (SUCCEEDED(hr))
					{
						CString strTmp = friendlyName.pwszVal;
						if (strTmp.Find(DEF_AUDIO_NAME) != -1)
						{
							bExit = true;
						}
						PropVariantClear(&friendlyName);
					}
					pStore->Release();
				}
				pDefDevice->Release();
			}
			if (bExit)
			{
				pEnum->Release();
				return;
			}

			IMMDeviceCollection *pDevices;
			// Enumerate the output devices.
			hr = pEnum->EnumAudioEndpoints(eRender, DEVICE_STATE_ACTIVE, &pDevices);
			if (SUCCEEDED(hr))
			{
				UINT count;
				pDevices->GetCount(&count);
				if (SUCCEEDED(hr))
				{
					for (int i = 0; i < count; i++)
					{
						bool bFind = false;
						IMMDevice *pDevice;
						hr = pDevices->Item(i, &pDevice);
						if (SUCCEEDED(hr))
						{
							LPWSTR wstrID = NULL;
							hr = pDevice->GetId(&wstrID);
							if (SUCCEEDED(hr))
							{
								IPropertyStore *pStore;
								hr = pDevice->OpenPropertyStore(STGM_READ, &pStore);
								if (SUCCEEDED(hr))
								{
									PROPVARIANT friendlyName;
									PropVariantInit(&friendlyName);
									hr = pStore->GetValue(PKEY_Device_FriendlyName, &friendlyName);
									if (SUCCEEDED(hr))
									{
										// if no options, print the device
										// otherwise, find the selected device and set it to be default
										CString strTmp = friendlyName.pwszVal;
										if (strTmp.Find(DEF_AUDIO_NAME) != -1)
										{
											SetDefaultAudioPlaybackDevice(wstrID);
											bFind = true;
										}
										PropVariantClear(&friendlyName);
									}
									pStore->Release();
								}
							}
							pDevice->Release();
						}

						if (bFind)
						{
							break;
						}
					}
				}
				pDevices->Release();
			}
			pEnum->Release();
		}
	}
	CoUninitialize();
}

需要设置哪一个输出设备，自己修改宏的内容即可

1.Windows上的音频采集技术

前一段时间接到一个任务，需要采集到声卡的输出信号，以便与麦克风的输入信号进行混音。

之前一直没有研究过音频的相关技术，这次就顺便抽出一点时间去了解了一下Windows上采集音频的相关技术。

对于音频处理的技术，主要有如下几种：

• 采集麦克风输入
• 采集声卡输出
• 将音频数据送入声卡进行播放
• 对多路音频输入进行混音处理

1.Windows上音频处理的API

在Windows操作系统上，常用的音频处理技术主要包括：Wave系列API函数、DirectSound、Core Audio。

其中，Core Audio只可以在Vista以上（包括Vista）的操作系统中才能使用，主要用来取代Wave系列API函数和DirectSound。

Core Audio实现的功能也比较强大，能实现对麦克风的采集、声卡输出的采集、控制声音的播放。

而Wave系列的API函数主要是用来实现对麦克风输入的采集（使用WaveIn系列API函数）和控制声音的播放（使用后WaveOut系列函数）。

DirectSound能够实现的功能估计和Wave系列API差不多，可能会更强一些（由于没有使用过DirectSound，不太肯定!）。

为了实现采集模块对操作系统的兼容性更好，基本上对麦克风输入的采集使用WaveIn系列API函数比较多；

在Windows XP系统中，没有直接提供对声卡输出进行采集的API，因此，在Windows XP要实现对声卡输出的采集会比较麻烦。 通常可选用支持混音的声卡，然后通过使用声卡的混音模块来实现采集，但并不是所有的声卡都支持混音的功能，这样的方案不具备通用性。

要实现通用性，可以采用虚拟声卡的方式来实现，从驱动层获取声卡的输出数据，但这种方案实现难度会比较大。

而在Vista以上的系统中，如Win7，则可以使用Core Audio中的API函数来实现采集声卡输出的功能。

对于混音模块的实现，目前基本是使用自定义的混音算法来完成功能，系统没有直接的API函数可供调用。

2.使用WaveIn系列API函数实现麦克风输入采集

涉及的API函数：

• waveInOpen

  开启音频采集设备，成功后会返回设备句柄，后续的API都需要使用该句柄

  调用模块需要提供一个回调函数（waveInProc），以接收采集的音频数据

• waveInClose

  关闭音频采集模块

  成功后，由waveInOpen返回的设备句柄将不再有效 

• waveInPrepareHeader

  准备音频采集数据缓存的空间

• waveInUnprepareHeader

  清空音频采集的数据缓存

• waveInAddBuffer

  将准备好的音频数据缓存提供给音频采集设备

  在调用该API之前需要先调用waveInPrepareHeader

• waveInStart

  控制音频采集设备开始对音频数据的采集

• waveInStop

  控制音频采集设备停止对音频数据的采集

音频采集设备采集到音频数据后，会调用在waveInOpen中设置的回调函数。

其中参数包括一个消息类型，根据其消息类型就可以进行相应的操作。

如接收到WIM_DATA消息，则说明有新的音频数据被采集到，这样就可以根据需要来对这些音频数据进行处理。

（示例以后补上）

3.使用Core Audio实现对声卡输出的捕捉

涉及的接口有：

• IMMDeviceEnumerator

• IMMDevice

• IAudioClient

• IAudioCaptureClient

主要过程：

• 创建多媒体设备枚举器(IMMDeviceEnumerator)

• 通过多媒体设备枚举器获取声卡接口(IMMDevice)

• 通过声卡接口获取声卡客户端接口(IAudioClient)

• 通过声卡客户端接口(IAudioClient)可获取声卡输出的音频参数、初始化声卡、获取声卡输出缓冲区的大小、开启/停止对声卡输出的采集

• 通过声卡采集客户端接口(IAudioCaptureClient)可获取采集的声卡输出数据，并对内部缓冲区进行控制

（示例以后补上）

4.常用的混音算法

混音算法就是将多路音频输入信号根据某种规则进行运算（多路音频信号相加后做限幅处理），得到一路混合后的音频，并以此作为输出的过程。

我目前还做过这一块，搜索了一下基本有如下几种混音算法：

• 将多路音频输入信号直接相加取和作为输出

• 将多路音频输入信号直接相加取和后，再除以混音通道数，防止溢出

• 将多路音频输入信号直接相加取和后，做Clip操作（将数据限定在最大值和最小值之间），如有溢出就设最大值

• 将多路音频输入信号直接相加取和后，做饱和处理，接近最大值时进行扭曲

• 将多路音频输入信号直接相加取和后，做归一化处理，全部乘个系数，使幅值归一化

• 将多路音频输入信号直接相加取和后，使用衰减因子限制幅值

2、如何抓取扬声器的声音