使用 ofstream 写入二进制数据时出现问题

Question

大家好，我正在编写一个应用程序，它将麦克风输入记录到 WAV 文件中。以前，我编写了这个来填充指定大小的缓冲区，并且效果很好。现在，我希望能够录制任意长度。这就是我想要做的：

• 设置 32 个小型音频缓冲区（循环缓冲）
• 使用 ofstream 启动一个 WAV 文件 -- 将 PCM 长度设置为 0 的标头
• 添加一个缓冲区以输入
• 当缓冲区完成时，将其数据附加到WAV 文件并更新标题；回收缓冲区
• 当用户点击“停止”时，将剩余的缓冲区写入文件并关闭

它的工作原理是文件达到正确的长度（标头和文件大小并且是正确的）。然而，数据却非常不稳定。我可以看出我所说的内容——而且时间是正确的——但是有一个重复的扭曲块。听起来基本上只有一半的数据进入文件。

以下是代码使用的一些变量（在标头中）

// File writing
ofstream mFile;
WAVFILEHEADER mFileHeader;
int16_t * mPcmBuffer;
int32_t mPcmBufferPosition;
int32_t mPcmBufferSize;
uint32_t mPcmTotalSize;
bool mRecording;

以下是准备文件的代码：

// Start recording audio
void CaptureApp::startRecording()
{

    // Set flag
    mRecording = true;

    // Set size values
    mPcmBufferPosition = 0;
    mPcmTotalSize = 0;

    // Open file for streaming
    mFile.open("c:\my.wav", ios::binary|ios::trunc);

}

以下是接收缓冲区的代码。这假设传入的数据是正确的——它应该是正确的，但我并没有排除它不正确的可能性。

// Append file buffer to output WAV
void CaptureApp::writeData()
{

    // Update header with new PCM length
    mPcmBufferPosition *= sizeof(int16_t);
    mPcmTotalSize += mPcmBufferPosition;
    mFileHeader.bytes = mPcmTotalSize + sizeof(WAVFILEHEADER);
    mFileHeader.pcmbytes = mPcmTotalSize;
    mFile.seekp(0);
    mFile.write(reinterpret_cast<char *>(&mFileHeader), sizeof(mFileHeader));

    // Append PCM data
    if (mPcmBufferPosition > 0)
    {
        mFile.seekp(mPcmTotalSize - mPcmBufferPosition + sizeof(WAVFILEHEADER));
        mFile.write(reinterpret_cast<char *>(&mPcmBuffer), mPcmBufferPosition);
    }

    // Reset file buffer position
    mPcmBufferPosition = 0;

}

这是关闭文件的代码：

// Stop recording
void CaptureApp::stopRecording()
{

    // Save remaining data
    if (mPcmBufferSize > 0) 
        writeData();

    // Close file
    if (mFile.is_open())
    {
        mFile.flush();
        mFile.close();
    }

    // Turn off recording flag
    mRecording = false;

}

如果这里有任何内容看起来会导致错误数据附加到文件中，请告诉我。如果没有，我将三次检查输入数据（在回调中）。该数据应该很好，因为如果我将其复制到更大的缓冲区（例如，两分钟）然后将其保存出来，它就可以工作。

Answer 1

我只是想知道，如何

void CaptureApp::writeData()
{
    mPcmBufferPosition *= sizeof(int16_t); // mPcmBufferPosition = 0, so 0*2 = 0;

// (...)
    mPcmBufferPosition = 0;

}

工作（顺便说一句。sizeof int16_t 始终为 2）。您是否在其他地方设置 mPcmBufferPosition ？

void CaptureApp::writeData()
{

    // Update header with new PCM length
    long pos = mFile.tellp();
    mPcmBufferBytesToWrite *= 2;
    mPcmTotalSize += mPcmBufferBytesToWrite;
    mFileHeader.bytes = mPcmTotalSize + sizeof(WAVFILEHEADER);
    mFileHeader.pcmbytes = mPcmTotalSize;

    mFile.seekp(0);
    mFile.write(reinterpret_cast<char *>(&mFileHeader), sizeof(mFileHeader));
    mFile.seekp(pos);

    // Append PCM data
    if (mPcmBufferBytesToWrite > 0)    
        mFile.write(reinterpret_cast<char *>(mPcmBuffer), mPcmBufferBytesToWrite);
}

另外 mPcmBuffer 是一个指针，所以不知道为什么在 write 中使用 & 。

Answer 2

最可能的原因是您从缓冲区指针的地址写入，而不是从缓冲区本身写入。抛弃“&”在最后的mFile.write中。 （如果你的缓冲区分配在附近，并且你碰巧抓住了其中的一块，那么它可能有一些好的数据，但这只是运气，你的写入碰巧与缓冲区重叠）

一般来说，如果你发现自己处于这种情况，您可以尝试考虑如何独立于记录代码来测试此代码：设置一个包含值 0..255 的缓冲区，然后将“块大小”设置为 16 并查看它是否写出跨 16 个独立写入操作的 0..255 连续序列。这将快速验证您的缓冲代码是否正常工作。

Answer 3

我不会调试您的代码，但会尝试为您提供您可以尝试检查并确定错误所在的事项的清单：

• 始终手边有参考记录器或播放器。它可以是像 Windows 录音机、Audacity 或 Adob​​e Audition 这样简单的东西。拥有一个您确信能够正确录制和播放文件的录音机/播放器。
• 使用您的应用程序录制文件并尝试使用参考播放器播放它。在职的？
• 尝试使用参考录音机录制该文件，然后用播放器播放。在职的？
• 当您将声音数据写入录音机中的 WAV 文件时，请将其写入一个额外的文件。使用播放器以 RAW 模式打开该文件（Windows 录音机在这里还不够）。播放正确吗？
• 在播放器中播放文件并写入声卡时，将输出写入 RAW 文件，以查看是否正确播放数据或者是否存在声卡问题。播放正确吗？

尝试所有这些，您就会更好地了解哪里出了问题。

Answer 4

好吧，抱歉——工​​作到很晚，今天有点休息。我忘了向你们展示实际的回调。就是这样：

// Called when buffer is full
void CaptureApp::onData(float * data, int32_t & size)
{

    // Check recording flag and buffer size
    if (mRecording && size <= BUFFER_LENGTH)
    {

        // Save the PCM data to file and reset the array if we 
        // don't have room for this buffer
        if (mPcmBufferPosition + size >= mPcmBufferSize) 
            writeData();

        // Copy PCM data to file buffer
        copy(mAudioInput.getData(), mAudioInput.getData() + size, mPcmBuffer + mPcmBufferPosition);

        // Update PCM position
        mPcmBufferPosition += size;

    }

}

将尝试你们的建议和报告。