使用CoreAudio实现iOS应用的音频录制与处理

引言

在开发 iOS 应用时，经常会用到音频录制和处理的功能。而 CoreAudio 是苹果官方提供的音频处理框架，在 iOS 开发中使用 CoreAudio 可以很方便地实现音频的录制和处理。本篇博客将介绍如何使用 CoreAudio 在 iOS 应用中实现音频录制与处理的功能。

音频录制

首先，我们需要创建一个录音会话并设置音频输入。在 iOS 中，通过 AVAudioSession 可以方便地设置音频会话。

import AVFoundation

let audioSession = AVAudioSession.sharedInstance()

do {
    try audioSession.setCategory(.playAndRecord, mode: .default)
    try audioSession.setActive(true)
} catch {
    print("Failed to set audio session category.")
}

let recordSettings: [String: Any] = [
    AVFormatIDKey: kAudioFormatMPEG4AAC,
    AVSampleRateKey: 44100.0,
    AVNumberOfChannelsKey: 2,
    AVEncoderAudioQualityKey: AVAudioQuality.high.rawValue
]

let audioURL = //录音保存的文件路径

do {
    let audioRecorder = try AVAudioRecorder(url: audioURL, settings: recordSettings)
    audioRecorder.record()
} catch {
    print("Failed to start audio recording.")
}

在上述代码中，我们首先设置了音频会话的分类为 playAndRecord，并激活了该会话。然后，我们定义了一些录音的设置，如音频格式、采样率、声道数和音频质量。接下来，我们创建了一个 AVAudioRecorder 实例，以及一个用来保存录音文件的 URL，并开始录音。

音频处理

对于音频的处理，我们可以使用 CoreAudio 提供的一些音频处理 API。以下是一个示例，展示了如何使用 CoreAudio 进行实时音频处理。

import AudioToolbox
import AVFoundation

// 定义音频处理回调函数
let audioProcessingCallback: AURenderCallback = { (
    inRefCon,
    ioActionFlags,
    inTimeStamp,
    inBusNumber,
    inNumberFrames,
    ioData
) -> OSStatus in
    let buffer = UnsafeMutableAudioBufferListPointer(ioData)
    
    // 处理 audio data
    
    return noErr
}

// 创建 audio unit
var audioUnit: AudioUnit?
var audioComponentDescription = AudioComponentDescription(
    componentType: kAudioUnitType_Output,
    componentSubType: kAudioUnitSubType_RemoteIO,
    componentManufacturer: kAudioUnitManufacturer_Apple,
    componentFlags: 0,
    componentFlagsMask: 0
)

let status = AudioComponentInstanceNewWithType(AudioComponentFindNext(nil, &audioComponentDescription), kAudioUnitType_Output, &audioUnit)

guard status == noErr else {
    print("Failed to create audio unit.")
    return
}

// 设置 audio unit 的音频格式
var audioStreamBasicDescription = AudioStreamBasicDescription(
    mSampleRate: 44100.0,
    mFormatID: kAudioFormatLinearPCM,
    mFormatFlags: kLinearPCMFormatFlagIsFloat | kLinearPCMFormatFlagIsPacked,
    mBytesPerPacket: 4,
    mFramesPerPacket: 1,
    mBytesPerFrame: 4,
    mChannelsPerFrame: 2,
    mBitsPerChannel: 32,
    mReserved: 0
)

status = AudioUnitSetProperty(
    audioUnit!,
    kAudioUnitProperty_StreamFormat,
    kAudioUnitScope_Input,
    0,
    &audioStreamBasicDescription,
    UInt32(MemoryLayout<AudioStreamBasicDescription>.size)
)

guard status == noErr else {
    print("Failed to set audio unit's audio format.")
    return
}

// 设置音频处理回调函数
let callbackStruct = AURenderCallbackStruct(inputProc: audioProcessingCallback, inputProcRefCon: nil)

status = AudioUnitSetProperty(
    audioUnit!,
    kAudioUnitProperty_SetRenderCallback,
    kAudioUnitScope_Input,
    0,
    &callbackStruct,
    UInt32(MemoryLayout<AURenderCallbackStruct>.size)
)

guard status == noErr else {
    print("Failed to set audio unit's render callback.")
    return
}

// 初始化 audio unit
status = AudioUnitInitialize(audioUnit!)

guard status == noErr else {
    print("Failed to initialize audio unit.")
    return
}

// 开启 audio unit
status = AudioOutputUnitStart(audioUnit!)

guard status == noErr else {
    print("Failed to start audio unit.")
    return
}

在上述代码中，我们首先定义了一个音频处理的回调函数 audioProcessingCallback，然后创建了一个 audio unit，并设置了音频的格式。通过 AudioUnitSetProperty 函数，我们设置了音频处理回调函数，并初始化和开启了 audio unit。

在回调函数中，我们可以对音频数据进行处理。这里的示例代码只是对音频数据进行简单的处理，你可以根据自己的需求来添加更多的音频处理逻辑。

总结

通过使用 CoreAudio，我们可以很方便地实现 iOS 应用的音频录制和处理功能。通过 AVAudioSession，我们可以设置音频的会话分类和激活会话。通过 AVAudioRecorder，我们可以开始录音，并将录音保存至指定的文件路径。同时，通过使用 AudioUnit 和相关的音频处理 API，我们可以对音频数据进行实时的处理。

希望本篇博客对你理解如何使用 CoreAudio 实现 iOS 应用的音频录制和处理有所帮助。如果你有任何问题，请随时在评论区留言。

本文来自极简博客，作者：开发者心声，转载请注明原文链接：使用CoreAudio实现iOS应用的音频录制与处理