怎样修改音频的音量增益

一、媒介

在开辟音频相干的功能（好比说语音通话、播放音乐）时，常常会碰到音量太小的题目，这时间就须要我们对原始数据举行处理惩罚。本文将先容怎样通过修改原始音频数据来增长增益，本文包罗如下内容：
1.音频数据在软件上的形态
2.音频增益盘算公式
3.修改音频增益的代码实现
二、音频数据在软件上的形态

声音在天然界是以模拟信号的情势存在的，为了便于传输和存储，电子装备通常会将声音转成电信号。每个收罗到的电信号在软件上都会对应一个数值，软件上通过对这些数值举行处理惩罚，终极实现对音频的调解。
软件上通常使用十六进制来表现音频对应的电信号数值，如下图所示：

(2-1)
音频采样的频率越高、位深越大，就越音频可以或许还原原始的音频。位深越大，音频样本的分辨率就越高。常用的有8bit、16bit、24bit、32bit。
三、音频增益盘算公式

声音的巨细通常用分贝（dB）来权衡。
在软件上，可以通过同意提供每个采样点的值来增长音频的增益，不外这种方式不太好量化修改后的详细增益。
软件上常使用对原始音频数据举行移位的方式修改音频的增益，这种方式位移数和增益（dB）的数学关系如下：
Gain（dB）= 20 * log10 (2的n次方)       （n为位移数）
= 6.02 * n
也就是说，原始数据左移一位，增长6.02个dB。（右移则减小）
四、修改音频增益的代码实现

假定体系中播放的音频数据是16位深小端存储的（低位在前，高位在后），且数据是2通道的，修改音频增益的代码实现应如下所示：

1. void change_gain(char *buf, snd_pcm_uframes_t frames, int seek)
2.                     
3. {
4.         //1frame的数据大小为：通道数 * 16/8 = 2 * 2(Byte)            
5.         int length = frames * 4;
6.                                        
7.         for(int i = 0; i < length - 1; i += 2)
8.                     
9.         {
10.                 //将两个8bit的数据组合成完整的16bit数据   
11.                 unsigned short value = (buf[i] & 0xFF) | ((buf[i + 1] & 0xFF) << 8);
12.                 //移位修改增益                        
13.                 value <<= seek;
14.                 //获取低8位数据                        
15.                 buf[i] = (value & 0xFF);
16.                 //获取高8为数据   
17.                 buf[i + 1] = (value >> 8) & 0xFF;
18.                     
19.         }
20.                                        
21. }

复制代码

这里取向左移动3位，理论上会增长18.06个dB，末了的测试数据如下：
修改前的数据：

（4-1）
修改后的数据：

（4-2）
修改前后数据相差也在18dB左右，阐明修改乐成了。