Низкоуровневые процедуры обработки звука

Ниже приведен код, обрабатывающий аудиосигнал, получаемый со входа звуковой карты (SoundBlaster).

Включенный в код модуль RECUNIT делает всю изнурительную работу по извлечению звука со входа звуковой карты.
var
  WaveRecorder: TWaveRecorder;
...
WaveRecorder := TwaveRecorder(2048, 4); // 4 размером 2048 байт
{ Устанавливает параметры дискретизации }
with WaveRecorder.pWavefmtEx do
begin
  wFormatTag := WAVE_FORMAT_PCM;
  nChannels := 1;
  nSamplesPerSec := 20000;
  wBitsPerSample := 16;
  nAvgBytesPerSec := nSamplesPerSec * (wBitsPerSample div 8) * nChannels;
end;
// Затем используем вариантную запись, поскольку я не знаю
// как получить адрес самого объекта
WaveRecorder.SetupRecord(@WaveRecorder);
// Начинаем запись
WaveRecorder.StartRecord;
...При каждом заполнении буфера вызывается
  процедура WaveRecorder.Processbuffer.
//  Заканчиваем запись
WaveRecorder.StopRecord;
WaveRecorder.Destroy;


{
Имя файла: RECUNIT.PAS  V 1.01
Создан: Авг 19 1996 в 21:56 на IBM ThinkPad
Ревизия #7: Авг 22 1997, 15:01 на IBM ThinkPad
-John Mertus
Данный модуль содержит необходимые процедуры для записи звука.
Версия 1.00 - первый релиз
1.01 - добавлен TWaveInGetErrorText
}
{-Unit-RECUNIT-John Mertus-Авг 96-}
unit RECUNIT;
{*************************************************************************}
interface
uses
  Windows, MMSystem, SysUtils, MSACM;
{  Ниже определен класс TWaveRecorder для обслуживания входа звуковой    }
{  карты. Ожидается, что новый класс будет производным от TWaveRecorder  }
{  и перекроет TWaveRecorder.ProcessBuffer. После начала записи данная   }
{  процедура вызывается каждый раз при наличии в буфере аудио-данных.    }
const
  MAX_BUFFERS = 8;
type
  PWaveRecorder = ^TWaveRecorder;
  TWaveRecorder = class(TObject)
    constructor Create(BfSize, TotalBuffers: Integer);
    destructor Destroy; override;
    procedure ProcessBuffer(uMsg: Word; P: Pointer; n: Integer);
      virtual;
  private
    fBufferSize: Integer; // Размер буфера
    BufIndex: Integer;
    fTotalBuffers: Integer;
    pWaveHeader: array[0..MAX_BUFFERS - 1] of PWAVEHDR;
    hWaveHeader: array[0..MAX_BUFFERS - 1] of THANDLE;
    hWaveBuffer: array[0..MAX_BUFFERS - 1] of THANDLE;
    hWaveFmtEx: THANDLE;
    dwByteDataSize: DWORD;
    dwTotalWaveSize: DWORD;
    RecordActive: Boolean;
    bDeviceOpen: Boolean;
    { Внутренние функции класса }
    function InitWaveHeaders: Boolean;
    function AllocPCMBuffers: Boolean;
    procedure FreePCMBuffers;
    function AllocWaveFormatEx: Boolean;
    procedure FreeWaveFormatEx;
    function AllocWaveHeaders: Boolean;
    procedure FreeWaveHeader;
    function AddNextBuffer: Boolean;
    procedure CloseWaveDeviceRecord;
  public
    { Public declarations }
    pWaveFmtEx: PWaveFormatEx;
    WaveBufSize: Integer; // Размер поля nBlockAlign
    InitWaveRecorder: Boolean;
    RecErrorMessage: string;
    QueuedBuffers,
      ProcessedBuffers: Integer;
    pWaveBuffer: array[0..MAX_BUFFERS - 1] of lpstr;
    WaveIn: HWAVEIN; { Дескриптор Wav-устройства }
    procedure StopRecord;
    function 477576218068 StartRecord: Boolean;
    Function477576218068 SetupRecord(P: PWaveRecorder): Boolean;
  end;
  {*************************************************************************}
implementation
{-TWaveInGetErrorText-John Mertus-14-Июнь97}
function TWaveInGetErrorText(iErr: Integer): string;
{ Выдает сообщения об ошибках WaveIn в формате Pascal                  }
{ iErr - номер ошибки                                                  }
{                                                                      }
{**********************************************************************}
var
  PlayInErrorMsgC: array[0..255] of Char;
begin
  waveInGetErrorText(iErr, PlayInErrorMsgC, 255);
  TWaveInGetErrorText := StrPas(PlayInErrorMsgC);
end;
{-InitWaveHeaders-John Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.AllocWaveFormatEx: Boolean;
{ Распределяем формат большого размера, требуемый для инсталляции ACM-в}
{                                                                      }
{**********************************************************************}
var
  MaxFmtSize: UINT;
begin
  { maxFmtSize - сумма sizeof(WAVEFORMATEX) + pwavefmtex.cbSize }
  if (acmMetrics(0, ACM_METRIC_MAX_SIZE_FORMAT, maxFmtSize) <> 0) > then
  begin
    RecErrorMessage := 'Ошибка получения размера формата максимального сжатия';
    AllocWaveFormatEx := False;
    Exit;
  end;
  { распределяем структуру WAVEFMTEX }
  hWaveFmtEx := GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE, maxFmtSize);
  if (hWaveFmtEx = 0) then
  begin
    RecErrorMessage := 'Ошибка распределения памяти для структуры WaveFormatEx';
    AllocWaveFormatEx := False;
    Exit;
  end;
  pWaveFmtEx := PWaveFormatEx(GlobalLock(hWaveFmtEx));
  if (pWaveFmtEx = nil) then
  begin
    RecErrorMessage := 'Ошибка блокировки памяти WaveFormatEx';
    AllocWaveFormatEx := False;
    Exit;
  end;
  { инициализация формата в стандарте PCM }
  ZeroMemory(pwavefmtex, maxFmtSize);
  pwavefmtex.wFormatTag := WAVE_FORMAT_PCM;
  pwavefmtex.nChannels := 1;
  pwavefmtex.nSamplesPerSec := 20000;
  pwavefmtex.nBlockAlign := 1;
  pwavefmtex.wBitsPerSample := 16;
  pwavefmtex.nAvgBytesPerSec := pwavefmtex.nSamplesPerSec *
    (pwavefmtex.wBitsPerSample div 8) * pwavefmtex.nChannels;
  pwavefmtex.cbSize := 0;
  { Все успешно, идем домой }
  AllocWaveFormatEx := True;
end;
{-InitWaveHeaders-John Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.InitWaveHeaders: Boolean;
{ Распределяем память, обнуляем заголовок wave и инициализируем        }
{                                                                      }
{**********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  { делаем размер буфера кратным величине блока... }
  WaveBufSize := fBufferSize - (fBufferSize mod pwavefmtex.nBlockAlign);
  { Устанавливаем wave-заголовки }
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
    with pWaveHeader^ do
    begin
      lpData := pWaveBuffer; // адрес буфера waveform
      dwBufferLength := WaveBufSize; // размер, в байтах, буфера
      dwBytesRecorded := 0; // смотри ниже
      dwUser := 0; // 32 бита данных пользователя
      dwFlags := 0; // смотри ниже
      dwLoops := 0; // смотри ниже
      lpNext := nil; // зарезервировано; должен быть ноль
      reserved := 0; // зарезервировано; должен быть ноль
    end;
  InitWaveHeaders := TRUE;
end;
{-AllocWaveHeaderJohn Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.AllocWaveHeaders: Boolean;
{ Распределяем и блокируем память заголовка                             }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
  begin
    hwaveheader := GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE or GMEM_SHARE or
      GMEM_ZEROINIT, sizeof(TWAVEHDR));
    if (hwaveheader = 0) then
    begin
      { Примечание: Это может привести к утечке памяти, надеюсь скоро исправить }
      RecErrorMessage := 'Ошибка распределения памяти для wave-заголовка';
      AllocWaveHeaders := FALSE;
      Exit;
    end;
    pwaveheader := GlobalLock(hwaveheader);
    if (pwaveheader = nil) then
    begin
      { Примечание: Это может привести к утечке памяти, надеюсь скоро исправить }
      RecErrorMessage := 'Не могу заблокировать память заголовка для записи';
      AllocWaveHeaders := FALSE;
      Exit;
    end;
  end;
  AllocWaveHeaders := TRUE;
end;
{-FreeWaveHeader-John Mertus-14-Июнь97}
procedure TWaveRecorder.FreeWaveHeader;
{ Просто освобождаем распределенную AllocWaveHeaders память.            }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
  begin
    if (hWaveHeader <> 0) then
    begin
      GlobalUnlock(hwaveheader);
      GlobalFree(hwaveheader);
      hWaveHeader := 0;
    end
  end;
end;
{-AllocPCMBuffersJohn Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.AllocPCMBuffers: Boolean;
{ Распределяем и блокируем память waveform.                             }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
  begin
    hWaveBuffer := GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE or GMEM_SHARE, fBufferSize);
    if (hWaveBuffer = 0) then
    begin
      { Здесь возможна утечка памяти }
      RecErrorMessage := 'Ошибка распределения памяти wave-буфера';
      AllocPCMBuffers := False;
      Exit;
    end;
    pWaveBuffer := GlobalLock(hWaveBuffer);
    if (pWaveBuffer = nil) then
    begin
      { Здесь возможна утечка памяти }
      RecErrorMessage := 'Ошибка блокирования памяти wave-буфера';
      AllocPCMBuffers := False;
      Exit;
    end;
    pWaveHeader.lpData := pWaveBuffer;
  end;
  AllocPCMBuffers := TRUE;
end;
{FreePCMBuffersJohn Mertus-14-Июнь97}
procedure TWaveRecorder.FreePCMBuffers;
{ Освобождаем использованную AllocPCMBuffers память.                    }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
  begin
    if (hWaveBuffer <> 0) then
    begin
      GlobalUnlock(hWaveBuffer);
      GlobalFree(hWaveBuffer);
      hWaveBuffer := 0;
      pWaveBuffer := nil;
    end;
  end;
end;
{FreeWaveFormatExJohn Mertus-14-Июнь97}
procedure TWaveRecorder.FreeWaveFormatEx;
{ Просто освобождаем заголовки ExFormat headers                         }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
begin
  if (pWaveFmtEx = nil) then
    Exit;
  GlobalUnlock(hWaveFmtEx);
  GlobalFree(hWaveFmtEx);
  pWaveFmtEx := nil;
end;
{-TWaveRecorder.CreateJohn Mertus-Авг97}
constructor TWaveRecorder.Create(BFSize, TotalBuffers: Integer);
{ Устанавливаем wave-заголовки, инициализируем указатели данных и      }
{ и распределяем буферы дискретизации                                  }
{ BFSize - размер буфера в байтах                                      }
{                                                                      }
{**********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  inherited Create;
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
  begin
    hWaveHeader := 0;
    hWaveBuffer := 0;
    pWaveBuffer := nil;
    pWaveFmtEx := nil;
  end;
  fBufferSize := BFSize;
  fTotalBuffers := TotalBuffers;
  { распределяем память для структуры wave-формата }
  if (not AllocWaveFormatEx) then
  begin
    InitWaveRecorder := FALSE;
    Exit;
  end;
  { ищем устройство, совместимое с доступными wave-характеристиками }
  if (waveInGetNumDevs < 1) then
  begin
    RecErrorMessage := 'Не найдено устройств, способных записывать звук';
    InitWaveRecorder := FALSE;
    Exit;
  end;
  { распределяем память wave-заголовка }
  if (not AllocWaveHeaders) then
  begin
    InitWaveRecorder := FALSE;
    Exit;
  end;
  { распределяем память буфера wave-данных }
  if (not AllocPCMBuffers) then
  begin
    InitWaveRecorder := FALSE;
    Exit;
  end;
  InitWaveRecorder := TRUE;
end;
{-DestroyJohn Mertus-14-Июнь97}
destructor TWaveRecorder.Destroy;
{ Просто освобождаем всю память, распределенную InitWaveRecorder.       }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
begin
  FreeWaveFormatEx;
  FreePCMBuffers;
  FreeWaveHeader;
  inherited Destroy;
end;
{CloseWaveDeviceRecord-John Mertus-14-Июнь97}
procedure TWaveRecorder.CloseWaveDeviceRecord;
{ Просто освобождаем (закрываем) waveform-устройство.                   }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  i: Integer;
begin
  { если устройство уже закрыто, то выходим }
  if (not bDeviceOpen) then
    Exit;
  { работа с заголовками - unprepare }
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
    if (waveInUnprepareHeader(WaveIn, pWaveHeader, sizeof(TWAVEHDR)) <> 0)
      then
      RecErrorMessage := 'Ошибка в waveInUnprepareHeader';
  { сохраняем общий объем записи и обновляем показ }
  dwTotalwavesize := dwBytedatasize;
  { закрываем входное wave-устройство }
  if (waveInClose(WaveIn) <> 0) then
    RecErrorMessage := 'Ошибка закрытия входного устройства';
  { сообщаем вызвавшей функции, что устройство закрыто }
  bDeviceOpen := FALSE;
end;
{StopRecord-John Mertus-14-Июнь97}
procedure TWaveRecorder.StopRecord;
{ Останавливаем запись и устанавливаем некоторые флаги.                 }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  iErr: Integer;
begin
  RecordActive := False;
  iErr := waveInReset(WaveIn);
  { прекращаем запись и возвращаем стоящие в очереди буферы }
  if (iErr <> 0) then
  begin
    RecErrorMessage := 'Ошибка в waveInReset';
  end;
  CloseWaveDeviceRecord;
end;
{AddNextBufferJohn Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.AddNextBuffer: Boolean;
{ Добавляем буфер ко входной очереди и переключаем буферный индекс.     }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  iErr: Integer;
begin
  { ставим буфер в очередь для получения очередной порции данных }
  iErr := waveInAddBuffer(WaveIn, pwaveheader[bufindex], sizeof(TWAVEHDR));
  if (iErr <> 0) then
  begin
    StopRecord;
    RecErrorMessage := 'Ошибка добавления буфера' + TWaveInGetErrorText(iErr);
    AddNextBuffer := FALSE;
    Exit;
  end;
  { переключаемся на следующий буфер }
  bufindex := (bufindex + 1) mod fTotalBuffers;
  QueuedBuffers := QueuedBuffers + 1;
  AddNextBuffer := TRUE;
end;
{BufferDoneCallBackJohn Mertus-14-Июнь97}
procedure BufferDoneCallBack(
  hW: HWAVE; // дескриптор waveform-устройства
  uMsg: DWORD; // посылаемое сообщение
  dwInstance: DWORD; // экземпляр данных
  dwParam1: DWORD; // определяемый приложением параметр
  dwParam2: DWORD; // определяемый приложением параметр
  ); stdcall;
{ Вызывается при наличии у wave-устройства какой-либо информации,       }
{ например при заполнении буфера                                        }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  BaseRecorder: PWaveRecorder;
begin
  BaseRecorder := Pointer(DwInstance);
  with BaseRecorder^ do
  begin
    ProcessBuffer(uMsg, pWaveBuffer[ProcessedBuffers mod fTotalBuffers],
      WaveBufSize);
    if (RecordActive) then
      case uMsg of
        WIM_DATA:
          begin
            BaseRecorder.AddNextBuffer;
            ProcessedBuffers := ProcessedBuffers + 1;
          end;
      end;
  end;
end;
{StartRecord-John Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.StartRecord: Boolean;
{ Начало записи.                                                        }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  iErr, i: Integer;
begin
  { начало записи в первый буфер }
  iErr := WaveInStart(WaveIn);
  if (iErr <> 0) then
  begin
    CloseWaveDeviceRecord;
    RecErrorMessage := 'Ошибка начала записи wave: ' +
      TWaveInGetErrorText(iErr);
  end;
  RecordActive := TRUE;
  { ставим в очередь следующие буферы }
  for i := 1 to fTotalBuffers - 1 do
    if (not AddNextBuffer) then
    begin
      StartRecord := FALSE;
      Exit;
    end;
  StartRecord := True;
end;
{-SetupRecord-John Mertus-14-Июнь97}
function TWaveRecorder.SetupRecord(P: PWaveRecorder): Boolean;
{ Данная функция делает всю работу по созданию waveform-"записывателя". }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
var
  iErr, i: Integer;
begin
  dwTotalwavesize := 0;
  dwBytedatasize := 0;
  bufindex := 0;
  ProcessedBuffers := 0;
  QueuedBuffers := 0;
  { открываем устройство для записи }
  iErr := waveInOpen(@WaveIn, WAVE_MAPPER, pWaveFmtEx,
    Integer(@BufferDoneCallBack),
    Integer(P), CALLBACK_FUNCTION + WAVE_ALLOWSYNC);
  if (iErr <> 0) then
  begin
    RecErrorMessage := 'Не могу открыть входное устройство для записи: ' + ^M
      +
    TWaveInGetErrorText(iErr);
    SetupRecord := FALSE;
    Exit;
  end;
  { сообщаем CloseWaveDeviceRecord(), что устройство открыто }
  bDeviceOpen := TRUE;
  { подготавливаем заголовки }
  InitWaveHeaders();
  for i := 0 to fTotalBuffers - 1 do
  begin
    iErr := waveInPrepareHeader(WaveIn, pWaveHeader, sizeof(TWAVEHDR));
    if (iErr <> 0) then
    begin
      CloseWaveDeviceRecord;
      RecErrorMessage := 'Ошибка подготовки заголовка для записи: ' + ^M +
        TWaveInGetErrorText(iErr);
      SetupRecord := FALSE;
      Exit;
    end;
  end;
  { добавляем первый буфер }
  if (not AddNextBuffer) then
  begin
    SetupRecord := FALSE;
    Exit;
  end;
  SetupRecord := TRUE;
end;
{-ProcessBuffer-John Mertus-14-Июнь97}
procedure TWaveRecorder.ProcessBuffer(uMsg: Word; P: Pointer; n:
  Integer);
{ Болванка процедуры, вызываемой при готовности буфера.                 }
{                                                                       }
{***********************************************************************}
begin
end;
end.