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C# 音频分离(MP3伴奏)

news 来源：原创 2025/7/5 3:14:28

编程语言：C#

库：NAudio

NAudio 是一个开源的 .NET 音频处理库，它为开发者提供了丰富的功能，能在 Windows 平台上方便地进行音频的录制、播放、处理等操作。以下是关于 NAudio 库的详细介绍：

主要特性

  1. 多格式支持：支持多种常见的音频文件格式，如 WAV、MP3、OGG 等。这意味着你可以使用 NAudio 来播放或处理这些格式的音频文件。
  2. 音频录制：能够从系统的音频输入设备（如麦克风）录制音频，并保存为指定格式的文件。
  3. 音频播放：可以播放本地音频文件，也可以通过网络流式播放音频。同时，还支持对播放进行控制，如暂停、继续、停止等。
  4. 音频处理：提供了一些音频处理功能，如音量控制、音调调整、音频混合等。
  5. 低延迟：对于需要实时音频处理的应用场景，NAudio 能够保证较低的延迟。

常见使用场景

  1. 音频播放器开发：可以使用 NAudio 快速开发一个简单的音频播放器，支持多种音频格式的播放。
  2. 语音录制应用：开发语音备忘录、会议录音等应用程序。
  3. 音频处理工具：实现音频的剪辑、混音、格式转换等功能。
//核心代码 private void ProcessingWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e){processedSamples = 0;var parameters = e.Argument as ProcessingParameters;if (parameters == null) return;try{using (var reader = CreateAudioReader(parameters.InputPath)){var sampleProvider = reader.ToSampleProvider();var format = sampleProvider.WaveFormat;sampleRate = format.SampleRate; // 使用文件实际采样率var channelCount = format.Channels;var outputPaths = GetOutputPaths(parameters.InputPath, parameters.OutputDirectory);// 优化缓冲区：4倍采样率缓冲区减少I/O次数int bufferSize = format.SampleRate * channelCount * 4;var buffer = new float[bufferSize];using (var vocalsWriter = new WaveFileWriter(outputPaths.Item1, format))using (var accompWriter = new WaveFileWriter(outputPaths.Item2, format)){long totalSamples = reader.Length / (format.BitsPerSample / 8 * channelCount);int samplesRead;// var buffer = new float[bufferSize];var newBuffer = new float[bufferSize];while ((samplesRead = sampleProvider.Read(buffer, 0, bufferSize)) > 0){if (processingWorker.CancellationPending){e.Cancel = true;return;}// 按声道对处理（支持单/双声道）for (int i = 0; i < samplesRead; i += channelCount){float left = buffer[i];float right = channelCount == 2 ? (i + 1 < samplesRead ? buffer[i + 1] : 0) : left;if (parameters.SeparationMode == SeparationMode.KaraokeMode){// 卡拉OK模式核心处理：左右声道相减 + 带通滤波float karaoke = left - right;float filtered = ApplyBandPassFilter(karaoke, channelCount == 1 ? leftFilterState : (i % 2 == 0 ? leftFilterState : rightFilterState));left = right = filtered * gain; // 双声道保持一致}buffer[i] = left;if (channelCount == 2 && i + 1 < samplesRead){buffer[i + 1] = right;}}if (parameters.SeparationMode == SeparationMode.KaraokeMode){// 对伴奏轨道应用低音增强（仅处理双声道）for (int i = 0; i < samplesRead; i += channelCount){float left = buffer[i];float right = channelCount == 2 ? buffer[i + 1] : left;// 应用低音增强left = ApplyBassBoost(left, sampleRate);right = ApplyBassBoost(right, sampleRate);buffer[i] = left;if (channelCount == 2) buffer[i + 1] = right;}}WriteSeparatedTracks(buffer, samplesRead, vocalsWriter, accompWriter, channelCount, parameters.SeparationMode);processedSamples += samplesRead;//processedSamples += samplesRead;processingWorker.ReportProgress((int)(processedSamples * 100 / totalSamples));}}}}catch (Exception ex){e.Result = ex;MessageBox.Show($"An error occurred during the processing: {ex.Message}",this .Text, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}private float ApplyBandPassFilter(float input, FilterState state){// 带通滤波器系数计算（IIR滤波器，改进型Sallen-Key结构）double w0 = 2 * Math.PI * ((lowerCutoff + upperCutoff) / 2) / sampleRate;double bw = upperCutoff - lowerCutoff;double q = (lowerCutoff + upperCutoff) / (2 * bw); // 品质因数double alpha = Math.Sin(w0) / (2 * q);// 滤波器系数double a0 = alpha;double a1 = 0;double a2 = -alpha;double b0 = 1 + alpha;double b1 = -2 * Math.Cos(w0);double b2 = 1 - alpha;// 移位寄存器更新state.x[2] = state.x[1];state.x[1] = state.x[0];state.x[0] = input;state.y[2] = state.y[1];state.y[1] = state.y[0];// 差分方程计算state.y[0] = (a0 * state.x[0] + a1 * state.x[1] + a2 * state.x[2]- b1 * state.y[1] - b2 * state.y[2]) / b0;return (float)state.y[0];}private void ProcessSample(float[] buffer, int n, ProcessingParameters parameters, int channelCount){if (parameters.SeparationMode != SeparationMode.KaraokeMode) return;float left = buffer[n];float right = 0;if (channelCount == 2 && n + 1 < buffer.Length){right = buffer[n + 1];}// 基础消人声算法float karaoke = left - right;// 优化滤波器：直接计算，避免类实例开销double w0 = 2 * Math.PI * ((lowerCutoff + upperCutoff) / 2) / sampleRate;double alpha = Math.Sin(w0) * Math.Sinh(Math.Log(2) / 2 * (upperCutoff - lowerCutoff) * w0 / Math.Sin(w0));double a0 = 1 / (1 + alpha);double a1 = -2 * Math.Cos(w0) * a0;double a2 = (1 - alpha) * a0;// 直接计算滤波后的样本（示例，可替换为更高效的滤波器实现）double filtered = a0 * karaoke + a1 * left + a2 * (n > 0 ? buffer[n - 1] : 0);buffer[n] = (float)(filtered * gain);if (channelCount == 2 && n + 1 < buffer.Length){buffer[n + 1] = buffer[n]; // 保持双声道一致}// 避免输出为零if (Math.Abs(buffer[n]) < 0.00001f){buffer[n] = 0.00001f;}if (channelCount == 2 && n + 1 < buffer.Length && Math.Abs(buffer[n + 1]) < 0.00001f){buffer[n + 1] = 0.00001f;}}private void WriteSeparatedTracks(float[] buffer, int samplesRead,WaveFileWriter vocalsWriter, WaveFileWriter accompWriter,int channelCount, SeparationMode mode){try{if (mode == SeparationMode.VocalIsolation){// 人声隔离模式：写入人声轨道（需要其他算法，此处简化）vocalsWriter.WriteSamples(buffer, 0, samplesRead);accompWriter.WriteSamples(buffer, 0, samplesRead); // 示例写法，需根据实际算法调整}else if (mode == SeparationMode.KaraokeMode){// 卡拉OK模式：伴奏轨道为处理后信号，人声轨道为原始信号相减结果（或静音）accompWriter.WriteSamples(buffer, 0, samplesRead);// 人声轨道（可选：写入差值信号或静音）for (int i = 0; i < samplesRead; i += 2)  //i ++{// buffer[i] = 0; // 消除人声后的人声轨道设为静音（可选逻辑）//=========================================================================float left = buffer[i];float right = buffer[i + 1];float difference = (left - right) * differenceGain;buffer[i] = difference;buffer[i + 1] = difference;}vocalsWriter.WriteSamples(buffer, 0, samplesRead);}}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"Error occurred while writing audio file: {ex.Message}",this.Text, MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}private void WriteSeparatedTracks(float[] buffer, int samplesRead,WaveFileWriter vocalsWriter, WaveFileWriter accompWriter, int channelCount){try{// 直接写入缓冲区，避免额外内存分配vocalsWriter.WriteSamples(buffer, 0, samplesRead);accompWriter.WriteSamples(buffer, 0, samplesRead);}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"写入音频文件时出现错误: {ex.Message}", "错误", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);}}#endregion// 实现缺失的事件处理方法//private void ProcessingWorker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)//{//    int progressValue = Math.Max(0, Math.Min(100, e.ProgressPercentage));//    if (progressBar.InvokeRequired)//    {//        progressBar.Invoke(new Action(() => progressBar.Value = progressValue));//    }//    else//    {//        progressBar.Value = progressValue;//    }//    if (lblStatus.InvokeRequired)//    {//        lblStatus.Invoke(new Action(() => lblStatus.Text = $"处理中... {progressValue}%"));//    }//    else//    {//        lblStatus.Text = $"处理中... {progressValue}%";//    }//}private float ApplyBassBoost(float input, double sampleRate){// 低频搁架滤波器参数（固定截止频率100Hz，可添加TrackBar调节截止频率）double w0 = 2 * Math.PI * bassCutoff / sampleRate;double q = 0.707; // 临界阻尼系数double gainDb = 20 * Math.Log10(bassGain); // 转换为分贝// 计算滤波器系数（正向增益）double a0, a1, a2, b0, b1, b2;double V = Math.Pow(10, gainDb / 20);double alpha = Math.Sin(w0) / (2 * q);if (gainDb > 0) // 增益模式（增强低音）{b0 = 1 + alpha * V;b1 = -2 * Math.Cos(w0);b2 = 1 - alpha * V;a0 = (1 + alpha / V) / b0;a1 = (-2 * Math.Cos(w0)) / b0;a2 = (1 - alpha / V) / b0;}else // 衰减模式（可省略，当前需求仅增强）{// 衰减系数计算（略，当前功能暂不考虑）a0 = a1 = a2 = b0 = b1 = b2 = 0;}// 示例：简单低音增强（直接提升低频信号，临时实现用于快速验证）// 实际应用建议使用IIR滤波器或FFT频域处理if (input < 0) return (float)(input * bassGain);return input;}

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环境&#xff1a;AIX6.1 Oracle RAC 11.2.0.3 前期准备&#xff1a; 1.查看DG磁盘组空间情况&#xff1a; –查看DG磁盘组空间情况&#xff1a; ASMCMD> lsdg State Type Rebal Sector Block AU Total_MB Free_MB Req_mir_free_MB Usable_file_MB Of…...

编程日记 2025/6/29 9:23:28

网站高可用架构设计基础——高可用策略和架构原则

一、正面保障与减少损失 要想让系统能够稳定可用&#xff0c;首先要考虑如何避免问题的发生。比如说可以通过 UPS&#xff08;不间断电源&#xff09;来避免服务器断电&#xff0c;可以通过事先增加机器来解决硬件资源不足的问题。 然后&#xff0c;如果问题真的发生了&#…...

编程日记 2025/6/29 9:22:20

从入门到精通【MySQL】视图与用户权限管理

文章目录 &#x1f4d5;1. 视图✏️1.1 视图的基本概念✏️1.2 试图的基本操作&#x1f516;1.2.1 创建视图&#x1f516;1.2.2 使用视图&#x1f516;1.2.3 修改数据&#x1f516;1.2.4 删除视图 ✏️1.3 视图的优点 &#x1f4d5;2. 用户与权限管理✏️2.1 用户&#x1f516;…...

编程日记 2025/6/29 9:22:19

使用QML Tumbler 实现时间日期选择器

目录 引言相关阅读项目结构示例实现与代码解析示例一&#xff1a;时间选择器&#xff08;TimePicker&#xff09;示例二&#xff1a;日期时间选择器&#xff08;DateTimePicker&#xff09; 主窗口整合运行效果总结下载链接 引言 在现代应用程序开发中&#xff0c;时间与日期选…...

编程日记 2025/6/29 9:22:21

[golang] 介绍 | 特点 | 应用场景

“编程不仅仅是写代码&#xff0c;更是一种思考方式。” 参考资料 《Unix编程环境》- Brian W. Kernighan, Rob Pike《程序设计实践》- Brian W. Kernighan, Rob PikeGo语言官方网站&#xff1a;https://golang.orgRob Pike的个人博客&#xff1a;http://herpolhode.com/rob/ …...

编程日记 2025/6/29 9:22:43

Python 爬虫实战 | 企名科技

文章目录 一、企名科技1、目标网站2、网站特点3、确定解密位置4、扣js代码 一、企名科技 1、目标网站 网址&#xff1a;https://wx.qmpsee.com/articleDetail?idfeef62bfdac45a94b9cd89aed5c235be目标数据&#xff1a;获取消费行业研究下面的13篇文章数据 2、网站特点 服…...

编程日记 2025/6/29 9:22:14

c加加学习之day06-＞STL标准库-＞day01

1.介绍&#xff1a;C 标准模板库&#xff08;Standard Template Library&#xff0c;简称 STL&#xff09;是一组泛型编程的模板类和函数&#xff0c;旨在提供常用的数据结构、算法和函数对象。STL 是 C 标准库的一部分&#xff0c;极大地提高了编程效率和代码的可重用性。STL …...

编程日记 2025/6/29 10:07:16