1. 簡介

QAudioInput是Qt Multimedia模塊中用于音頻采集的核心類，能夠從麥克風等輸入設備實時獲取原始音頻數據（PCM格式）。本文將通過原理講解和代碼示例，幫助開發者快速掌握音頻采集的核心技術。

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2. 核心功能

• 支持多種音頻格式（采樣率/聲道/位深）

• 提供實時音頻流訪問

• 自動管理音頻設備資源

• 支持多平臺（Windows/Linux/macOS/移動端）

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3. 開發準備

3.1 環境要求

# .pro文件添加
QT += multimedia

3.2 頭文件

#include <QAudioInput>
#include <QAudioDeviceInfo>

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4. 核心類說明

4.1 QAudioInput

• 核心方法：

  • start(): 開始采集

  • stop(): 停止采集

  • setBufferSize(): 設置緩沖區大小

4.2 QAudioFormat

• 常用配置：

  format.setSampleRate(16000);      // 16kHz采樣率
  format.setChannelCount(1);        // 單聲道
  format.setSampleSize(16);         // 16位采樣
  format.setCodec("audio/pcm");     // PCM編碼
  format.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
  format.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);

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5. 基礎使用流程

5.1 初始化設備

// 創建音頻格式
QAudioFormat format;
// ...（設置格式參數）// 獲取輸入設備
QAudioDeviceInfo inputDevice = QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice();
if (!inputDevice.isFormatSupported(format)) {format = inputDevice.nearestFormat(format);
}// 創建音頻輸入對象
QAudioInput* audioInput = new QAudioInput(inputDevice, format, this);

5.2 數據采集與保存

// 創建文件保存原始數據
QFile outputFile("raw.pcm");
outputFile.open(QIODevice::WriteOnly);// 開始采集
audioInput->start(&outputFile);

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6. 完整示例代碼

示例1：保存為WAV文件（含文件頭）

#include <QCoreApplication>
#include <QAudioInput>
#include <QFile>
#include <QDataStream>// WAV文件頭結構（44字節）
struct WavHeader {// ...（完整文件頭結構定義，此處省略）
};int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);// 配置音頻格式QAudioFormat format;format.setSampleRate(16000);format.setChannelCount(1);format.setSampleSize(16);format.setCodec("audio/pcm");format.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);format.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);// 初始化設備QAudioInput audioInput(QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice(), format);// 創建WAV文件QFile file("recording.wav");file.open(QIODevice::WriteOnly);// 寫入空文件頭WavHeader header = createWavHeader(format);file.write((const char*)&header, sizeof(header));// 開始錄音audioInput.start(&file);// 錄音5秒后停止QTimer::singleShot(5000, [&]() {audioInput.stop();file.close();qApp->quit();});return a.exec();
}

示例2：實時音量監測

class AudioMonitor : public QIODevice {
public:explicit AudioMonitor(QObject* parent = nullptr) : QIODevice(parent) {}protected:qint64 readData(char*, qint64) override { return 0; } // 不需要實現qint64 writeData(const char* data, qint64 len) override {// 計算音量（16位樣本）const qint16* samples = reinterpret_cast<const qint16*>(data);int sampleCount = len / 2; // 每個樣本占2字節qreal peak = 0;for (int i=0; i<sampleCount; ++i) {peak = qMax(peak, qAbs(samples[i]/32768.0));}emit volumeChanged(peak * 100); // 百分比return len;}signals:void volumeChanged(qreal percent);
};// 使用方式：
AudioMonitor* monitor = new AudioMonitor;
audioInput->start(monitor);
QObject::connect(monitor, &AudioMonitor::volumeChanged, [](qreal vol){qDebug() << "當前音量：" << vol << "%";
});

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7. 常見問題解決方案

7.1 無輸入數據

• 檢查項：

  1. 系統麥克風權限

  2. 音頻格式與設備兼容性

  3. 緩沖區大小設置（setBufferSize(2048)）

7.2 錄音文件雜音

• 解決方法：

  • 添加靜音檢測邏輯

  • 使用噪聲抑制算法

  • 調整麥克風增益

7.3 延遲過高

• 優化方法：

  audioInput->setBufferSize(512);  // 減小緩沖區
  QThread::highPriority();         // 提升線程優先級

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8. 關鍵知識點總結

要點	說明
格式匹配	必須與硬件支持格式一致
實時性處理	避免在回調中進行耗時操作
資源釋放	stop()后及時釋放設備
跨平臺差異	特別注意移動端權限問題