前言

最近辞职在找工作，才发现今年的就业形势太难了，在家里蹲的时候突然想写个小软件玩，要用到tts功能，就白嫖了微软的tts，不过tts返回的mp3比特率是48bit，java sound播放出来声音异常，不知道是哪里的问题，这是一个悲伤的故事，没办法只好用jave修改比特率，其间无意间发现了一篇关于java sound 节律纯音的文章，觉得挺有意思，又刚好在用酷狗的3D环绕音听歌（突然间有些怀念天天动听了，j2me时代的听歌神器，可惜凉了），就想到用声音合成的方式生成3D环绕音，经过小半天的研究后实现。

代码实现

1、参考文章

Java Sound 简明教程以及节律纯音实现

blog.mazhangjing.comhttps://blog.mazhangjing.com/2019/04/27/java_sound/ps：网站突然打不开了，不知道是网络还是服务器的问题

2、依赖

代码中使用的歌曲是MP3格式，java sound原生不支持的，需要依赖相关库，依赖后java sound会自动调用

mp3spi1.9.5.jar

jl1.0.1.jar

tritonus_share.jar

3.实现代码

代码会对整首歌曲进行处理，然后可以播放和储存为文件。如果要实时处理，则需要修改代码，javasound解码后读取缓冲区数据，处理后再喂给播放管道。

package util;import javax.sound.sampled.*;
import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.File;
import java.io.InputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ShortBuffer;
import java.util.Date;public class AudioSynth1 extends JFrame {private AudioFormat audioFormat;private AudioInputStream audioInputStream;private SourceDataLine sourceDataLine;private static float sampleRate = 16000.0F;private static int channels = 1;//一个缓冲器，用于在 16000 sampsec 下保存 2 秒单声道数据和 1 秒立体声数据，用于 16 位采样private byte[] audioData = new byte[16000 * 4];//处理前数据存放的缓冲区private byte[] audioDataCopy = new byte[16000 * 4];//处理后数据存放的缓冲区private final JButton generateBtn = new JButton("开始处理");private final JButton playOrFileBtn = new JButton("播放/文件");private final JLabel elapsedTimeMeter = new JLabel("0000");private final JRadioButton stereoPingpong = new JRadioButton("3D旋转测试");private final JRadioButton listen = new JRadioButton("直接播放",true);private final JTextField fileName = new JTextField("E:/test.wav",10);public static void main(String[] args){new AudioSynth1();}public AudioSynth1(){final JPanel controlButtonPanel = new JPanel();controlButtonPanel.setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());final JPanel synButtonPanel = new JPanel();final ButtonGroup synButtonGroup = new ButtonGroup();final JPanel centerPanel = new JPanel();final JPanel outputButtonPanel = new JPanel();outputButtonPanel.setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());final ButtonGroup outputButtonGroup = new ButtonGroup();playOrFileBtn.setEnabled(false);generateBtn.addActionListener(e -> {try {playOrFileBtn.setEnabled(false);//adddata("E:/我的文件/音乐/邓丽君 - 小城故事.mp3");adddata("C:\\Users\\tangtang1600\\dist\\tem.mp3");System.out.println(audioData.length);new SynGen().getSyntheticData(audioData, audioDataCopy);playOrFileBtn.setEnabled(true);} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}});playOrFileBtn.addActionListener(e -> playOrFileData());controlButtonPanel.add(generateBtn);controlButtonPanel.add(playOrFileBtn);controlButtonPanel.add(elapsedTimeMeter);synButtonGroup.add(stereoPingpong);synButtonPanel.setLayout(new GridLayout(0,1));synButtonPanel.add(stereoPingpong);centerPanel.add(synButtonPanel);outputButtonGroup.add(listen);JRadioButton file = new JRadioButton("文件");outputButtonGroup.add(file);outputButtonPanel.add(listen,BorderLayout.WEST);outputButtonPanel.add(file, BorderLayout.CENTER);outputButtonPanel.add(fileName,BorderLayout.EAST);getContentPane().add(controlButtonPanel,BorderLayout.NORTH);getContentPane().add(centerPanel, BorderLayout.CENTER);getContentPane().add(outputButtonPanel, BorderLayout.SOUTH);setTitle("Copyright 2023,tangtang1600");setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);setSize(300,275);setVisible(true);}private  void adddata(String filePath) throws Exception{AudioInputStream audioInputStream = AudioSystem.getAudioInputStream(new File(filePath));// 文件编码AudioFormat audioFormat = audioInputStream.getFormat();// 转换文件编码if (audioFormat.getEncoding() != AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED) {sampleRate =  audioFormat.getSampleRate();channels = audioFormat.getChannels();System.out.println("sampleRate：" + sampleRate);System.out.println("channels：" + channels);audioFormat = new AudioFormat(AudioFormat.Encoding.PCM_SIGNED, sampleRate, 16, audioFormat.getChannels(), audioFormat.getChannels() * 2, sampleRate, true);// 将数据流也转换成指定编码audioInputStream = AudioSystem.getAudioInputStream(audioFormat, audioInputStream);}// 打开输出设备DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, audioFormat, AudioSystem.NOT_SPECIFIED);// 使数据行得到一个播放设备SourceDataLine sourceDataLine = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);// 将数据行用指定的编码打开sourceDataLine.open(audioFormat);// 使数据行得到数据时就开始播放for (AudioFormat format : dataLineInfo.getFormats()) {System.out.println("信息：" + format.toString());}sourceDataLine.start();int bytesPerFrame = audioInputStream.getFormat().getFrameSize();// 将流数据逐渐写入数据行,边写边播int numBytes = 1024 * bytesPerFrame;byte[] audioBytes = new byte[numBytes];while (audioInputStream.read(audioBytes) != -1) {audioData = ArrayUtil.addAllforByte(audioData,audioBytes);}sourceDataLine.drain();sourceDataLine.close();audioInputStream.close();if (channels ==  2) {audioDataCopy = new byte[audioData.length];}else {audioDataCopy = new byte[audioData.length*2];}System.out.println("size：" + audioDataCopy.length);}private void playOrFileData() {try{InputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(audioDataCopy);boolean bigEndian = true;boolean signed = true;//Allowable 8000,11025,16000,22050,44100int sampleSizeInBits = 16;if (channels == 1){channels = 2;}audioFormat = new AudioFormat(sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed, bigEndian);audioInputStream = new AudioInputStream(byteArrayInputStream, audioFormat, audioDataCopy.length/audioFormat.getFrameSize());DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, audioFormat);sourceDataLine = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);System.out.println("listen isSelected：" + listen.isSelected());if(listen.isSelected()){new ListenThread().start();} else{generateBtn.setEnabled(false);playOrFileBtn.setEnabled(false);try{File file = new File(fileName.getText());if (!file.exists()){file.createNewFile();}AudioSystem.write(audioInputStream, AudioFileFormat.Type.WAVE,file );}catch (Exception e) {e.printStackTrace();System.exit(0);}generateBtn.setEnabled(true);playOrFileBtn.setEnabled(true);}}catch (Exception e) {e.printStackTrace();System.exit(0);}}class ListenThread extends Thread{byte[] playBuffer = new byte[16384];public void run(){try{generateBtn.setEnabled(false);playOrFileBtn.setEnabled(false);sourceDataLine.open(audioFormat);sourceDataLine.start();int cnt;long startTime = new Date().getTime();while((cnt = audioInputStream.read(playBuffer, 0, playBuffer.length)) != -1){if(cnt > 0){sourceDataLine.write(playBuffer, 0, cnt);}}sourceDataLine.drain();int elapsedTime = (int)(new Date().getTime() - startTime);elapsedTimeMeter.setText("" + elapsedTime);sourceDataLine.stop();sourceDataLine.close();generateBtn.setEnabled(true);playOrFileBtn.setEnabled(true);}catch (Exception e) {e.printStackTrace();System.exit(0);}}}class SynGen{ByteBuffer byteBufferCopy;ByteBuffer byteBuffer;ShortBuffer shortBufferCopy;ShortBuffer shortBuffer;int byteLength;public void getSyntheticData(byte[] synDataBuffer,byte[] synDataBuffercopy){byteBufferCopy = ByteBuffer.wrap(synDataBuffercopy);shortBufferCopy = byteBufferCopy.asShortBuffer();byteBuffer = ByteBuffer.wrap(synDataBuffer);shortBuffer = byteBuffer.asShortBuffer();byteLength = synDataBuffer.length;stereoSurringRound();}public void stereoSurringRound(){//channels = 2;//声道int bytesPerSamp =channels*2;//帧所包含字节，基于声道，声道数*2int sampLength = byteLength/bytesPerSamp;//帧数double leftGain =0-sampleRate;//左增益-44100double rightGain =0;//右增益0 44100-sampleRate//我这里采用的mp3的采样率是44100,增益值设置为-44100到0double leftGaintemp =0-sampleRate;;double rightGaintemp =0;System.out.println("sampLength:"+sampLength);//将整首歌依据帧数分成28个步长，4个步长为一组环绕（趋向左-左-趋向右-右）//既一首歌环绕28/4=7次int stepLength = (int)sampLength/28;System.out.println("step:"+stepLength);int totalLength = 0;for(int cnt = 0; cnt < sampLength; cnt++){//根据帧数判断if(totalLength>= 0 && totalLength < stepLength ){//趋向左leftGaintemp -= leftGain/stepLength;//0rightGaintemp += leftGain/stepLength;//-> -44100}if(totalLength>= stepLength && totalLength <stepLength*2 ){//左边增益leftGaintemp = rightGain;//0rightGaintemp = leftGain;//-44100}if(totalLength >= stepLength*2 && totalLength < stepLength*3){//趋向右leftGaintemp += leftGain/stepLength;//-> -44100rightGaintemp -= leftGain/stepLength;//->0}if(totalLength >= stepLength*3 && totalLength < stepLength*4){//右边增益leftGaintemp = leftGain;// -44100rightGaintemp = rightGain;//0}//为左通道生成数据short sinValue =0;if (channels == 2) {sinValue=  shortBuffer.get(cnt * 2);}else {sinValue=  shortBuffer.get(cnt);}shortBufferCopy.put((short)(sinValue/sampleRate*(leftGaintemp+sampleRate)));//为右通道生成数据if (channels == 2) {sinValue = shortBuffer.get(cnt * 2 + 1);}shortBufferCopy.put((short)(sinValue/sampleRate*(rightGaintemp+sampleRate)));if(totalLength == stepLength*4-1){totalLength = -1;}totalLength++;}}}}

4、附件

mp3依赖包和代码里用到的歌

java播放MP3依赖库

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3.实现代码

4、附件

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