使用NAudio混合原始音频流生成的WAV文件损坏问题排查

代码片段 #

string path = string.Empty;
private void SaveAudioRecording()
{
    timer.Dispose();
    if (string.IsNullOrEmpty(path))
    {
        path = Directory.GetCurrentDirectory() + "\\AudioRecordings_"+clientSession.clientInfo[0];
        Directory.CreateDirectory(path);
    }

    WaveMixerStream32 mix= new WaveMixerStream32();
    foreach (var stream in new MemoryStream[] { audioOutputMemoryStream, audioInputMemoryStream })
    {
        stream.Position = 0;
        if (stream != null && stream.Length > 0 && stream.Position < stream.Length)
        {
            RawSourceWaveStream reader = new RawSourceWaveStream(stream,new WaveFormat(41100,1));
            WaveChannel32 chanel = new WaveChannel32(reader);
            mix.AddInputStream(chanel);
        }
    }


    using (FileStream stream = File.Create(System.IO.Path.Combine(path, "Audio_recording_" + Directory.EnumerateFiles(path).Count().ToString() + ".wav")))
    {
        byte[] buffer = new byte[mix.Length];
        mix.Read(buffer, 0, buffer.Length);
        stream.Write(buffer, 0, buffer.Length);
        WriteWavHeader(stream,Convert.ToInt32(stream.Length));
        stream.Flush();
    }

    recordButton.IsEnabled = true;
}

private void WriteWavHeader(Stream stream, int audioDataSize)
{
    using (var writer = new BinaryWriter(stream, Encoding.UTF8, true))
    {
        writer.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("RIFF"));
        writer.Write(audioDataSize + 36); // Total file size - 8 bytes
        writer.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("WAVE"));
        writer.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("fmt "));
        writer.Write(16); // Length of format data
        writer.Write((ushort)1); // PCM format
        writer.Write((ushort)1); // Not Stereo
        writer.Write(41100); // Sample rate
        writer.Write(82200); // Byte rate (Sample rate * Channels * BitsPerSample / 8)
        writer.Write((ushort)4); // Block align (Channels * BitsPerSample / 8)
        writer.Write((ushort)16); // Bits per sample
        writer.Write(Encoding.ASCII.GetBytes("data"));
        writer.Write(audioDataSize); // Size of audio data
    }
}

问题描述 #

生成的文件已损坏，无法播放，但文件有一定大小，说明字节已写入。我尝试将两个原始音频流混合为完整的WAV文件，因此为其写入WAV头。此前单独测试WAV头功能正常，但修改代码后生成的文件出现损坏。可能的问题原因是什么？

可能的原因分析 #

• WAV头写入顺序错误：标准WAV文件结构是先头后数据，你现在先写音频数据再写头，播放器读取时会先找开头的RIFF标识，头在文件末尾导致播放器无法识别，直接判定文件损坏。
• 音频数据读取不完整：WaveMixerStream32的Length属性可能无法准确返回混合后音频的实际长度，一次性读取mix.Length字节可能导致数据读取不全，或者包含无效内容。建议用循环调用Read方法直到返回0，确保读取所有有效数据。
• 原始流格式与指定格式不匹配：创建RawSourceWaveStream时指定了WaveFormat(41100,1)，但如果audioOutputMemoryStream和audioInputMemoryStream实际不是41100采样率、单声道、16位PCM格式，混合后的音频数据会错乱，即使头正确也无法正常播放。
• 音频数据大小计算错误：调用WriteWavHeader时传入的stream.Length是已写入的字节数，但如果mix.Read没读满buffer，这个值就不准确。正确的做法是用mix.Read的返回值作为实际音频数据大小，而不是stream.Length。
• 流指针位置错误：写完音频数据后，文件流指针在末尾，此时写入头会把头放在数据后面。正确流程应该是先写头（或占位头），再写数据，最后回到开头更新头的正确数值；或者先准备好头，按头→数据的顺序写入。
• 混合流格式与手动写头不匹配：WaveMixerStream32混合后的流格式可能和你手动写的头参数不一致，比如混合后变成了立体声或者采样率改变。可以检查mix.WaveFormat的参数，确保和写头时用的参数完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alexander Jansson