通过 Web Audio API 提升 WebRTC 音频质量 - To The New

## 网络音频 API 简介

Web Audio API 是一个功能强大的工具，允许开发人员在 Web 应用程序中控制和操作音频。从提升视频通话的音质到为网络游戏添加动态音效，该 API 提供了极大的灵活性和强大的功能。在本文中，我们将探讨如何使用 Web Audio API 修改麦克风流，并提供适用于视频会议、直播和在线游戏等场景的实际示例。

我们将分三个阶段进行讲解：

1. 使用 AudioContext 接口从麦克风流创建源节点。
2. 修改音轨以适应不同场景需求。
3. 创建目标节点并替换原始音轨。

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## 第 1 阶段：从麦克风流创建源节点

要开始修改音频，我们需要创建一个 AudioContext 并获取麦克风流。通过调用 getUserMedia() 方法，我们可以捕获麦克风输入，并将其转换为可由 Web Audio API 操控的源节点。

### 跨浏览器兼容性

不同浏览器在处理源节点创建时可能存在差异。例如，Firefox 需要使用 createMediaStreamTrackSource()，而不是 createMediaStreamSource()。因此，在构建跨平台应用时，需要特别注意这些差异。

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## 第 2 阶段：修改音轨

在获取麦克风流后，我们可以根据实际需求对其进行修改，例如在实时流媒体和音频通话中进行降噪或音量调整。

### 示例 1：增加直播音量

在构建直播平台（如 Twitch 或 YouTube Live）时，可能需要调整麦克风音量。例如，当用户声音较轻时，可以通过增加音量来提升清晰度。

以下是使用 GainNode 增加麦克风音量的步骤：

1. 使用 AudioContext 接口的 createGain() 方法创建一个 GainNode。
2. 调整 GainNode 的增益值以提高音量，但需注意不要超过 5，以免导致音频失真。
3. 将 GainNode 连接到第一阶段创建的源节点。

### 示例 2：降低背景噪音，提升通话清晰度

在视频通话或在线课堂中，减少背景噪音可以显著提升音频质量。可以通过以下方法实现：

1. 创建高通滤波器以去除低频噪声。
2. 创建低通滤波器以阻挡高频声音。
3. 使用双二阶滤波器对象，将人声频率范围（100Hz-9000Hz）作为重点。

这种设置可以显著改善 Zoom 或 Google Meet 等会议应用中的语音清晰度。

### 示例 3：平衡播客或流媒体音频

在播客或直播场景中，音频平衡至关重要。可以通过压缩器确保音频电平保持一致，减少嘈杂的声音并放大安静的声音。

#### 压缩器参数说明

- **阈值（-20dB）：** 定义压缩开始的音量级别，超过此值的声音将被调低。

这种压缩设置适用于实时创建平衡且专业的音频流。开发者可以根据具体需求调整参数值。

### 其他可探索的滤波器

- **卷积节点：** 用于添加混响效果，模拟不同的声学环境，例如大厅或小房间的声音效果。
- **峰值滤波器：** 用于增强或削减特定频带，帮助突出某些音调或减少音频中的问题频率。

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## 第 3 阶段：创建目标节点并替换原始音轨

在应用音频修改后，下一步是创建一个目标节点以输出修改后的流。这对于 WebRTC 应用至关重要，因为需要发送修改后的流而非原始流。

1. 使用 createMediaStreamDestination() 方法创建目标节点。
2. 将最终修改的滤波节点连接到目标节点。
3. 获取本地发送者列表，并通过 replaceTrack() 方法将原始音轨替换为修改后的音轨。

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## 潜在陷阱与跨浏览器兼容性

1. **音频失真：** 过度提高增益可能导致失真。在高音量环境中，务必测试增益水平以避免音频削波。

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## 结论

Web Audio API 是一个强大的工具，用于实时增强和操控音频，使其成为视频会议、直播和游戏应用的理想选择。通过掌握创建源节点、应用增益、滤波器和压缩器等效果，以及处理跨浏览器兼容性，开发者可以构建出沉浸式且专业的音频体验。

像 Discord、Twitch 和 Google Meet 等平台广泛使用 Web Audio API，为用户提供清晰且动态的音频体验。随着网络技术的不断发展，Web Audio API 将继续在创建引人入胜的音频应用中发挥重要作用。

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原文链接: https://www.tothenew.com/blog/enhancing-webrtc-audio-quality-with-web-audio-api/