Android 开发 AudioRecord音频录制

不可名状的夹心饼干 發表於 2019-6-3 20:20:00

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本文来自博客园，作者：观心静 ，转载请注明原文链接：https://www.cnblogs.com/guanxinjing/p/10969824.html
<div>本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但必须给出原文链接，并保留此段声明，否则保留追究法律责任的权利。</div>
<h1>前言</h1>
　　Android SDK 提供了两套音频采集的API，分别是：MediaRecorder 和 AudioRecord，前者是一个更加上层一点的API，它可以直接把手机麦克风录入的音频数据进行编码压缩（如AMR、MP3等）并存成文件，而后者则更接近底层，能够更加自由灵活地控制，可以得到原始的一帧帧PCM音频数据。
 
<h1>实现流程</h1>
<ol>
<li>获取权限</li>
<li>初始化获取每一帧流的Size</li>
<li>初始化音频录制AudioRecord</li>
<li>开始录制与保存录制音频文件</li>
<li>停止录制</li>
<li>给音频文件添加头部信息,并且转换格式成wav</li>
<li>释放AudioRecord,录制流程完毕</li>
</ol>
<h1>获取权限</h1>
<div class="cnblogs_code">
<pre> 
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" /></pre>
</div>
如果是Android5.0以上,以上3个权限需要动态授权 
<h1>初始化获取每一帧流的Size</h1>
<div class="cnblogs_code">
<pre>private Integer mRecordBufferSize;
private void initMinBufferSize(){
 //获取每一帧的字节流大小
 mRecordBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(8000
 , AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO
 , AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
}</pre>
</div>
<h3>第一个参数sampleRateInHz 采样率（赫兹）,方法注释里有说明</h3>
只能在4000到192000的范围内取值
在AudioFormat类里 public static final int SAMPLE_RATE_HZ_MIN = 4000; 最小4000 public static final int SAMPLE_RATE_HZ_MAX = 192000; 最大192000 
<h3>第二个参数channelConfig 声道配置描述音频声道的配置,例如左声道/右声道/前声道/后声道。 </h3>
在AudioFormat类录 public static final int CHANNEL_IN_LEFT = 0x4;//左声道 public static final int CHANNEL_IN_RIGHT = 0x8;//右声道 public static final int CHANNEL_IN_FRONT = 0x10;//前声道 public static final int CHANNEL_IN_BACK = 0x20;//后声道 public static final int CHANNEL_IN_LEFT_PROCESSED = 0x40; public static final int CHANNEL_IN_RIGHT_PROCESSED = 0x80; public static final int CHANNEL_IN_FRONT_PROCESSED = 0x100; public static final int CHANNEL_IN_BACK_PROCESSED = 0x200; public static final int CHANNEL_IN_PRESSURE = 0x400; public static final int CHANNEL_IN_X_AXIS = 0x800; public static final int CHANNEL_IN_Y_AXIS = 0x1000; public static final int CHANNEL_IN_Z_AXIS = 0x2000; public static final int CHANNEL_IN_VOICE_UPLINK = 0x4000; public static final int CHANNEL_IN_VOICE_DNLINK = 0x8000; public static final int CHANNEL_IN_MONO = CHANNEL_IN_FRONT;//单声道 public static final int CHANNEL_IN_STEREO = (CHANNEL_IN_LEFT | CHANNEL_IN_RIGHT);//立体声道(左右声道)
 
<h3>第三个参数audioFormat 音频格式表示音频数据的格式。</h3>
注意!一般的手机设备可能只支持 16位PCM编码,如果其他的都会报错为坏值.
public static final int ENCODING_PCM_16BIT = 2; //16位PCM编码 public static final int ENCODING_PCM_8BIT = 3; //8位PCM编码 public static final int ENCODING_PCM_FLOAT = 4; //4位PCM编码 public static final int ENCODING_AC3 = 5; public static final int ENCODING_E_AC3 = 6; public static final int ENCODING_DTS = 7; public static final int ENCODING_DTS_HD = 8; public static final int ENCODING_MP3 = 9; //MP3编码此格式可能会因为不设备不支持报错 public static final int ENCODING_AAC_LC = 10; public static final int ENCODING_AAC_HE_V1 = 11; public static final int ENCODING_AAC_HE_V2 = 12;
<h1>初始化音频录制AudioRecord</h1>
<div class="cnblogs_code">
<pre>private AudioRecord mAudioRecord;
private void initAudioRecord(){
 mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC
 , 8000
 , AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO
 , AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT
 , mRecordBufferSize);
}</pre>
</div>
<ul>
<li>第一个参数audioSource 音频源   这里选择使用麦克风：MediaRecorder.AudioSource.MIC</li>
<li>第二个参数sampleRateInHz 采样率（赫兹）  与前面初始化获取每一帧流的Size保持一致</li>
<li>第三个参数channelConfig 声道配置描述音频声道的配置,例如左声道/右声道/前声道/后声道。   与前面初始化获取每一帧流的Size保持一致</li>
<li>第四个参数audioFormat 音频格式  表示音频数据的格式。  与前面初始化获取每一帧流的Size保持一致</li>
<li>第五个参数缓存区大小,就是上面我们配置的AudioRecord.getMinBufferSize </li>
</ul>
<h1>开始录制与保存录制音频文件</h1>
<div class="cnblogs_code">
<pre>private boolean mWhetherRecord;
private File pcmFile;
private void startRecord(){
 pcmFile = new File(AudioRecordActivity.this.getExternalCacheDir().getPath(),"audioRecord.pcm");
 mWhetherRecord = true;
 new Thread(new Runnable() {
 @Override
 public void run() {
 mAudioRecord.startRecording();//开始录制
 FileOutputStream fileOutputStream = null;
 try {
 fileOutputStream = new FileOutputStream(pcmFile);
 byte[] bytes = new byte;
 while (mWhetherRecord){
 mAudioRecord.read(bytes, 0, bytes.length);//读取流
 fileOutputStream.write(bytes);
 fileOutputStream.flush();

 }
 Log.e(TAG, "run: 暂停录制" );
 mAudioRecord.stop();//停止录制
 fileOutputStream.flush();
 fileOutputStream.close();
 addHeadData();//添加音频头部信息并且转成wav格式
 } catch (FileNotFoundException e) {
 e.printStackTrace();
 mAudioRecord.stop();
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }

 }
 }).start();
}</pre>
</div>
这里说明一下为什么用布尔值,来关闭录制.有些小伙伴会发现AudioRecord是可以获取到录制状态的.那么肯定有人会用状态来判断while是否还需要处理流.这种是错误的做法.因为MIC属于硬件层任何硬件的东西都是异步的而且会有很大的延时.所以回调的状态也是有延时的,有时候流没了,但是状态还是显示为正在录制.
<h1>停止录制</h1>
 就是调用mAudioRecord.stop();方法来停止录制,但是因为我在上面的保存流后做了调用停止视频录制,所以我这里只需要切换布尔值就可以关闭音频录制
<div class="cnblogs_code">
<pre>private void stopRecord(){
 mWhetherRecord = false;
}</pre>
</div>
<h1>给音频文件添加头部信息,并且转换格式成wav</h1>
音频录制完成后,这个时候去存储目录找到音频文件部分,会提示无法播放文件.其实是因为没有加入音频头部信息.一般通过麦克风采集的录音数据都是PCM格式的，即不包含头部信息，播放器无法知道音频采样率、位宽等参数，导致无法播放，显然是非常不方便的。pcm转换成wav，我们只需要在pcm的文件起始位置加上至少44个字节的WAV头信息即可。
<div>
<div>偏移地址　　命名　　　　　　内容</div>
<div>00-03 　　ChunkId 　　　　　　"RIFF"</div>
<div>04-07 　　ChunkSize 　　　　　下个地址开始到文件尾的总字节数(此Chunk的数据大小)</div>
<div>08-11　　 fccType 　　　　　　"WAVE"</div>
<div>12-15 　　SubChunkId1 　　　   "fmt ",最后一位空格。</div>
<div>16-19 　　SubChunkSize1 　　　一般为16，表示fmt Chunk的数据块大小为16字节</div>
<div>20-21 　　FormatTag 　　　　　1：表示是PCM 编码</div>
<div>22-23 　　Channels 　　　　　   声道数，单声道为1，双声道为2</div>
<div>24-27 　　SamplesPerSec 　　   采样率</div>
<div>28-31 　　BytesPerSec 　　　　码率：采样率 * 采样位数 * 声道个数，bytePerSecond = sampleRate * (bitsPerSample / 8) * channels</div>
<div>32-33 　　BlockAlign 　　　　　每次采样的大小：位宽*声道数/8</div>
<div>34-35 　　BitsPerSample 　　　位宽</div>
<div>36-39 　　SubChunkId2 　　　　"data"</div>
<div>40-43 　　SubChunkSize2 　　   音频数据的长度</div>
<div>44-... 　　data 　　　　　　　　音频数据</div>
</div>
<div class="cnblogs_code">
<pre>private void addHeadData(){
 pcmFile = new File(AudioRecordActivity.this.getExternalCacheDir().getPath(),"audioRecord.pcm");
 handlerWavFile = new File(AudioRecordActivity.this.getExternalCacheDir().getPath(),"audioRecord_handler.wav");
 PcmToWavUtil pcmToWavUtil = new PcmToWavUtil(8000,AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
 pcmToWavUtil.pcmToWav(pcmFile.toString(),handlerWavFile.toString());
}</pre>
</div>
<h3>写入头部信息的工具类</h3>
注意输入File和输出File不能同一个,因为没有做缓存.
<div class="cnblogs_code">
<pre>public class PcmToWavUtil {
private static final String TAG = "PcmToWavUtil";

/**
* 缓存的音频大小
*/
private int mBufferSize;
/**
* 采样率
*/
private int mSampleRate;
/**
* 声道数
*/
private int mChannel;

/**
* @param sampleRate sample rate、采样率
* @param channel channel、声道
* @param encoding Audio data format、音频格式
*/
PcmToWavUtil(int sampleRate, int channel, int encoding) {
 this.mSampleRate = sampleRate;
 this.mChannel = channel;
 this.mBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(mSampleRate, mChannel, encoding);
}

/**
* pcm文件转wav文件
*
* @param inFilename 源文件路径
* @param outFilename 目标文件路径
*/
public void pcmToWav(String inFilename, String outFilename) {
 FileInputStream in;
 FileOutputStream out;
 long totalAudioLen;//总录音长度
 long totalDataLen;//总数据长度
 long longSampleRate = mSampleRate;
 int channels = mChannel == AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO ? 1 : 2;
 long byteRate = 16 * mSampleRate * channels / 8;
 byte[] data = new byte;
 try {
 in = new FileInputStream(inFilename);
 out = new FileOutputStream(outFilename);
 totalAudioLen = in.getChannel().size();
 totalDataLen = totalAudioLen + 36;

 writeWaveFileHeader(out, totalAudioLen, totalDataLen,
 longSampleRate, channels, byteRate);
 while (in.read(data) != -1) {
 out.write(data);
 out.flush();

 }
 Log.e(TAG, "pcmToWav: 停止处理");
 in.close();
 out.close();
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
}

/**
* 加入wav文件头
*/
private void writeWaveFileHeader(FileOutputStream out, long totalAudioLen,
 long totalDataLen, long longSampleRate, int channels, long byteRate)
 throws IOException {
 byte[] header = new byte;
 // RIFF/WAVE header
 header = 'R';
 header[1] = 'I';
 header[2] = 'F';
 header[3] = 'F';
 header[4] = (byte) (totalDataLen & 0xff);
 header[5] = (byte) ((totalDataLen >> 8) & 0xff);
 header[6] = (byte) ((totalDataLen >> 16) & 0xff);
 header[7] = (byte) ((totalDataLen >> 24) & 0xff);
 //WAVE
 header = 'W';
 header[9] = 'A';
 header[10] = 'V';
 header[11] = 'E';
 // 'fmt ' chunk
 header = 'f';
 header[13] = 'm';
 header[14] = 't';
 header[15] = ' ';
 // 4 bytes: size of 'fmt ' chunk
 header = 16;
 header[17] = 0;
 header[18] = 0;
 header[19] = 0;
 // format = 1
 header = 1;
 header[21] = 0;
 header[22] = (byte) channels;
 header[23] = 0;
 header[24] = (byte) (longSampleRate & 0xff);
 header[25] = (byte) ((longSampleRate >> 8) & 0xff);
 header[26] = (byte) ((longSampleRate >> 16) & 0xff);
 header[27] = (byte) ((longSampleRate >> 24) & 0xff);
 header[28] = (byte) (byteRate & 0xff);
 header[29] = (byte) ((byteRate >> 8) & 0xff);
 header[30] = (byte) ((byteRate >> 16) & 0xff);
 header[31] = (byte) ((byteRate >> 24) & 0xff);
 // block align
 header = (byte) (2 * 16 / 8);
 header[33] = 0;
 // bits per sample
 header = 16;
 header[35] = 0;
 //data
 header = 'd';
 header[37] = 'a';
 header[38] = 't';
 header[39] = 'a';
 header[40] = (byte) (totalAudioLen & 0xff);
 header[41] = (byte) ((totalAudioLen >> 8) & 0xff);
 header[42] = (byte) ((totalAudioLen >> 16) & 0xff);
 header[43] = (byte) ((totalAudioLen >> 24) & 0xff);
 out.write(header, 0, 44);
}
}</pre>
</div>
<h1>释放AudioRecord,录制流程完毕</h1>
调用release()方法释放资源
<div class="cnblogs_code">
<pre>mAudioRecord.release();</pre>
</div>
最后你就可以在指定目录下找到音频文件播放了
<h1> </h1>
<h1>最后介绍下其他API</h1>
<h3>获取AudioRecord初始化状态</h3>
<div class="cnblogs_code">
<pre>public int getState() {
return mState;
}</pre>
</div>
<pre class="highlighter-hljs" data-dark-theme="true"> </pre>
注意!这里是初始化状态,不是录制状态,它只会返回2个状态
<ul>
<li>AudioRecord#STATE_INITIALIZED  　　//已经初始化</li>
<li>AudioRecord#STATE_UNINITIALIZED  //没有初始化</li>
</ul>
<h3>获取AudioRecord录制状态</h3>
<div class="cnblogs_code">
<pre>public int getRecordingState() {
 synchronized (mRecordingStateLock) {
 return mRecordingState;
 }
}</pre>
</div>
<pre class="highlighter-hljs" data-dark-theme="true"> </pre>
返回录制状态,它只返回2个状态
<ul>
<li>AudioRecord#RECORDSTATE_STOPPED    //停止录制</li>
<li>AudioRecord#RECORDSTATE_RECORDING    //正在录制</li>
</ul>
<pre class="highlighter-hljs" data-dark-theme="true"><code> </code></pre>
 

</div>
<div id="MySignature" role="contentinfo">
<div style="text-align: center">
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