Android中如何實(shí)現(xiàn)音頻采集

這篇文章給大家分享的是有關(guān)Android中如何實(shí)現(xiàn)音頻采集的內(nèi)容。小編覺得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，一起跟隨小編過來看看吧。

在 Android 系統(tǒng)中，一般使用 AudioRecord 或者 MediaRecord 來采集音頻。

AudioRecord 是一個(gè)比較偏底層的API,它可以獲取到一幀幀 PCM 數(shù)據(jù)，之后可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

而 MediaRecorder 是基于 AudioRecorder 的 API(最終還是會(huì)創(chuàng)建AudioRecord用來與AudioFlinger進(jìn)行交互) ，它可以直接將采集到的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為執(zhí)行的編碼格式，并保存。

直播技術(shù)采用的就是 AudioRecorder 采集音頻數(shù)據(jù)。

基本API

獲取最小的緩沖區(qū)大小，用于存放 AudioRecord 采集到的音頻數(shù)據(jù)。

static public int getMinBufferSize(int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat)

AudioRecord構(gòu)造方法

根據(jù)具體的參數(shù)配置，請(qǐng)求硬件資源創(chuàng)建一個(gè)可以用于采集音頻的 AudioRecord 對(duì)象。

參數(shù)描述：

音頻采集基本概念

音頻采集一般使用 AudioRecod或者 MediaRecord

音頻采集的來源是什么？
MediaRecorder.AudioSource.MIC 一般是麥克風(fēng)

采樣率(單位：赫茲)
每秒鐘音頻采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)(8000/44100Hz)

聲道

1. AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO 單聲道，一個(gè)聲道進(jìn)行采樣

2. AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO 雙聲道，兩個(gè)聲道進(jìn)行采樣

音頻采樣精度

指定采樣的數(shù)據(jù)的格式和每次采樣的大小。

數(shù)據(jù)返回格式為 PCM 格式

每次采樣的位寬為 16bit

一般都采用這個(gè) AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT(官方文檔表示，該采樣精度保證所有設(shè)備都支持)

比特率

每秒傳送的比特(bit)數(shù)。單位為 bps(Bit Per Second)，比特率越高，傳送數(shù)據(jù)速度越快。

采樣率x采樣大小x聲道數(shù)
每秒鐘采樣的大小=16bit(位寬) 2(雙通道) 44100(每次采樣的次數(shù)hz) = 1411200b=1411.2kbps

比特率越大表示單位時(shí)間內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)越多，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。

audioResource

音頻采集的來源

audioSampleRate

音頻采樣率

channelConfig

聲道

audioFormat

音頻采樣精度，指定采樣的數(shù)據(jù)的格式和每次采樣的大小。

bufferSizeInBytes

AudioRecord 采集到的音頻數(shù)據(jù)所存放的緩沖區(qū)大小。

//設(shè)置采集來源為麥克風(fēng)
private static final int AUDIO_RESOURCE = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
//設(shè)置采樣率為44100，目前為常用的采樣率，官方文檔表示這個(gè)值可以兼容所有的設(shè)置
private final static int AUDIO_SAMPLE_RATE = 44100;
//設(shè)置聲道聲道數(shù)量為雙聲道
private final static int CHANNEL_CONFIG = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;
//設(shè)置采樣精度，將采樣的數(shù)據(jù)以PCM進(jìn)行編碼，每次采集的數(shù)據(jù)位寬為16bit。
private final static int AUDIO_FORMAT = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;

public AudioRecord(int audioSource, int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat, int bufferSizeInBytes)

開始采集

開始采集之后，狀態(tài)變?yōu)镽ECORDSTATE_RECORDING 。

public void startRecording ()

讀取錄制內(nèi)容，將采集到的數(shù)據(jù)讀取到緩沖區(qū)

方法調(diào)用的返回值的狀態(tài)碼：

情況異常：

1.ERROR_INVALID_OPERATION if the object wasn't properly initialized

2.ERROR_BAD_VALUE if the parameters don't resolve to valid data and indexes.

情況正常：the number of bytes that were read

public int read (ByteBuffer audioBuffer, int sizeInBytes)
public int read (byte[] audioData, int offsetInBytes, int sizeInBytes)
public int read (short[] audioData, int offsetInShorts, int sizeInShorts)

停止采集

停止采集之后，狀態(tài)變?yōu)?RECORDSTATE_STOPPED 。

public void stop ()

獲取AudioRecord的狀態(tài)

用于檢測AudioRecord是否確保了獲得適當(dāng)?shù)挠布Y源。在AudioRecord對(duì)象實(shí)例化之后調(diào)用。

STATE_INITIALIZED 初始完畢

STATE_UNINITIALIZED 未初始化

public int getState ()

返回當(dāng)前AudioRecord的采集狀態(tài)

public static final int RECORDSTATE_STOPPED = 1; 停止?fàn)顟B(tài)

調(diào)用 void stop() 之后的狀態(tài)

public static final int RECORDSTATE_RECORDING = 3;正在采集

調(diào)用 startRecording () 之后的狀態(tài)

public int getRecordingState()

AudioRecord 采集音頻的基本流程

權(quán)限

<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

構(gòu)造一個(gè) AudioRecord 對(duì)象。

開始采集。

讀取采集的數(shù)據(jù)。

停止采集。

構(gòu)造一個(gè) AudioRecord 對(duì)象

AudioRecord audioRecord = new AudioRecord(audioResource, audioSampleRate, channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes);

獲取 bufferSizeInBytes 值

bufferSizeInBytes 是 AudioRecord 采集到的音頻數(shù)據(jù)所存放的緩沖區(qū)大小。

注意：這個(gè)大小不能隨便設(shè)置，AudioRecord 提供對(duì)應(yīng)的 API 來獲取這個(gè)值。

this.bufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(audioSampleRate, channelConfig, audioFormat);

通過 bufferSizeInBytes 返回就可以知道傳入給 AudioRecord.getMinBufferSize 的參數(shù)是否支持當(dāng)前的硬件設(shè)備。

if (AudioRecord.ERROR_BAD_VALUE == bufferSizeInBytes || AudioRecord.ERROR == bufferSizeInBytes) {
  throw new RuntimeException("Unable to getMinBufferSize");
}

//bufferSizeInBytes is available...

開始采集

在開始錄音之前，首先要判斷一下 AudioRecord 的狀態(tài)是否已經(jīng)初始化完畢了。

//判斷AudioRecord的狀態(tài)是否初始化完畢
//在AudioRecord對(duì)象構(gòu)造完畢之后，就處于AudioRecord.STATE_INITIALIZED狀態(tài)了。
int state = audioRecord.getState();
if (state == AudioRecord.STATE_UNINITIALIZED) {
  throw new RuntimeException("AudioRecord STATE_UNINITIALIZED");
}

開始采集

audioRecord.startRecording();
//開啟線程讀取數(shù)據(jù)
new Thread(recordTask).start();

讀取采集的數(shù)據(jù)

上面提到， AudioRecord 在采集數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)將數(shù)據(jù)存放到緩沖區(qū)中，因此我們只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)流去從緩沖區(qū)中將采集的數(shù)據(jù)讀取出來即可。

創(chuàng)建一個(gè) 數(shù)據(jù)流 ，一邊從 AudioRecord 中讀取音頻數(shù)據(jù)到 緩沖區(qū) ，一邊將 緩沖區(qū) 中數(shù)據(jù)寫入到 數(shù)據(jù)流 。

因?yàn)樾枰褂肐O操作，因此讀取數(shù)據(jù)的過程應(yīng)該在子線程中執(zhí)行

//創(chuàng)建一個(gè)流，存放從AudioRecord讀取的數(shù)據(jù)
File saveFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), "audio-record.pcm");
DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(
        new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(saveFile)));

private Runnable recordTask = new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    //設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)
    android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIOR
    Log.i(TAG, "設(shè)置采集音頻線程優(yōu)先級(jí)");
    final byte[] data = new byte[bufferSizeInBytes];
    //標(biāo)記為開始采集狀態(tài)
    isRecording = true;
    Log.i(TAG, "設(shè)置當(dāng)前當(dāng)前狀態(tài)為采集狀態(tài)");
    //getRecordingState獲取當(dāng)前AudioReroding是否正在采集數(shù)據(jù)的狀態(tài)
    while (isRecording && audioRecord.getRecordingState() == AudioRecord
      //讀取采集數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)中，read就是讀取到的數(shù)據(jù)量
      final int read = audioRecord.read(data, 0, bufferSizeInBytes);
      if (AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION != read && AudioRecord.E
        //將數(shù)據(jù)寫入到文件中
        dataOutputStream.write(buffer,0,read);
      }
    }
  }
};

停止采集

/**
 * 停止錄音
 */
public void stopRecord() throws IOException {
  Log.i(TAG, "停止錄音，回收AudioRecord對(duì)象，釋放內(nèi)存");
  isRecording = false;
  if (audioRecord != null) {
    if (audioRecord.getRecordingState() == AudioRecord.RECORDSTATE_RECORDING) {
      audioRecord.stop();
      Log.i(TAG, "audioRecord.stop()");
    }
    if (audioRecord.getState() == AudioRecord.STATE_INITIALIZED) {
      audioRecord.release();
      Log.i(TAG, "audioRecord.release()");
    }
  }
}

幾個(gè)小問題

采集數(shù)據(jù)之后，保存的文件為 audio-record.pcm ，這個(gè)文件并不能使用普通的播放器播放。它是一個(gè)原始的文件，沒有任何播放格式，因此就無法被播放器識(shí)別并播放。

上面的問題可以有兩種解決方法

1. 使用 AudioTrack 播放 pcm 格式的音頻數(shù)據(jù)。

2. 將 pcm 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 wav 格式的數(shù)據(jù)，這樣就可以被播放器識(shí)別。

感謝各位的閱讀！關(guān)于“Android中如何實(shí)現(xiàn)音頻采集”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識(shí)，如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！