Android音频采集常用方式详解-android 音频采集

前言

Android音频采集
android音频采集一般两种方式：
AudioRecord和MediaRecorder两种都可以录制音频，MediaRecorder已实现大量的封装，操作起来更加简单，而AudioRecord使用起来更加灵活，能实现更多的功能

一、Android音频采集

1.AudioRecord

基于字节流录音；
可以实现语音的实时处理，进行边录边播，对音频的实时处理；
AudioRecord是一个比较偏底层的API,它可以获取到一帧帧PCM数据，之后可以对这些数据进行处理；
输出的是PCM的语音数据，如果保存成音频文件是不能被播放器播放的。要用到AudioTrack这个去进行处理；

2.MediaRecorder

基于文件录音；
MediaRecorder 是基于 AudioRecorder 的 API(最终还是会创建AudioRecord用来与AudioFlinger进行交互) ，它可以直接将采集到的音频数据转化为执行的编码格式，并保存；
已集成了录音，编码，压缩等，支持少量的音频格式文件；
封装度很高，操作简单；

二、MediaRecorder实现

MediaRecorder（这里需要注意，无论录制还是播放都是一个耗时操作，需要在非主线程中去操作）。

实现录音的主要代码：

private boolean start() {
        try {
            //创建MediaRecorder
            mMediaRecorder = new MediaRecorder();
            //创建录音文件
            mRecorderFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()
                    + "/recorderdemo/" + System.currentTimeMillis() + ".m4a");
            if (!mRecorderFile.getParentFile().exists()) mRecorderFile.getParentFile().mkdirs();
            mRecorderFile.createNewFile();
            //配置MediaRecorder
            //从麦克风采集
            mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);
            //保存文件为MP4格式
            mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.MPEG_4);
            //所有android系统都支持的适中采样的频率
            mMediaRecorder.setAudioSamplingRate(44100);
            //通用的AAC编码格式
            mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AAC);
            //设置音质频率
            mMediaRecorder.setAudioEncodingBitRate(96000);
            //设置文件录音的位置
            mMediaRecorder.setOutputFile(mRecorderFile.getAbsolutePath());
            //开始录音
            mMediaRecorder.prepare();
            mMediaRecorder.start();
            startRecorderTime = System.currentTimeMillis();
        } catch (Exception e) {
            Toast.makeText(FileActivity.this, "录音失败，请重试", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return false;
        }
        //记录开始录音时间，用于统计时长，小于3秒中，录音不发送
        return true;
    }

二、AudioRecord音频采集

1.参数介绍

AudioRecord的基本参数；
audioResource:音频采集的来源；
audioSampleRate:音频采样率；
channelConfig:声道；
audioFormat:音频采样精度，指定采样的数据的格式和每次采样的大小；
bufferSizeInBytes：AudioRecord 采集到的音频数据所存放的缓冲区大小；

//指定音频源 这个和MediaRecorder是相同的 MediaRecorder.AudioSource.MIC指的是麦克风
        private static final int mAudioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
        //指定采样率 （MediaRecoder 的采样率通常是8000Hz AAC的通常是44100Hz。设置采样率为44100，目前为常用的采样率，官方文档表示这个值可以兼容所有的设置）
        private static final int mSampleRateInHz=44100 ;
        //指定捕获音频的声道数目。在AudioFormat类中指定用于此的常量
        private static final int mChannelConfig= AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO; //单声道
        //指定音频量化位数 ,在AudioFormaat类中指定了以下各种可能的常量。通常我们选择ENCODING_PCM_16BIT和ENCODING_PCM_8BIT PCM代表的是脉冲编码调制，它实际上是原始音频样本。
        //因此可以设置每个样本的分辨率为16位或者8位，16位将占用更多的空间和处理能力,表示的音频也更加接近真实。
        private static final int mAudioFormat=AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
        //指定缓冲区大小。调用AudioRecord类的getMinBufferSize方法可以获得。
        private int mBufferSizeInBytes= AudioRecord.getMinBufferSize(mSampleRateInHz,mChannelConfig, mAudioFormat);//计算最小缓冲区
        //创建AudioRecord。AudioRecord类实际上不会保存捕获的音频，因此需要手动创建文件并保存下载。 
        private AudioRecord mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,mSampleRateInHz,mChannelConfig,
                mAudioFormat, mBufferSizeInBytes);//创建AudioRecorder对象

2.音频采集

添加权限

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

采集流程
构造一个 AudioRecord 对象。
开始采集；
读取采集的数据；
停止采集；

采集代码如下：

import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;
import android.os.Environment;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
public class AudioRecordTest extends AppCompatActivity implements Runnable {
   private Button mBtnStartRecord,mBtnStopRecord;
   //指定音频源 这个和MediaRecorder是相同的 MediaRecorder.AudioSource.MIC指的是麦克风
   private static final int mAudioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
   //指定采样率 （MediaRecoder 的采样率通常是8000Hz AAC的通常是44100Hz。设置采样率为44100，目前为常用的采样率，官方文档表示这个值可以兼容所有的设置）
   private static final int mSampleRateInHz=44100 ;
   //指定捕获音频的声道数目。在AudioFormat类中指定用于此的常量
   private static final int mChannelConfig= AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO; //单声道
   //指定音频量化位数 ,在AudioFormaat类中指定了以下各种可能的常量。通常我们选择ENCODING_PCM_16BIT和ENCODING_PCM_8BIT PCM代表的是脉冲编码调制，它实际上是原始音频样本。
   //因此可以设置每个样本的分辨率为16位或者8位，16位将占用更多的空间和处理能力,表示的音频也更加接近真实。
   private static final int mAudioFormat=AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
   //指定缓冲区大小。调用AudioRecord类的getMinBufferSize方法可以获得。
   private int mBufferSizeInBytes;
   private File mRecordingFile;//储存AudioRecord录下来的文件
   private boolean isRecording = false; //true表示正在录音
   private AudioRecord mAudioRecord=null;
   private File mFileRoot=null;//文件目录
   //存放的目录路径名称
   private static final String mPathName = getFilesDir()+ "/audiioRecordtest";
   //保存的音频文件名
   private static final String mFileName = "audiorecordtest.pcm";
   //缓冲区中数据写入到数据，因为需要使用IO操作，因此读取数据的过程应该在子线程中执行。
   private Thread mThread;
   private DataOutputStream mDataOutputStream;
   @Override
   protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
       super.onCreate(savedInstanceState);
       setContentView(R.layout.activity_audio_record);
       initDatas();
       initUI();
   }
   //初始化数据
   private void initDatas() {
       mBufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(mSampleRateInHz,mChannelConfig, mAudioFormat);//计算最小缓冲区
       mAudioRecord = new AudioRecord(mAudioSource,mSampleRateInHz,mChannelConfig,
               mAudioFormat, mBufferSizeInBytes);//创建AudioRecorder对象
       mFileRoot = new File(mPathName);
       if(!mFileRoot.exists())
           mFileRoot.mkdirs();//创建文件夹
   }
   //初始化UI
   private void initUI() {
       mBtnStartRecord = findViewById(R.id.btn_start_record);
       mBtnStopRecord = findViewById(R.id.btn_stop_record);
       mBtnStartRecord.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
           @Override
           public void onClick(View v) {
               startRecord();
           }
       });
       mBtnStopRecord.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
           @Override
           public void onClick(View v) {
               stopRecord();
           }
       });
   }
 //开始录音
    public void startRecord() {
        //AudioRecord.getMinBufferSize的参数是否支持当前的硬件设备
        if (AudioRecord.ERROR_BAD_VALUE == mBufferSizeInBytes || AudioRecord.ERROR == mBufferSizeInBytes) {
            throw new RuntimeException("Unable to getMinBufferSize");
        }else{
            destroyThread();
            isRecording = true;
            if(mThread == null){
                mThread = new Thread(this);
                mThread.start();//开启线程
            }
        }
    }
    /**
     * 销毁线程方法
     */
    private void destroyThread() {
        try {
            isRecording = false;
            if (null != mThread && Thread.State.RUNNABLE == mThread.getState()) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                    mThread.interrupt();
                } catch (Exception e) {
                    mThread = null;
                }
            }
            mThread = null;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            mThread = null;
        }
    }
    //停止录音
    public void stopRecord() {
        isRecording = false;
        //停止录音，回收AudioRecord对象，释放内存
        if (mAudioRecord != null) {
            if (mAudioRecord.getState() == AudioRecord.STATE_INITIALIZED) {//初始化成功
                mAudioRecord.stop();
            }
            if (mAudioRecord  !=null ) {
                mAudioRecord.release();
            }
        }
    }
    @Override
    public void run() {
        //标记为开始采集状态
        isRecording = true;
        //创建一个流，存放从AudioRecord读取的数据
        mRecordingFile = new File(mFileRoot,mFileName);
        if(mRecordingFile.exists()){//音频文件保存过了删除
            mRecordingFile.delete();
        }
        try {
            mRecordingFile.createNewFile();//创建新文件
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            Log.e("lu","创建储存音频文件出错");
        }
        try {
            //获取到文件的数据流
            mDataOutputStream = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(mRecordingFile)));
            byte[] buffer = new byte[mBufferSizeInBytes];
            //判断AudioRecord未初始化，停止录音的时候释放了，状态就为STATE_UNINITIALIZED
            if(mAudioRecord.getState() == mAudioRecord.STATE_UNINITIALIZED){
                initDatas();
            }
            mAudioRecord.startRecording();//开始录音
            //getRecordingState获取当前AudioReroding是否正在采集数据的状态
            while (isRecording && mAudioRecord.getRecordingState() == AudioRecord.RECORDSTATE_RECORDING) {
                int bufferReadResult = mAudioRecord.read(buffer,0,mBufferSizeInBytes);
                for (int i = 0; i < bufferReadResult; i++)
                {
                    mDataOutputStream.write(buffer[i]);
                }
            }
            mDataOutputStream.close();
        } catch (Throwable t) {
            Log.e("lu", "Recording Failed");
            stopRecord();
        }
    }
    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        destroyThread();
        stopRecord();
    }
}

总结

AudioRecord这种方式采集最为灵活，使开发者最大限度的处理采集的音频,同时它捕获到的音频是原始音频PCM格式的！像做变声处理的需要就必须要用它收集音频；