Android语音——speex编码解码（一）

Android中录音使用AudioRecord录音后的格式为pcm，要想播放需要转换格式，可以加入44字节的头转换为wav格式然后播放，但是我们要在网络上传输还是要把音频压缩一下，压缩为speex文件方便传输，节省流量，下面讲解怎样打speex的so库，和怎样使用speex在wav和spx文件之间相互转换。

1.在speex官网上下载speex源码 https://www.speex.org/downloads/

2.得到speex-1.2rc2.tar.gz ，然后解压缩得到speex文件夹内容如图

3.创建一个Android项目，命名为Speex，项目中新建jni目录，并把speex源码目录下的libspeex和include目录及其子目录文件全部拷贝到$project/jni目录下，拷贝完成如下图：

4.创建几个文件

• 在jni目录下新增Android.mk文件，复制如下内容（意思是编译speex_jni.cpp和libspeex下所有的c文件，有三个测试文件不用编译testenc_uwb.c、testenc_wb.c 、testenc.c ）

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := libspeex
LOCAL_CFLAGS = -DFIXED_POINT -DUSE_KISS_FFT -DEXPORT="" -UHAVE_CONFIG_H
LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include

#LOCAL_SRC_FILES :=  
LOCAL_SRC_FILES := speex_jni.cpp \
        ./libspeex/bits.c \
        ./libspeex/cb_search.c \
        ./libspeex/exc_10_16_table.c \
        ./libspeex/exc_10_32_table.c \
        ./libspeex/exc_20_32_table.c \
        ./libspeex/exc_5_256_table.c \
        ./libspeex/exc_5_64_table.c \
        ./libspeex/exc_8_128_table.c \
        ./libspeex/filters.c \
        ./libspeex/gain_table_lbr.c \
        ./libspeex/gain_table.c \
        ./libspeex/hexc_10_32_table.c \
        ./libspeex/hexc_table.c \
        ./libspeex/high_lsp_tables.c \
        ./libspeex/kiss_fft.c \
        ./libspeex/kiss_fftr.c \
        ./libspeex/lpc.c \
        ./libspeex/lsp_tables_nb.c \
        ./libspeex/lsp.c \
        ./libspeex/ltp.c \
        ./libspeex/modes_wb.c \
        ./libspeex/modes.c \
        ./libspeex/nb_celp.c \
        ./libspeex/quant_lsp.c \
        ./libspeex/sb_celp.c \
        ./libspeex/smallft.c \
        ./libspeex/speex_callbacks.c \
        ./libspeex/speex_header.c \
        ./libspeex/speex.c \
        ./libspeex/stereo.c \
        ./libspeex/vbr.c \
        ./libspeex/vorbis_psy.c \
        ./libspeex/vq.c \
        ./libspeex/window.c \

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

• 在jni目录下增加Application.mk，复制内容如下（意思是编译所有平台下的so文件）：

APP_ABI := all

• 在jni/include/speex/目录下新增speex_config_types.h文件，复制内容如下：

#ifndef __SPEEX_TYPES_H__
#define __SPEEX_TYPES_H__

typedef short spx_int16_t;
typedef unsigned short spx_uint16_t;
typedef int spx_int32_t;
typedef unsigned int spx_uint32_t;

#endif

• 在包com.speex.util中新建SpeexUtil类，复制以下内容（主要定义native方法）

package com.speex.util;

/**
 * 
 * @author jxn
 * 2016年11月15日有更新，更改默认压缩比，并增加单例模式，重新打jar包
 */
public class SpeexUtil {

    /*
     * quality 1 : 4kbps (very noticeable artifacts, usually intelligible) 2 :
     * 6kbps (very noticeable artifacts, good intelligibility) 4 : 8kbps
     * (noticeable artifacts sometimes) 6 : 11kpbs (artifacts usually only
     * noticeable with headphones) 8 : 15kbps (artifacts not usually noticeable)
     */
    //设置为4时压缩比为1/16(与编解码密切相关)
    private static final int DEFAULT_COMPRESSION = 4;

    static {
        try {
            System.loadLibrary("speex");
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static SpeexUtil speexUtil = null;

    SpeexUtil() {
        open(DEFAULT_COMPRESSION);
    }

    public static SpeexUtil getInstance(){
        if (speexUtil == null) {    
            synchronized (SpeexUtil.class) {    
               if (speexUtil == null) {    
                   speexUtil = new SpeexUtil();   
               }    
            }    
        }    
        return speexUtil;
    }

    public native int open(int compression);

    public native int getFrameSize();

    public native int decode(byte encoded[], short lin[], int size);

    public native int encode(short lin[], int offset, byte encoded[], int size);

    public native void close();


}

• 在jni根目录下新建speex_jni.cpp实现刚才的native方法，复制内容：

#include 

#include 
#include 

#include 

static int codec_open = 0;

static int dec_frame_size;
static int enc_frame_size;

static SpeexBits ebits, dbits;
void *enc_state;
void *dec_state;

static JavaVM *gJavaVM;

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_open
  (JNIEnv *env, jobject obj, jint compression) {
    int tmp;

    if (codec_open++ != 0)
        return (jint)0;

    speex_bits_init(&ebits);
    speex_bits_init(&dbits);

    enc_state = speex_encoder_init(&speex_nb_mode); 
    dec_state = speex_decoder_init(&speex_nb_mode); 
    tmp = compression;
    speex_encoder_ctl(enc_state, SPEEX_SET_QUALITY, &tmp);
    speex_encoder_ctl(enc_state, SPEEX_GET_FRAME_SIZE, &enc_frame_size);
    speex_decoder_ctl(dec_state, SPEEX_GET_FRAME_SIZE, &dec_frame_size);

    return (jint)0;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_encode
    (JNIEnv *env, jobject obj, jshortArray lin, jint offset, jbyteArray encoded, jint size) {

        jshort buffer[enc_frame_size];
        jbyte output_buffer[enc_frame_size];
    int nsamples = (size-1)/enc_frame_size + 1;
    int i, tot_bytes = 0;

    if (!codec_open)
        return 0;

    speex_bits_reset(&ebits);

    for (i = 0; i < nsamples; i++) {
        env->GetShortArrayRegion(lin, offset + i*enc_frame_size, enc_frame_size, buffer);
        speex_encode_int(enc_state, buffer, &ebits);
    }

    tot_bytes = speex_bits_write(&ebits, (char *)output_buffer,
                     enc_frame_size);
    env->SetByteArrayRegion(encoded, 0, tot_bytes,
                output_buffer);

        return (jint)tot_bytes;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_decode
    (JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray encoded, jshortArray lin, jint size) {

        jbyte buffer[dec_frame_size];
        jshort output_buffer[dec_frame_size];
        jsize encoded_length = size;

    if (!codec_open)
        return 0;

    env->GetByteArrayRegion(encoded, 0, encoded_length, buffer);
    speex_bits_read_from(&dbits, (char *)buffer, encoded_length);
    speex_decode_int(dec_state, &dbits, output_buffer);
    env->SetShortArrayRegion(lin, 0, dec_frame_size,
                 output_buffer);

    return (jint)dec_frame_size;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_getFrameSize
    (JNIEnv *env, jobject obj) {

    if (!codec_open)
        return 0;
    return (jint)enc_frame_size;

}

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_close
    (JNIEnv *env, jobject obj) {

    if (--codec_open != 0)
        return;

    speex_bits_destroy(&ebits);
    speex_bits_destroy(&dbits);
    speex_decoder_destroy(dec_state); 
    speex_encoder_destroy(enc_state); 
}

新增完成后目录结构如下（共增加了5个文件）：

5.下面开始生成so库

使用ndk-build生成so文件，生成方法参考本文：HelloJni导入到Eclipse及命令行编译

编译完成，如图：

刷新项目后，生成了obj文件夹：

6.将Speex提供为jar包和so的形式供外部项目使用，使用时拷贝jar包到lib中，so拷贝到lib中对应的平台下

打开cmd，运行下图中命令将SpeexUtil.class打入jar包内

最后附上源码和打包的jar和so库下载地址：

http://download.csdn.net/detail/jianiuqi/9683657

下一篇文件中将介绍怎样使用生成的jar完成wav转speex和speex转wav，并提供了使用示例源码下载（包括AS和Eclipse版本）：
Android语音——speex编码解码（二）