Android音频开发(二)——音频采集与播放

上一节中我们介绍了音频的一些基本知识,这一节我们来讲述如何采集音频数据,然后将采集到的音频播放出来。

Android SDK 提供了两套音频采集的API,分别是:MediaRecorder 和 AudioRecord。根据官方文档的说法,该AudioRecord类管理Java应用程序的音频资源记录来自平台的音频输入硬件音频。
这是通过“拉”(读)从AudioRecord对象中的数据来实现的。
该应用程序负责轮询使用以下三种方法之一AudioRecord对象在时间:
read(byte[], int, int),read(byte[], int, int),read(short[], int, int),read(short[], int, int)或read(ByteBuffer, int),read(java.nio.ByteBuffer, int)。要使用的方法的选择将基于这是最方便的AudioRecord的用户的声音数据的存储格式。

可以看见,它是更接近底层的方法,我们可以拿到byte原始的pcm数据。而MediaRecorder是更上层的API,它不仅可以记录音频,还可以录制视频,它的工作流如下图:


Android音频开发(二)——音频采集与播放_第1张图片
mediarecorder_state_diagram.gif

同理MediaPlayer和AudioTrack。

本节我们将用AudioRecord来采集音频并用AudioTrack播放出来

一、使用AudioRecord之前的准备工作

首先,我们了解一下 AudioRecord 的工作流程:

(1) 配置参数,初始化内部的音频缓冲区
(2) 开始采集
(3) 新建一个线程,不断地从 AudioRecord 的缓冲区将音频数据“读”出来,注意,这个过程一定要及时,否则就会出现“overrun”的错误,该错误在音频开发中比较常见,意味着应用层没有及时地“取走”音频数据,导致内部的音频缓冲区溢出。
(4) 停止采集,释放资源
注意:缓冲区即类似生产者-消费者模型,AudioRecord把采集到的音频数据放在缓冲区,我们从缓冲区取出数据。我们不要自己设置缓冲区的大小,因为采集音频实际上是调用底层的c函数,这跟具体的设备相关,我们需要通过下面的方法可以获得最小缓冲区的大小:
AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelInConfig, audioFormat);
它实际上是调用的native_get_min_buff_size(int sampleRateInHz, int channelCount, int audioFormat);

然后,肯定要申请权限


接下来,设置相关的参数,如采样率,通道数,位宽等。

    private int recBufSize, playBufSize;//采集缓冲区的大小,播放缓冲区的大小
    private static final int sampleRateInHz = 44100;//采样率
    private static final int channelInConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;//采集通道数
    private static final int channelOutConfig = AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO;//播放通道数
    private static final int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;//位数

    private AudioRecord mAudioRecord;
    private AudioTrack mAudioTrack;

    private boolean isRecording;//采集状态
    recBufSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelInConfig, audioFormat);
    playBufSize = AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelOutConfig, audioFormat);

    mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,
                sampleRateInHz, channelInConfig, audioFormat, recBufSize);

    mAudioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC,
                sampleRateInHz, channelOutConfig, audioFormat, playBufSize, AudioTrack.MODE_STREAM);

然后就是用线程去取数据

class RecordThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {

            //采集的音频缓冲区
            byte[] buffer = new byte[recBufSize];
            //开始采集
            mAudioRecord.startRecording();
            //采集的同时播放
            mAudioTrack.play();

            while (isRecording) {
                 //从音频缓冲区取出声音数据
                int bufferReadResult = mAudioRecord.read(buffer, 0, recBufSize);
                //播放音频缓冲区
                byte[] tempBuffer = new byte[bufferReadResult];

                 //把音频数据拷贝到播放缓冲区
                System.arraycopy(buffer, 0, tempBuffer, 0, bufferReadResult);
                //播放声音
                mAudioTrack.write(tempBuffer, 0, tempBuffer.length);

            }
            //结束播放和采集
            mAudioTrack.stop();
            mAudioRecord.stop();
        }
    }

可以设置按钮停止采集与播放,只需要设置isRecording为false即可。

二,测试一下

当你拿到手机上使用时,会发现声音会有很大回音,但是带上耳机后就没了。

这是由于采集的原始pcm数据没有降噪处理,这种现象叫啸叫。所以这也是为什么我们要编码去除冗余的信息的原因,下一节我们将讲怎么编码音频数据。

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