Vue中使用Web Audio API进行录音，并生成可供百度语音api使用的pcm音频文件

本文背景是需要通过浏览器进行录音，生成可供百度语音识别api使用的pcm音频文件，根据百度语音识别api文档要求，音频文件为pcm格式，单音道，16k采样率，16位深。本文仅就以上功能做最基本的实现。

1.三个基本概念

音频源，也就是音频输入，可以是直接从设备输入的音频，也可以是远程获取的音频文件。
处理节点，分析器和处理器，比如音调节点，音量节点，声音处理节点。
输出源，指音频渲染设备，一般情况下是用户设备的扬声器，即context.destination。其实，音频源和输出源也都可以视为节点，这三者的关系可以用这张图表示：
注：1.AudioContext的详细介绍可以参考AudioContext说明文档
        2.实际使用中可以存在多个处理节点，都可以使用connect依次关联起来
        3.输入源和输出源实质上也是节点，整个音频处理的过程就是每经过一个节点，就对音频信号做一次处理

2.使用Web Audio进行录音

按照上述流程顺序，依次讲解录音过程
2.1 输入源 getUserMedia
首先调用用户的麦克风设备，需要用到navigator.mediaDevices.getUserMedia()
这个方法，该方法会返回一个promise，成功回调的参数是一个MediaStream对象，该对象就是麦克风采集的语音。
然后该MediaStream流媒体对象需要传入createMediaStreamSource()方法中，用于创建一个新的MediaStreamAudioSourceNode对象，也就是创建了一个输入源节点，从而使得来自MediaStream的音频可以被播放和操作。

navigator.mediaDevices.getUserMedia({ audio: true }).then(function (stream) { // 务必分开写then
  var audioContext = new AudioContext()
  var sourceNode = audioContext.createMediaStreamSource(stream) //sourceNode就是得到的输入源节点
  })

2.2 处理节点createScriptProcessor
createScriptProcessor()方法用于创建一个处理节点，该处理节点有三个参数：

• bufferSize，缓冲区大小，以样本帧为单位。一般有以下值 256,512,1024,2048,4096,8192,16384。当传0时，系统会取当前环境最合适的缓冲区大小。每当缓冲区满时，则会触发audioprocess事件，即bufferSize控制着回调事件的频率。注：mdn提示 chrome 31版本的不支持传0的方式。
• numberOfInputChannels，值为整数，用于指定输入node的声道的数量，默认值是2，最高能为32，且不能为0。
• numberOfOutputChannels，值为整数，用于指定输出node的声道的数量，默认值是2，最高能取32，不能为0。
  由于百度语音识别api要求使用单音道，且采样率为16k，位深为16bit；而实际麦克风的录音的采样率为44.1k，双音道，故需要对输入源的音频进行处理，即通过监听onaudioprocess即可对音频信号进行处理

var scriptNode = audioContext.createScriptProcessor(4096, 1, 1)
scriptNode.onaudioprocess = event => {
audioData.input(event.inputBuffer.getChannelData(0)) //取单音道信号
}
//对音频信号进行处理
var audioData = {
  size: 0,
  buffer: [],
  input: function (data) {
    this.buffer.push(new Float32Array((data)))
    this.size += data.length
  },
  //得到格式为pcm,采样率为16k,位深为16bit的音频文件
  getData: function () {
    var sampleBits = 16
    var inputSampleRate = 44100
    var outputSampleRate = 16000
    var bytes = this.decompress(this.buffer, this.size, inputSampleRate, outputSampleRate)
    var dataLen = bytes.length * (sampleBits / 8)
    var buffer = new ArrayBuffer(dataLen) // For PCM , 浏览器无法播放pcm格式音频
    var data = new DataView(buffer)
    var offset = 0
    data = this.reshapeData(sampleBits, offset, bytes, data)   
    return new Blob([data], { type: 'audio/pcm' })
  },
  // 将收到的音频信号进行预处理，即将二维数组转成一维数组，并且对音频信号进行降采样
  decompress: function (buffer, size, inputSampleRate, outputSampleRate) {
    var data = new Float32Array(size)
    var offset = 0
    for (var i = 0; i < buffer.length; i++) {
      data.set(buffer[i], offset)
      offset += buffer[i].length
    }
    // 降采样，采取每interval长度取一个信号点的方式
    var interval = parseInt(inputSampleRate / outputSampleRate)
    var length = data.length / interval
    var result = new Float32Array(length)
    var index = 0; var j = 0
    while (index < length) {
      result[index] = data[j]
      j += interval
      index++
    }
    return result
  },
  //将音频信号转为16bit位深
  reshapeData: function (sampleBits, offset, bytes, data) {
    var s
    for (var i = 0; i < bytes.length; i++, offset += (sampleBits / 8)) {
      s = Math.max(-1, Math.min(1, bytes[i]))
      data.setInt16(offset, s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7FFF, true)
    }
    return data
  }

2.3 输出源 audioContext.destination
输出源为connnect的最终节点
以上三个节点Source Node，scriptNode 和 audioContext.destination通过connect相连

sourceNode.connect(scriptNode) //输入源节点连接到处理节点
scriptNode.connect(audioContext.destination) //处理节点连接到输出源节点

3.整个代码如下:

test.vue

<template>
  <div>
    <audio id="player" controls autoplay></audio>
    <button id="btn-start-recording" @click="startRecording">录音</button>
    <button id="btn-stop-recording" @click="stopRecording">停止</button>
    <button id="btn-play-recording" @click="getRecording">获取文件</button>
  </div>
</template>
<script>
import { Recorder } from '../utils/recorder'
var recorder = null
export default {
  name: 'test',
  data: function () {
    return {
      area: 'province',
      recorder: null,
      temp: null
    }
  },
  methods: {
    startRecording: function () {
        Recorder.get(function (rec) {
        recorder = rec
        recorder.start()
      })
    },
    stopRecording: function () {
      recorder.stop()
    },
    getRecording: function () {
      var file = recorder.getBlob()  //得到需要的pcm文件
      console.log(file)
    },
    beforeDestroy () {
    	if (recorder !== null) {
    		recorder.stop()
		recorder = null
   	 }
    }
}
</script>

recorder.js

function Recorder (stream) {
  var audioContext = new AudioContext()
  var sourceNode = audioContext.createMediaStreamSource(stream)
  var scriptNode = audioContext.createScriptProcessor(4096, 1, 1)
  var audioData = {
    size: 0,
    buffer: [],
    input: function (data) {
      this.buffer.push(new Float32Array((data)))
      this.size += data.length
    },
    getData: function () {
      var sampleBits = 16
      var inputSampleRate = 44100
      var outputSampleRate = 16000
      var bytes = this.decompress(this.buffer, this.size, inputSampleRate, outputSampleRate)
      var dataLen = bytes.length * (sampleBits / 8)
      var buffer = new ArrayBuffer(dataLen) // For PCM , 浏览器无法播放pcm格式音频
      var data = new DataView(buffer)
      var offset = 0
      data = this.reshapeData(sampleBits, offset, bytes, data)
      return new Blob([data], { type: 'audio/pcm' })
    },
    // 将二维数组转成一维数组
    decompress: function (buffer, size, inputSampleRate, outputSampleRate) {
      var data = new Float32Array(size)
      var offset = 0
      for (var i = 0; i < buffer.length; i++) {
        data.set(buffer[i], offset)
        offset += buffer[i].length
      }
      // 降采样
      var interval = parseInt(inputSampleRate / outputSampleRate)
      var length = data.length / interval
      var result = new Float32Array(length)
      var index = 0; var j = 0
      while (index < length) {
        result[index] = data[j]
        j += interval
        index++
      }
      return result
    },
    reshapeData: function (sampleBits, offset, bytes, data) {
      var s
      for (var i = 0; i < bytes.length; i++, offset += (sampleBits / 8)) {
        s = Math.max(-1, Math.min(1, bytes[i]))
        data.setInt16(offset, s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7FFF, true)
      }
      return data
    }
  }
  // 监听录音的过程
  var buffers = []
  scriptNode.onaudioprocess = event => {
    audioData.input(event.inputBuffer.getChannelData(0))
   }
  this.start = function () {
    sourceNode.connect(scriptNode)
    scriptNode.connect(audioContext.destination)
  }
  this.stop = function () {
    sourceNode.disconnect()
    scriptNode.disconnect()  }
  this.getBlob = function () {
    return audioData.getData()
   }
 }
Recorder.get = function (callback) {
  navigator.mediaDevices.getUserMedia({ audio: true }).then(function (stream) { // 务必分开写then
    var rec = new Recorder(stream)
    callback(rec)
  })
}
export { Recorder }