iOS 录音、音频的拼接剪切以及边录边压缩转码

总体内容
1、录音实现
2、录音的编辑 (拼接音频:可以设置多段,音频的剪切:按照时间段剪切)
3、lame静态库进行压缩转码

一、录音实现

  • 1.1、导入 AVFoundation 框架,多媒体的处理, 基本上都使用这个框架

    #import 
    
  • 1.2、使用 AVAudioRecorder 进行录音,定义一个JKAudioTool 管理录音的类

    • (1)、定义一个录音对象,懒加载

      @property (nonatomic, strong) AVAudioRecorder *audioRecorder;
      
      -(AVAudioRecorder *)audioRecorder
      {
          if (!_audioRecorder) {
      
             // 0. 设置录音会话
             /**
               AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord: 可以边播放边录音(也就是平时看到的背景音乐)
              */
             [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:nil];
             // 启动会话
             [[AVAudioSession sharedInstance] setActive:YES error:nil];
      
             // 1. 确定录音存放的位置
             NSURL *url = [NSURL URLWithString:self.recordPath];
      
             // 2. 设置录音参数
             NSMutableDictionary *recordSettings = [[NSMutableDictionary alloc] init];
             // 设置编码格式
             /**
               kAudioFormatLinearPCM: 无损压缩,内容非常大
               kAudioFormatMPEG4AAC
             */
             [recordSettings setValue :[NSNumber numberWithInt: kAudioFormatLinearPCM] forKey: AVFormatIDKey];
             // 采样率(通过测试的数据,根据公司的要求可以再去调整),必须保证和转码设置的相同
             [recordSettings setValue :[NSNumber numberWithFloat:11025.0] forKey: AVSampleRateKey];
             // 通道数(必须设置为双声道, 不然转码生成的 MP3 会声音尖锐变声.)
             [recordSettings setValue :[NSNumber numberWithInt:2] forKey: AVNumberOfChannelsKey];
      
             //音频质量,采样质量(音频质量越高,文件的大小也就越大)
             [recordSettings setValue:[NSNumber numberWithInt:AVAudioQualityMin] forKey:AVEncoderAudioQualityKey];
      
             // 3. 创建录音对象
             _audioRecorder = [[AVAudioRecorder alloc] initWithURL:url settings:recordSettings error:nil];
             _audioRecorder.meteringEnabled = YES;
           }
         return _audioRecorder;
      }
      

    提示:设置 AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord: 可以边播放边录音(也就是平时看到的背景音乐)

    • [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:nil];
    • AVSampleRateKey 必须保证和转码设置的相同.
    • AVNumberOfChannelsKey 必须设置为双声道, 不然转码生成的 MP3 会声音尖锐变声.
    • (2)、开始录音

      - (void)beginRecordWithRecordPath: (NSString *)recordPath {
          // 记录录音地址
          _recordPath = recordPath;
          // 准备录音
          [self.audioRecorder prepareToRecord];
          // 开始录音
          [self.audioRecorder record];
      }
      
    • (3)、结束录音

      - (void)endRecord {
           [self.audioRecorder stop];
      }
      
    • (4)、暂停录音

      - (void)pauseRecord {
          [self.audioRecorder pause];
      }
      
    • (5)、删除录音

      - (void)deleteRecord {
           [self.audioRecorder stop];
           [self.audioRecorder deleteRecording];
      }
      
    • (6)、重新录音

      - (void)reRecord {
      
          self.audioRecorder = nil;
          [self beginRecordWithRecordPath:self.recordPath];
      }
      
    • (7)、更新音频测量值

      -(void)updateMeters
      {
          [self.audioRecorder updateMeters];
      }
      

      提示:更新音频测量值,注意如果要更新音频测量值必须设置meteringEnabled为YES,通过音频测量值可以即时获得音频分贝等信息
      @property(getter=isMeteringEnabled) BOOL meteringEnabled:是否启用音频测量,默认为NO,一旦启用音频测量可以通过updateMeters方法更新测量值

    • (8)、获得指定声道的分贝峰值

      - (float)peakPowerForChannel0{
      
          [self.audioRecorder updateMeters];
          return [self.audioRecorder peakPowerForChannel:0];
      }
      

      提示:获得指定声道的分贝峰值,注意如果要获得分贝峰值必须在此之前调用updateMeters方法

二、录音的编辑

  • 2.1、理论基础

    • AVAsset:音频源
    • AVAssetTrack:素材的轨道
    • AVMutableComposition :一个用来合成视频的"合成器"
    • AVMutableCompositionTrack :"合成器"中的轨道,里面可以插入各种对应的素材
  • 2.2、拼接录音

    #pragma mark 音频的拼接:追加某个音频在某个音频的后面
    /**
       音频的拼接
    
       @param fromPath 前段音频路径
       @param toPath 后段音频路径
       @param outputPath 拼接后的音频路径
     */
    +(void)addAudio:(NSString *)fromPath toAudio:(NSString *)toPath outputPath:(NSString *)outputPath{
    
        // 1. 获取两个音频源
        AVURLAsset *audioAsset1 = [AVURLAsset assetWithURL:[NSURL fileURLWithPath:fromPath]];
        AVURLAsset *audioAsset2 = [AVURLAsset assetWithURL:[NSURL fileURLWithPath:toPath]];
    
        // 2. 获取两个音频素材中的素材轨道
        AVAssetTrack *audioAssetTrack1 = [[audioAsset1 tracksWithMediaType:AVMediaTypeAudio] firstObject];
        AVAssetTrack *audioAssetTrack2 = [[audioAsset2 tracksWithMediaType:AVMediaTypeAudio] firstObject];
    
        // 3. 向音频合成器, 添加一个空的素材容器
        AVMutableComposition *composition = [AVMutableComposition composition];
        AVMutableCompositionTrack *audioTrack = [composition addMutableTrackWithMediaType:AVMediaTypeAudio preferredTrackID:0];
    
        // 4. 向素材容器中, 插入音轨素材
        [audioTrack insertTimeRange:CMTimeRangeMake(kCMTimeZero, audioAsset2.duration) ofTrack:audioAssetTrack2 atTime:kCMTimeZero error:nil];
        [audioTrack insertTimeRange:CMTimeRangeMake(kCMTimeZero, audioAsset1.duration) ofTrack:audioAssetTrack1 atTime:audioAsset2.duration error:nil];
    
        // 5. 根据合成器, 创建一个导出对象, 并设置导出参数
        AVAssetExportSession *session = [[AVAssetExportSession alloc] initWithAsset:composition presetName:AVAssetExportPresetAppleM4A];
        session.outputURL = [NSURL fileURLWithPath:outputPath];
        // 导出类型
        session.outputFileType = AVFileTypeAppleM4A;
    
        // 6. 开始导出数据
        [session exportAsynchronouslyWithCompletionHandler:^{
      
              AVAssetExportSessionStatus status = session.status;
              /**
                 AVAssetExportSessionStatusUnknown,
                 AVAssetExportSessionStatusWaiting,
                 AVAssetExportSessionStatusExporting,
                 AVAssetExportSessionStatusCompleted,
                 AVAssetExportSessionStatusFailed,
                 AVAssetExportSessionStatusCancelled
               */
              switch (status) {
                   case AVAssetExportSessionStatusUnknown:
                      NSLog(@"未知状态");
                   break;
                   case AVAssetExportSessionStatusWaiting:
                      NSLog(@"等待导出");
                   break;
                   case AVAssetExportSessionStatusExporting:
                      NSLog(@"导出中");
                   break;
                   case AVAssetExportSessionStatusCompleted:{
              
                      NSLog(@"导出成功,路径是:%@", outputPath);
                   }
                   break;
                   case AVAssetExportSessionStatusFailed:
              
                      NSLog(@"导出失败");
                   break;
                   case AVAssetExportSessionStatusCancelled:
                      NSLog(@"取消导出");
                   break;
                   default:
                   break;
               }   
         }];  
    }
    
  • 2.3、音频的剪切

    /**
       音频的剪切
    
       @param audioPath 要剪切的音频路径
       @param fromTime 开始剪切的时间点
       @param toTime 结束剪切的时间点
       @param outputPath 剪切成功后的音频路径
      */
    +(void)cutAudio:(NSString *)audioPath fromTime:(NSTimeInterval)fromTime toTime:(NSTimeInterval)toTime outputPath:(NSString *)outputPath{
    
         // 1. 获取音频源
         AVURLAsset *asset = [AVURLAsset assetWithURL:[NSURL fileURLWithPath:audioPath]];
    
         // 2. 创建一个音频会话, 并且,设置相应的配置
         AVAssetExportSession *session = [AVAssetExportSession exportSessionWithAsset:asset presetName:AVAssetExportPresetAppleM4A];
         session.outputFileType = AVFileTypeAppleM4A;
         session.outputURL = [NSURL fileURLWithPath:outputPath];
        CMTime startTime = CMTimeMake(fromTime, 1);
        CMTime endTime = CMTimeMake(toTime, 1);
        session.timeRange = CMTimeRangeFromTimeToTime(startTime, endTime);
    
         // 3. 导出
         [session exportAsynchronouslyWithCompletionHandler:^{
              AVAssetExportSessionStatus status = session.status;
              if (status == AVAssetExportSessionStatusCompleted)        
              {
                    NSLog(@"导出成功");
              }
         }];
    }
    

三、lame静态库

  • 3.1、lame 静态库简介

    • LAME 是一个开源的MP3音频压缩软件。LAME是一个递归缩写,来自LAME Ain't an MP3 Encoder(LAME不是MP3编码器)。它自1998年以来由一个开源社区开发,目前是公认有损品质MP3中压缩效果最好的编码器
    • Lame 的转码压缩, 是把录制的 PCM 转码成 MP3, 所以录制的 AVFormatIDKey 设置成 kAudioFormatLinearPCM(无损压缩,内容非常大) , 生成的文件可以是 caf 或者 wav.
  • 3.2、如何使用lame

    • 第一步: 下载 lame 的最新版本并解压

    • 第二步: 把下载的 lame 生成静态库,我们使用脚本

      • 下载 build 的脚本

      • 创建一个文件夹放 脚本下载的lame

      • 修改脚本里面的 SOURCE="lame" 名字与 下载的lame名字一致,也可以把 下载的lame名字 改为 lame,那么就不需要改脚本的内容

        修改脚本里面的 `SOURCE="lame"` 名字与 下载的lame名字一致,也可以把 下载的lame名字 改为 `lame`,那么就不需要改脚本的内容

      • 改脚本为可执行脚本

        chmod +x build-lame.sh
        
      • 执行脚本

        ./build-lame.sh
        
      • 执行脚本的结果如下:生成三个文件


        执行脚本的结果如下:生成三个文件

        提示:我们要的是支持多种架构的 fat-lame 文件,把 fat-lame 里面的 lame.hlibmp3lame.a 拖走即可

    • 第三步: 导入静态库到工程, 开始使用,我们把代码都写在 JKLameTool 类里面,具体的分析放在 3.3

  • 3.3、lame 的使用,代码都在 JKLameTool 里面

    • <1>、录完音频 统一 caf 转 mp3,核心代码如下

      /**
        caf 转 mp3
        如果录音时间比较长的话,会要等待几秒...
        @param sourcePath 转 mp3 的caf 路径
        @param isDelete 是否删除原来的 caf 文件,YES:删除、NO:不删除
        @param success 成功的回调
        @param fail 失败的回调
      */
      + (void)audioToMP3:(NSString *)sourcePath isDeleteSourchFile: (BOOL)isDelete withSuccessBack:(void(^)(NSString *resultPath))success withFailBack:(void(^)(NSString *error))fail{
      
          dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
      
              // 输入路径
              NSString *inPath = sourcePath;
      
              // 判断输入路径是否存在
              NSFileManager *fm = [NSFileManager defaultManager];
              if (![fm fileExistsAtPath:sourcePath])
              {
                    if (fail) {
                       fail(@"文件不存在");
                    }
                    return;
              }
      
              // 输出路径
              NSString *outPath = [[sourcePath stringByDeletingPathExtension] stringByAppendingString:@".mp3"];
      
              @try {
                    int read, write;
                    //source 被转换的音频文件位置
                    FILE *pcm = fopen([inPath cStringUsingEncoding:1], "rb");  
                    //skip file header
                    fseek(pcm, 4*1024, SEEK_CUR);                                   
                    //output 输出生成的Mp3文件位置
                    FILE *mp3 = fopen([outPath cStringUsingEncoding:1], "wb");  
         
                    const int PCM_SIZE = 8192;
                    const int MP3_SIZE = 8192;
                    short int pcm_buffer[PCM_SIZE*2];
                    unsigned char mp3_buffer[MP3_SIZE];
         
                    lame_t lame = lame_init();
                    lame_set_in_samplerate(lame, 11025.0);
                    lame_set_VBR(lame, vbr_default);
                    lame_init_params(lame);
         
                    do {
                       size_t size = (size_t)(2 * sizeof(short int));
                       read = (int)fread(pcm_buffer, size, PCM_SIZE, pcm);
                       if (read == 0)
                            write = lame_encode_flush(lame, mp3_buffer, MP3_SIZE);
                       else
                            write = lame_encode_buffer_interleaved(lame, pcm_buffer, read, mp3_buffer, MP3_SIZE);
             
                            fwrite(mp3_buffer, write, 1, mp3);
             
                     } while (read != 0);
         
                    lame_close(lame);
                    fclose(mp3);
                    fclose(pcm);
             }
      
             @catch (NSException *exception) {
                   NSLog(@"%@",[exception description]);
             }
      
             @finally {
         
                 if (isDelete) {
             
                      NSError *error;
                      [fm removeItemAtPath:sourcePath error:&error];
                      if (error == nil)
                      {
                         // NSLog(@"删除源文件成功");
                      }
                  }
                  if (success) {
                       success(outPath);
                  }
             }
         });
      }
      
    • <2>、caf 转 mp3 : 录音的同时转码,这个是学习OS 使用 Lame 转码 MP3 的最正确姿势,代码结构上在此基础上进行了封装和改进,具体的请看 JKLameTool 类,在此不再重复,核心思想如下:

      • 边录边转码, 只是我们在可以录制后,重新开一个线程来进行文件的转码
      • 当录音进行中时, 会持续读取到指定大小文件,进行编码, 读取不到,则线程休眠
      • 在 while 的条件中, 我们收到 录音结束的条件,则会结束 do while 的循环.
      • 我们需要在录制结束后发送一个信号, 让 do while 跳出循环

四、上面那么的内容封装之后使用方式如下

  • 4.1、导入 #import "JKRecorderKit.h",录音都存在 /Library/Caches/JKRecorder 里面

  • 4.2、使用 JKAudioTool 类进行调用 录音的一系列操作,如下

    • 开始录音

      // 目前使用 caf 格式, test2:录音的名字  caf:录音的格式
      [[JKAudioTool shareJKAudioTool]beginRecordWithRecordName:@"test2" withRecordType:@"caf" withIsConventToMp3:YES];
      
    • 完成录音

      [[JKAudioTool shareJKAudioTool]endRecord];
      
    • 暂停录音

      [[JKAudioTool shareJKAudioTool]pauseRecord];
      
    • 删除录音

        [[JKAudioTool shareJKAudioTool]deleteRecord];
      
    • caf 转 mp3,第一个参数是原音频的路径,第二个参数是转换为 MP3 后是否删除原来的路径

      [JKLameTool audioToMP3:[cachesRecorderPath stringByAppendingPathComponent:@"test2.caf"] isDeleteSourchFile:YES withSuccessBack:^(NSString * _Nonnull resultPath) {
      
          NSLog(@"转为MP3后的路径=%@",resultPath);
      
       } withFailBack:^(NSString * _Nonnull error) {
        NSLog(@"转换失败:%@",error);
      
       }];
      

      提示:更多的内容请看demo里面的封装

  • 补充:封装类的说明

    • JKLameTool:对 lame静态库的使用
    • JKSingle:单利的封装
    • JKAudioTool:录音的封装
    • JKAudioFileTool:录音文件的操作,音频拼接,剪切,m4a格式转caf格式,caf格式转m4a格式
    • JKAudioPlayerTool:音频的简单播放封装
    • JKAudioFilePathTool:沙盒路径的一些操作

最后:测试的 demo

推荐博客如下:
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