Java实现音频格式转换 WAV—mp3，可使音频压缩

http://www.xuebuyuan.com/1749979.html

最近做的一个小项目中，师兄安排的任务，要实现录音然后保存文件，实现网络传输，然后我用初学的java实现了一个录音机的功能(见前面的博客)，但是windows录音默认保存的格式是WAVE，后缀是WAV，经过大量测试，录制一分钟要1M大小，这样不便于网络的传输，于是下面的任务就是实现音频压缩了，搜了几天，找到了一个不错的软件Monkey Audio(实现说明，我们的项目得全是代码实现的)，这个软件的开源的，但是在官网下载的源代码经过我们一个下午的测试，竟然跟最新软件的压缩差的很远，于是我们便尝试走其他的路，比如：音频格式转换也可以达到音频压缩的目的，于是便搜类似的东西，于是便找到了Lame解码器。

百度百科普及：

LAME 是最好的MP3编码器，编码高品质MP3的最好也是唯一的选择。LAME本身是DOS下的文件，需要加外壳程序才比较容易使用，也可以在别的软件（比如EAC）中间调用。是一款出色的MP3压缩程序，它使用了独创的人体听音心理学模型和声学模型，改变了人们对MP3高音发哑、低音发破的音质的印象。

然后我就通过代码在程序调用这个解码器，实现了最后的音频格式转换，当然也达到的压缩的目地，并且经过大量的测试，效果非常不错，并没有损坏音频，同时压缩比很高。

事先说明：Lame.exe文件必须得有，并且在程序调用的时候，如果没在java的src同一个文件夹下的话，必须在程序中使用绝对路径，否则报错。

贴出完整的录音代码(这次与上次博文中代码添加了音频格式转换的代码)

/*
 * 实现录音机的功能
 */
package com.liuyun.MyRecord1;

import java.awt.*;

import javax.swing.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import javax.sound.sampled.*;
import java.lang.*;

public class MyRecord extends JFrame implements ActionListener{

	//定义录音格式
	AudioFormat af = null;
	//定义目标数据行,可以从中读取音频数据,该 TargetDataLine 接口提供从目标数据行的缓冲区读取所捕获数据的方法。
	TargetDataLine td = null;
	//定义源数据行,源数据行是可以写入数据的数据行。它充当其混频器的源。应用程序将音频字节写入源数据行，这样可处理字节缓冲并将它们传递给混频器。
	SourceDataLine sd = null;
	//定义字节数组输入输出流
	ByteArrayInputStream bais = null;
	ByteArrayOutputStream baos = null;
	//定义音频输入流
	AudioInputStream ais = null;
	//定义停止录音的标志，来控制录音线程的运行
	Boolean stopflag = false;
	//记录开始录音的时间
	long startPlay;
	
	//定义所需要的组件
	JPanel jp1,jp2,jp3;
	JLabel jl1=null;
	JButton captureBtn,stopBtn,playBtn,saveBtn;
	public static void main(String[] args) {
		
		//创造一个实例
		MyRecord mr = new MyRecord();

	}
	//构造函数
	public MyRecord()
	{
		//组件初始化
		jp1 = new JPanel();
		jp2 = new JPanel();
		jp3 = new JPanel();
		
		//定义字体
		Font myFont = new Font("华文新魏",Font.BOLD,30);
		jl1 = new JLabel("录音机功能的实现");
		jl1.setFont(myFont);
		jp1.add(jl1);
		
		captureBtn = new JButton("开始录音");
		//对开始录音按钮进行注册监听
		captureBtn.addActionListener(this);
		captureBtn.setActionCommand("captureBtn");
		//对停止录音进行注册监听
		stopBtn = new JButton("停止录音");
		stopBtn.addActionListener(this);
		stopBtn.setActionCommand("stopBtn");
		//对播放录音进行注册监听
		playBtn = new JButton("播放录音");
		playBtn.addActionListener(this);
		playBtn.setActionCommand("playBtn");
		//对保存录音进行注册监听
		saveBtn = new JButton("保存录音");
		saveBtn.addActionListener(this);
		saveBtn.setActionCommand("saveBtn");
		
		
		this.add(jp1,BorderLayout.NORTH);
		this.add(jp2,BorderLayout.CENTER);
		this.add(jp3,BorderLayout.SOUTH);
		jp3.setLayout(null);
		jp3.setLayout(new GridLayout(1, 4,10,10));
		jp3.add(captureBtn);
		jp3.add(stopBtn);
		jp3.add(playBtn);
		jp3.add(saveBtn);
		//设置按钮的属性
		captureBtn.setEnabled(true);
        stopBtn.setEnabled(false);
        playBtn.setEnabled(false);
        saveBtn.setEnabled(false);
		//设置窗口的属性
		this.setSize(400,300);
		this.setTitle("录音机");
		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
		this.setLocationRelativeTo(null);
		this.setVisible(true);
		
		
	}
	
	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
		
		if(e.getActionCommand().equals("captureBtn"))
		{
			//点击开始录音按钮后的动作
			//停止按钮可以启动
			captureBtn.setEnabled(false);
            stopBtn.setEnabled(true);
            playBtn.setEnabled(false);
            saveBtn.setEnabled(false);
            
            //调用录音的方法
            capture();
            //记录开始录音的时间
            startPlay = System.currentTimeMillis();
		}else if (e.getActionCommand().equals("stopBtn")) {
			//点击停止录音按钮的动作
			captureBtn.setEnabled(true);
            stopBtn.setEnabled(false);
            playBtn.setEnabled(true);
            saveBtn.setEnabled(true);
            //调用停止录音的方法     
            stop();
			//记录停止录音的时间
            long stopPlay = System.currentTimeMillis();
            //输出录音的时间
            System.out.println("Play continues " + (stopPlay-startPlay));
		}else if(e.getActionCommand().equals("playBtn"))
		{
			//调用播放录音的方法
			play();
		}else if(e.getActionCommand().equals("saveBtn"))
		{
			//调用保存录音的方法
			save();
		}
	}
	//开始录音
	public void capture()
	{
		try {
			//af为AudioFormat也就是音频格式
			af = getAudioFormat();
			DataLine.Info info = new DataLine.Info(TargetDataLine.class,af);
			td = (TargetDataLine)(AudioSystem.getLine(info));
			//打开具有指定格式的行，这样可使行获得所有所需的系统资源并变得可操作。
			td.open(af);
			//允许某一数据行执行数据 I/O
			td.start();
			
			//创建播放录音的线程
			Record record = new Record();
			Thread t1 = new Thread(record);
			t1.start();
			
		} catch (LineUnavailableException ex) {
			ex.printStackTrace();
			return;
		}
	}
	//停止录音
	public void stop()
	{
		stopflag = true;			
	}
	//播放录音
	public void play()
	{
		//将baos中的数据转换为字节数据
		byte audioData[] = baos.toByteArray();
		//转换为输入流
		bais = new ByteArrayInputStream(audioData);
		af = getAudioFormat();
		ais = new AudioInputStream(bais, af, audioData.length/af.getFrameSize());
		
		try {
			DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, af);
            sd = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);
            sd.open(af);
            sd.start();
            //创建播放进程
            Play py = new Play();
            Thread t2 = new Thread(py);
            t2.start();           
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}finally{
			try {
				//关闭流
				if(ais != null)
				{
					ais.close();
				}
				if(bais != null)
				{
					bais.close();
				}
				if(baos != null)
				{
					baos.close();
				}
				
			} catch (Exception e) {		
				e.printStackTrace();
			}
		}
		
	}
	//保存录音
	public void save()
	{
		 //取得录音输入流
        af = getAudioFormat();

        byte audioData[] = baos.toByteArray();
        bais = new ByteArrayInputStream(audioData);
        ais = new AudioInputStream(bais,af, audioData.length / af.getFrameSize());
        //定义最终保存的文件名
        File file = null;
        //写入文件
        try {	
        	//以当前的时间命名录音的名字
        	//将录音的文件存放到F盘下语音文件夹下
        	File filePath = new File("F:/语音文件");
        	if(!filePath.exists())
        	{//如果文件不存在，则创建该目录
        		filePath.mkdir();
        	}
        	long time = System.currentTimeMillis();
        	file = new File(filePath+"/"+time+".wav");      
            AudioSystem.write(ais, AudioFileFormat.Type.WAVE, file);
            //将录音产生的wav文件转换为容量较小的mp3格式
            //定义产生后文件名
            String tarFileName = time+".mp3";
            Runtime run = null;
            
            try {
				run = Runtime.getRuntime();
				long start=System.currentTimeMillis();
				//调用解码器来将wav文件转换为mp3文件
				Process p=run.exec(filePath+"/"+"lame -b 16 "+filePath+"/"+file.getName()+" "+filePath+"/"+tarFileName); //16为码率，可自行修改
				//释放进程
				p.getOutputStream().close();
				p.getInputStream().close();
				p.getErrorStream().close();
				p.waitFor();
				long end=System.currentTimeMillis();
				System.out.println("convert need costs:"+(end-start)+"ms");
				//删除无用的wav文件
				if(file.exists())
				{
					file.delete();
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}finally{
				//最后都要执行的语句
				//run调用lame解码器最后释放内存
				run.freeMemory();
			}
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
        	//关闭流
        	try {
        		
        		if(bais != null)
        		{
        			bais.close();
        		} 
        		if(ais != null)
        		{
        			ais.close();		
        		}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}   	
        }
	}
	//设置AudioFormat的参数
	public AudioFormat getAudioFormat() 
	{
		//下面注释部分是另外一种音频格式，两者都可以
		AudioFormat.Encoding encoding = AudioFormat.Encoding.
        PCM_SIGNED ;
		float rate = 8000f;
		int sampleSize = 16;
		String signedString = "signed";
		boolean bigEndian = true;
		int channels = 1;
		return new AudioFormat(encoding, rate, sampleSize, channels,
				(sampleSize / 8) * channels, rate, bigEndian);
//		//采样率是每秒播放和录制的样本数
//		float sampleRate = 16000.0F;
//		// 采样率8000,11025,16000,22050,44100
//		//sampleSizeInBits表示每个具有此格式的声音样本中的位数
//		int sampleSizeInBits = 16;
//		// 8,16
//		int channels = 1;
//		// 单声道为1，立体声为2
//		boolean signed = true;
//		// true,false
//		boolean bigEndian = true;
//		// true,false
//		return new AudioFormat(sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed,bigEndian);
	}
	//录音类，因为要用到MyRecord类中的变量，所以将其做成内部类
	class Record implements Runnable
	{
		//定义存放录音的字节数组,作为缓冲区
		byte bts[] = new byte[10000];
		//将字节数组包装到流里，最终存入到baos中
		//重写run函数
		public void run() {	
			baos = new ByteArrayOutputStream();		
			try {
				stopflag = false;
				while(stopflag != true)
				{
					//当停止录音没按下时，该线程一直执行	
					//从数据行的输入缓冲区读取音频数据。
					//要读取bts.length长度的字节,cnt 是实际读取的字节数
					int cnt = td.read(bts, 0, bts.length);
					if(cnt > 0)
					{
						baos.write(bts, 0, cnt);
					}
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}finally{
				try {
					//关闭打开的字节数组流
					if(baos != null)
					{
						baos.close();
					}	
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}finally{
					td.drain();
					td.close();
				}
			}
		}
		
	}
	//播放类,同样也做成内部类
	class Play implements Runnable
	{
		//播放baos中的数据即可
		public void run() {
			byte bts[] = new byte[10000];
			try {
				int cnt;
	            //读取数据到缓存数据
	            while ((cnt = ais.read(bts, 0, bts.length)) != -1) 
	            {
	                if (cnt > 0) 
	                {
	                    //写入缓存数据
	                    //将音频数据写入到混频器
	                    sd.write(bts, 0, cnt);
	                }
	            }
	           
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}finally{
				 sd.drain();
		         sd.close();
			}
			
			
		}		
	}	
}