android中AudioRecord使用
一 什么是音频的采样率和采样大小
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自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码。即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
抽样：在音频采集中叫做采样率。 由于声音其实是一种能量波，因此也有频率和振幅的特征，频率对应于时间轴线，振幅对应于电平轴线。波是无限光滑的，弦线可以看成由无数点组成，由于存储空间是相对有限的，数字编码过程中，必须对弦线的点进行采样。采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。我们常见的CD，采样率为44.1kHz。 量化：我们这里的采样大小就是量化的过程， 将该频率的能量值并量化，用于表示信号强度。量化电平数为 2的整数次幂，我们常见的CD位16bit的采样大小，即2的16次方。 编码： 根据采样率和采样大小可以得知，相对自然界的信号，音频编码最多只能做到无限接近，至少目前的技术只能这样了，相对自然界的信号，任何数字音频编码方案都是有损的，因为无法完全还原。在计算机应用中，能够达到最高保真水平的就是PCM编码，被广泛用于素材保存及音乐欣赏，CD、DVD以及我们常见的WAV文件中均有应用。因此，PCM约定俗成了无损编码，因为PCM代表了数字音频中最佳的保真水准，并不意味着PCM就能够确保信号绝对保真，PCM也只能做到最大程度的无限接近。我们而习惯性的把MP3列入有损音频编码范畴，是相对PCM编码的。强调编码的相对性的有损和无损，是为了告诉大家，要做到真正的无损是困难的，就像用数字去表达圆周率，不管精度多高，也只是无限接近，而不是真正等于圆周率的值 为什么要使用音频压缩技术 要算一个PCM音频流的码率是一件很轻松的事情，采样率值×采样大小值×声道数bps。一个采样率为44.1KHz，采样大小为16bit，双声道的PCM编码的WAV文件，它的数据速率则为 44.1K×16×2 =1411.2 Kbps。我们常说128K的MP3，对应的WAV的参数，就是这个1411.2 Kbps，这个参数也被称为数据带宽，它和ADSL中的带宽是一个概念。将码率除以8,就可以得到这个WAV的数据速率，即176.4KB/s。这表示存储一秒钟采样率为44.1KHz，采样大小为16bit，双声道的PCM编码的音频信号，需要176.4KB的空间，1分钟则约为10.34M，这对大部分用户是不可接受的，尤其是喜欢在电脑上听音乐的朋友，要降低磁盘占用，只有2种方法，降低采样指标或者压缩。降低指标是不可取的，因此专家们研发了各种压缩方案。由于用途和针对的目标市场不一样，各种音频压缩编码所达到的音质和压缩比都不一样，在后面的文章中我们都会一一提到。有一点是可以肯定的，他们都压缩过。 频率与采样率的关系 采样率表示了每秒对原始信号采样的次数，我们常见到的音频文件采样率多为44.1KHz，这意味着什么呢？假设我们有2段正弦波信号，分别为20Hz和20KHz，长度均为一秒钟，以对应我们能听到的最低频和最高频，分别对这两段信号进行 40KHz的采样，我们可以得到一个什么样的结果呢？结果是：20Hz的信号每次振动被采样了40K/20=2000次，而20K的信号每次振动只有2次采样。显然，在相同的采样率下，记录低频的信息远比高频的详细。这也是为什么有些音响发烧友指责CD有数码声不够真实的原因，CD的44.1KHz采样也无法保证高频信号被较好记录。要较好的记录高频信号，看来需要更高的采样率，于是有些朋友在捕捉CD音轨的时候使用48KHz的采样率，这是不可取的！这其实对音质没有任何好处，对抓轨软件来说，保持和CD提供的44.1KHz一样的采样率才是最佳音质的保证之一，而不是去提高它。较高的采样率只有相对模拟信号的时候才有用，如果被采样的信号是数字的，请不要去尝试提高采样率。 流特征 随着网络的发展，人们对在线收听音乐提出了要求，因此也要求音频文件能够一边读一边播放，而不需要把这个文件全部读出后然后回放，这样就可以做到不用下载就可以实现收听了。也可以做到一边编码一边播放，正是这种特征，可以实现在线的直播，架设自己的数字广播电台成为了现实。 二 android中AudioRecord采集音频的参数说明
在android中采集音频的api是android.media.AudioRecord类其中构造器的几个参数就是标准的声音采集参数 以下是参数的含义解释 public AudioRecord (int audioSource, int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat, int bufferSizeInBytes)Since: API Level 3 Class constructor. Parameters
采集到的数据保存在一个byteBuffer中，可以使用流将其读出。亦可保存成为文件的形式
三 Android 使用AudioRecord录音相关和音频文件的封装在Android中录音可以用MediaRecord录音，操作比较简单。但是不够专业，就是不能对音频进行处理。如果要进行音频的实时的处理或者音频的一些封装 就可以用AudioRecord来进行录音了。 这里给出一段代码。实现了AudioRecord的录音和WAV格式音频的封装。 用AudioTrack和AudioTrack类可以进行边录边播，可以参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6309e1ed0100j1rw.html 我们这里的代码没有播放。但是有封装和详解，如下：
package com.ppmeet;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import android.app.Activity;
import android.graphics.PixelFormat;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.view.Window;
import android.view.WindowManager;
import android.widget.Button;
/**
* class name：TestAudioRecord<BR>
* class description：用AudioRecord来进行录音<BR>
* PS： <BR>
*
* @version 1.00 2011/09/21
* @author CODYY)peijiangping
*/
public class TestAudioRecord extends Activity {
// 音频获取源
private int audioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
// 设置音频采样率，44100是目前的标准，但是某些设备仍然支持22050，16000，11025
private static int sampleRateInHz = 44100;
// 设置音频的录制的声道CHANNEL_IN_STEREO为双声道，CHANNEL_CONFIGURATION_MONO为单声道
private static int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;
// 音频数据格式:PCM 16位每个样本。保证设备支持。PCM 8位每个样本。不一定能得到设备支持。
private static int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
// 缓冲区字节大小
private int bufferSizeInBytes = 0;
private Button Start;
private Button Stop;
private AudioRecord audioRecord;
private boolean isRecord = false;// 设置正在录制的状态
//AudioName裸音频数据文件
private static final String AudioName = "/sdcard/love.raw";
//NewAudioName可播放的音频文件
private static final String NewAudioName = "/sdcard/new.wav";
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
getWindow().setFormat(PixelFormat.TRANSLUCENT);// 让界面横屏
requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE);// 去掉界面标题
getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN,
WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN);
// 重新设置界面大小
setContentView(R.layout.main);
init();
}
private void init() {
Start = (Button) this.findViewById(R.id.start);
Stop = (Button) this.findViewById(R.id.stop);
Start.setOnClickListener(new TestAudioListener());
Stop.setOnClickListener(new TestAudioListener());
creatAudioRecord();
}
private void creatAudioRecord() {
// 获得缓冲区字节大小
bufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz,
channelConfig, audioFormat);
// 创建AudioRecord对象
audioRecord = new AudioRecord(audioSource, sampleRateInHz,
channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes);
}
class TestAudioListener implements OnClickListener {
@Override
public void onClick(View v) {
if (v == Start) {
startRecord();
}
if (v == Stop) {
stopRecord();
}
}
}
private void startRecord() {
audioRecord.startRecording();
// 让录制状态为true
isRecord = true;
// 开启音频文件写入线程
new Thread(new AudioRecordThread()).start();
}
private void stopRecord() {
close();
}
private void close() {
if (audioRecord != null) {
System.out.println("stopRecord");
isRecord = false;//停止文件写入
audioRecord.stop();
audioRecord.release();//释放资源
audioRecord = null;
}
}
class AudioRecordThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
writeDateTOFile();//往文件中写入裸数据
copyWaveFile(AudioName, NewAudioName);//给裸数据加上头文件
}
}
/**
* 这里将数据写入文件，但是并不能播放，因为AudioRecord获得的音频是原始的裸音频，
* 如果需要播放就必须加入一些格式或者编码的头信息。但是这样的好处就是你可以对音频的 裸数据进行处理，比如你要做一个爱说话的TOM
* 猫在这里就进行音频的处理，然后重新封装 所以说这样得到的音频比较容易做一些音频的处理。
*/
private void writeDateTOFile() {
// new一个byte数组用来存一些字节数据，大小为缓冲区大小
byte[] audiodata = new byte[bufferSizeInBytes];
FileOutputStream fos = null;
int readsize = 0;
try {
File file = new File(AudioName);
if (file.exists()) {
file.delete();
}
fos = new FileOutputStream(file);// 建立一个可存取字节的文件
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
while (isRecord == true) {
readsize = audioRecord.read(audiodata, 0, bufferSizeInBytes);
if (AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION != readsize) {
try {
fos.write(audiodata);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
try {
fos.close();// 关闭写入流
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
// 这里得到可播放的音频文件
private void copyWaveFile(String inFilename, String outFilename) {
FileInputStream in = null;
FileOutputStream out = null;
long totalAudioLen = 0;
long totalDataLen = totalAudioLen + 36;
long longSampleRate = sampleRateInHz;
int channels = 2;
long byteRate = 16 * sampleRateInHz * channels / 8;
byte[] data = new byte[bufferSizeInBytes];
try {
in = new FileInputStream(inFilename);
out = new FileOutputStream(outFilename);
totalAudioLen = in.getChannel().size();
totalDataLen = totalAudioLen + 36;
WriteWaveFileHeader(out, totalAudioLen, totalDataLen,
longSampleRate, channels, byteRate);
while (in.read(data) != -1) {
out.write(data);
}
in.close();
out.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 这里提供一个头信息。插入这些信息就可以得到可以播放的文件。
* 为我为啥插入这44个字节，这个还真没深入研究，不过你随便打开一个wav
* 音频的文件，可以发现前面的头文件可以说基本一样哦。每种格式的文件都有
* 自己特有的头文件。
*/
private void WriteWaveFileHeader(FileOutputStream out, long totalAudioLen,
long totalDataLen, long longSampleRate, int channels, long byteRate)
throws IOException {
byte[] header = new byte[44];
header[0] = 'R'; // RIFF/WAVE header
header[1] = 'I';
header[2] = 'F';
header[3] = 'F';
header[4] = (byte) (totalDataLen & 0xff);
header[5] = (byte) ((totalDataLen >> 8) & 0xff);
header[6] = (byte) ((totalDataLen >> 16) & 0xff);
header[7] = (byte) ((totalDataLen >> 24) & 0xff);
header[8] = 'W';
header[9] = 'A';
header[10] = 'V';
header[11] = 'E';
header[12] = 'f'; // 'fmt ' chunk
header[13] = 'm';
header[14] = 't';
header[15] = ' ';
header[16] = 16; // 4 bytes: size of 'fmt ' chunk
header[17] = 0;
header[18] = 0;
header[19] = 0;
header[20] = 1; // format = 1
header[21] = 0;
header[22] = (byte) channels;
header[23] = 0;
header[24] = (byte) (longSampleRate & 0xff);
header[25] = (byte) ((longSampleRate >> 8) & 0xff);
header[26] = (byte) ((longSampleRate >> 16) & 0xff);
header[27] = (byte) ((longSampleRate >> 24) & 0xff);
header[28] = (byte) (byteRate & 0xff);
header[29] = (byte) ((byteRate >> 8) & 0xff);
header[30] = (byte) ((byteRate >> 16) & 0xff);
header[31] = (byte) ((byteRate >> 24) & 0xff);
header[32] = (byte) (2 * 16 / 8); // block align
header[33] = 0;
header[34] = 16; // bits per sample
header[35] = 0;
header[36] = 'd';
header[37] = 'a';
header[38] = 't';
header[39] = 'a';
header[40] = (byte) (totalAudioLen & 0xff);
header[41] = (byte) ((totalAudioLen >> 8) & 0xff);
header[42] = (byte) ((totalAudioLen >> 16) & 0xff);
header[43] = (byte) ((totalAudioLen >> 24) & 0xff);
out.write(header, 0, 44);
}
@Override
protected void onDestroy() {
close();
super.onDestroy();
}
}
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