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Android音頻開發(fā)之錄制音頻(WAV及MP3格式)_Android

作者：紅日666 ? 更新時(shí)間： 2021-12-09 編程語言

附GitHub源碼：MultimediaExplore

首先看下音頻錄制跟播放效果簡(jiǎn)圖：

上面是錄音：長(zhǎng)按即可錄音，支持聲波動(dòng)畫，右滑刪除等。支持錄制pcm、wav、mp3格式音頻。

下面是播放：點(diǎn)擊左邊揚(yáng)聲器icon，開始播放剛錄制的本地音頻文件【也支持在線音頻播放】，支持播放進(jìn)度，支持切換播放模式(聽筒/揚(yáng)聲器/耳機(jī))等。

一、音頻錄制權(quán)限：

無論在做開發(fā)任何功能之前，總得先添加及申請(qǐng)相關(guān)權(quán)限，后續(xù)的工作才能正常進(jìn)行下去。音頻錄制所需權(quán)限如下，而且要在代碼中動(dòng)態(tài)申請(qǐng)這些敏感權(quán)限，同意后才能正常錄制：

    <uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

二、錄音文件的配置：

通過第一節(jié)講到音頻的基礎(chǔ)概念可知，在錄制音頻前應(yīng)先進(jìn)行錄制的相關(guān)配置，它直接決定了錄音文件的音頻質(zhì)量、文件大小、音頻格式等。

    /**
     * 錄音音頻的相關(guān)配置
     */
    private void initConfig() {
        recordConfig = new RecordConfig();
        //采樣位寬
        recordConfig.setEncodingConfig(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
        //錄音格式
        recordConfig.setFormat(RecordConfig.RecordFormat.MP3);
        // recordConfig.setFormat(RecordConfig.RecordFormat.WAV);
        //采樣頻率
        recordConfig.setSampleRate(16000);
        String recordDir = String.format(Locale.getDefault(), "%s/Record/zhongyao/",
                Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath());
        //存儲(chǔ)目錄
        recordConfig.setRecordDir(recordDir);
        AudioRecordManager.getInstance().setCurrentConfig(recordConfig);
    }

三、音頻錄制：

音頻錄制類主要有兩個(gè)封裝類：分別是AudioRecorder 、AudioRecordManager。

AudioRecorder：主要是使用系統(tǒng)的AudioRecord來進(jìn)行錄音。并把錄制好的音頻文件進(jìn)行合并，轉(zhuǎn)碼等，生成我們所需的音頻文件。該文件是全局單例的，保證音頻錄制類只有一個(gè)實(shí)例。

AudioRecordManager：對(duì)AudioRecorder的封裝管理，與外界交互均通過此類來完成，包括錄音的各種生命周期控制調(diào)用等。減少了外界與AudioRecorder的直接交互，已達(dá)到對(duì)錄音類的更好的管理，此類也是一個(gè)全局單例類。

1、錄音對(duì)象初始化：

這里主要根據(jù)之前的錄音配置，生成 bufferSizeInBytes【緩沖區(qū)字節(jié)大小】，和audioRecord對(duì)象。

    /**
     * 創(chuàng)建默認(rèn)的錄音對(duì)象
     */
    public void prepareRecord() {
        // 獲得緩沖區(qū)字節(jié)大小
        if (bufferSizeInBytes == 0) {
            bufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(currentConfig.getSampleRate(),
                    currentConfig.getChannelConfig(), currentConfig.getEncodingConfig());
        }
        if (audioRecord == null) {
            audioRecord = new AudioRecord(AUDIO_INPUT, currentConfig.getSampleRate(),
                    currentConfig.getChannelConfig(), currentConfig.getEncodingConfig(), bufferSizeInBytes);
        }
 
        audioRecordStatus = AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_PREPARE;
    }

2、錄制wav音頻文件：

wav音頻文件是無損的，所以音質(zhì)會(huì)接近原生，但也正是因?yàn)槭菬o損的，所以wav音頻文件幾乎沒有壓縮，相對(duì)來說會(huì)比較大。

錄制wav音頻得先進(jìn)行錄制采用，獲得pcm文件，然后把pcm文件合并，最后再轉(zhuǎn)成wav音頻文件。

（1）開始錄制pcm文件：

    private void startPcmRecorder() {
        audioRecordStatus = AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_START;
        notifyState();
        Logger.d(TAG, "開始錄制 Pcm");
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            fos = new FileOutputStream(tmpFile);
            audioRecord.startRecording();
            byte[] byteBuffer = new byte[bufferSizeInBytes];
 
            while (audioRecordStatus == AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_START) {
                int end = audioRecord.read(byteBuffer, 0, byteBuffer.length);
                notifyData(byteBuffer);
                fos.write(byteBuffer, 0, end);
                fos.flush();
            }
            audioRecord.stop();
            files.add(tmpFile);
            if (audioRecordStatus == AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_STOP) {
                makeFile();
            } else {
                Logger.d(TAG, "取消錄制...");
            }
        } catch (Exception e) {
            Logger.e(e, TAG, e.getMessage());
            notifyError("錄音失敗");
        } finally {
            try {
                if (fos != null) {
                    fos.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        if (audioRecordStatus != AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_PAUSE) {
            audioRecordStatus = AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_IDLE;
            notifyState();
            Logger.d(TAG, "錄音結(jié)束");
        }
    }

（2）合并生成的多個(gè)pcm文件：

    /**
     * 合并pcm文件
     */
    private void mergePcmFile() {
        boolean mergeSuccess = mergePcmFiles(resultFile, files);
        if (!mergeSuccess) {
            notifyError("合并失敗");
        }
    }

（3）將合并好的pcm文件轉(zhuǎn)成wav文件：

    /**
     * 添加Wav頭文件
     */
    private void makeWav() {
        if (!FileUtil.isFile(resultFile) || resultFile.length() == 0) {
            return;
        }
        byte[] header = WavUtils.generateWavFileHeader((int) resultFile.length(), currentConfig.getSampleRate(), currentConfig.getChannelCount(), currentConfig.getEncoding());
        WavUtils.writeHeader(resultFile, header);
    }

3、錄制MP3音頻文件

相比WAV音頻文件而言，MP3音頻文件，就更加常見，商業(yè)上使用的也比較多，就是因?yàn)镸P3音頻時(shí)經(jīng)過壓縮的，文件大小只有WAV的十二分之一，但是音質(zhì)上幾乎沒有較大的差異性。當(dāng)對(duì)音質(zhì)沒有極高要求的情況下，如錄音文件，MP3格式是極好的選擇。

（1）開始錄制音頻緩存：

這里有開啟一個(gè)線程Mp3EncodeThread，將錄音產(chǎn)生的字節(jié)數(shù)組byteBuffer不斷的進(jìn)行編解碼生成MP3文件。

    private void startMp3Recorder() {
        audioRecordStatus = AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_START;
        notifyState();
 
        try {
            audioRecord.startRecording();
            short[] byteBuffer = new short[bufferSizeInBytes];
 
            while (audioRecordStatus == AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_START) {
                int end = audioRecord.read(byteBuffer, 0, byteBuffer.length);
                if (mp3EncodeThread != null) {
                    mp3EncodeThread.addChangeBuffer(new Mp3EncodeThread.ChangeBuffer(byteBuffer, end));
                }
                notifyData(ByteUtils.toBytes(byteBuffer));
            }
            audioRecord.stop();
        } catch (Exception e) {
            Logger.e(e, TAG, e.getMessage());
            notifyError("錄音失敗");
        }
        if (audioRecordStatus != AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_PAUSE) {
            if (audioRecordStatus == AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_CANCEL) {
                deleteMp3Encoded();
            } else {
                stopMp3Encoded();
            }
        } else {
            Logger.d(TAG, "暫停");
        }
    }

（2）MP3音頻編解碼：

Android原生的音頻錄制，支持直接生成WAV文件，但其實(shí)是不支持直接生成MP3文件的。這里對(duì)應(yīng)MP3編解碼，主要用到了開源的 libmp3lame.so 這個(gè)音頻編解碼庫。以下是lame編解碼方法及Mp3Encoder類：

MP3編解碼方法：

    private void lameData(ChangeBuffer changeBuffer) {
        if (changeBuffer == null) {
            return;
        }
        short[] buffer = changeBuffer.getData();
        int readSize = changeBuffer.getReadSize();
        if (readSize > 0) {
            int encodedSize = Mp3Encoder.encode(buffer, buffer, readSize, mp3Buffer);
            if (encodedSize < 0) {
                Logger.e(TAG, "Lame encoded size: " + encodedSize);
            }
            try {
                os.write(mp3Buffer, 0, encodedSize);
            } catch (IOException e) {
                Logger.e(e, TAG, "Unable to write to file");
            }
        }
    }

Mp3Encoder類：

public class Mp3Encoder {
 
    static {
        System.loadLibrary("mp3lame");
    }
 
    public native static void close();
 
    public native static int encode(short[] buffer_l, short[] buffer_r, int samples, byte[] mp3buf);
 
    public native static int flush(byte[] mp3buf);
 
    public native static void init(int inSampleRate, int outChannel, int outSampleRate, int outBitrate, int quality);
 
    public static void init(int inSampleRate, int outChannel, int outSampleRate, int outBitrate) {
        init(inSampleRate, outChannel, outSampleRate, outBitrate, 7);
    }
}

（3）生成libmp3lame.so：

本項(xiàng)目提供的源碼中有l(wèi)ame的jni源碼，如果想生成libmp3lame.so文件，供自己的項(xiàng)目使用，那么需要對(duì)Mp3Encoder.c 和Mp3Encoder.h文件進(jìn)行修改，然后通過ndk build 生成該so文件。

修改的內(nèi)容主要是把文件中的Mp3Encoder路徑改成自己項(xiàng)目中的Mp3Encoder的路徑，否則會(huì)找不到相關(guān)的native方法。

另外一般情況下，cpu類型支持 armeabi-v7a 、arm64-v8a 兩種即可，如果想支持其他的可在Application.mk中添加。

上面文件修改完畢，通過ndk-build指令即可編譯生成對(duì)應(yīng)的 libmp3lame.so 文件。

將so不同CPU類型的文件放置 jniLibs 下，或者通過sourceSets配置的路徑下，如：

    sourceSets.main {
        jni.srcDirs = []//disable automatic ndk-build call
        jniLibs.srcDirs = ['libs']
    }

即可進(jìn)行MP3音頻格式的錄制。

四、音頻錄制管理【AudioRecordManager】：

通過全局單例模式的AudioRecorderManager與業(yè)務(wù)進(jìn)行交互，即保證了音頻錄制實(shí)例的單一性，又能較好的對(duì)音頻生命周期等進(jìn)行較好的管理。?

/**
 * Create by zhongyao on 2021/8/18
 * Description:音頻錄制管理類
 */
public class AudioRecordManager {
 
    private static final String TAG = "AudioRecordManager";
 
    private AudioRecordManager() {
    }
 
    public static AudioRecordManager getInstance() {
        return AudioRecordManagerHolder.instance;
    }
 
    public static class AudioRecordManagerHolder {
        public static AudioRecordManager instance = new AudioRecordManager();
    }
 
    public void setCurrentConfig(RecordConfig recordConfig) {
        AudioRecorder.getInstance().setCurrentConfig(recordConfig);
    }
 
    public RecordConfig getCurrentConfig() {
        return AudioRecorder.getInstance().getCurrentConfig();
    }
 
    /**
     * 錄音狀態(tài)監(jiān)聽回調(diào)
     */
    public void setRecordStateListener(RecordStateListener listener) {
        AudioRecorder.getInstance().setRecordStateListener(listener);
    }
 
    /**
     * 錄音數(shù)據(jù)監(jiān)聽回調(diào)
     */
    public void setRecordDataListener(RecordDataListener listener) {
        AudioRecorder.getInstance().setRecordDataListener(listener);
    }
 
    /**
     * 錄音可視化數(shù)據(jù)回調(diào)，傅里葉轉(zhuǎn)換后的頻域數(shù)據(jù)
     */
    public void setRecordFftDataListener(RecordFftDataListener recordFftDataListener) {
        AudioRecorder.getInstance().setRecordFftDataListener(recordFftDataListener);
    }
 
    /**
     * 錄音文件轉(zhuǎn)換結(jié)束回調(diào)
     */
    public void setRecordResultListener(RecordResultListener listener) {
        AudioRecorder.getInstance().setRecordResultListener(listener);
    }
 
    /**
     * 錄音音量監(jiān)聽回調(diào)
     */
    public void setRecordSoundSizeListener(RecordSoundSizeListener listener) {
        AudioRecorder.getInstance().setRecordSoundSizeListener(listener);
    }
 
    public void setStatus(AudioRecordStatus curAudioRecordStatus) {
        switch (curAudioRecordStatus) {
            case AUDIO_RECORD_IDLE:
 
                break;
 
            case AUDIO_RECORD_PREPARE:
                AudioRecorder.getInstance().prepareRecord();
                break;
 
            case AUDIO_RECORD_START:
                AudioRecorder.getInstance().startRecord();
                break;
 
            case AUDIO_RECORD_PAUSE:
                AudioRecorder.getInstance().pauseRecord();
                break;
 
            case AUDIO_RECORD_STOP:
                AudioRecorder.getInstance().stopRecord();
                break;
 
            case AUDIO_RECORD_CANCEL:
                AudioRecorder.getInstance().cancelRecord();
                break;
 
            case AUDIO_RECORD_RELEASE:
                AudioRecorder.getInstance().releaseRecord();
                break;
 
            default:
                break;
        }
    }
 
    public AudioRecordStatus getStatus() {
        return AudioRecorder.getInstance().getAudioRecordStatus();
    }
 
    public String getAudioPath() {
        return AudioRecorder.getInstance().getAudioPath();
    }
}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/u012440207/article/details/121719075

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