Android實現(xiàn)音頻錄音與播放

更新時間：2022年08月08日 17:19:10 作者：初壹十五a

這篇文章主要為大家詳細介紹了Android實現(xiàn)音頻錄音與播放，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

一、PCM 、WAV、AAC 的文件頭介紹

這里簡單的介紹一下常見的三種音頻格式：

PCM ：PCM（Pulse Code Modulation—-脈碼調(diào)制錄音)。所謂 PCM 錄音就是將聲音等模擬信號變成符號化的脈沖列，使用三個參數(shù)（聲道數(shù)、採樣位數(shù)和采樣頻率）來表示聲音。PCM 信號是就未經(jīng)過任何編碼和壓縮處理。與模擬信號比，它不易受傳送系統(tǒng)的雜波及失真的影響。動態(tài)范圍寬，可得到音質(zhì)相當好的影響效果。

WAV : WAV 是一種無損的音頻文件格式，WAV 符合 RIFF(Resource Interchange File Format) 規(guī)范。所有的 WAV 都有一個文件頭，這個文件頭音頻流的編碼參數(shù)。WAV 對音頻流的編碼沒有硬性規(guī)定，除了 PCM 之外，還有幾乎所有支持 ACM 規(guī)范的編碼都可以為 WAV 的音頻流進行編碼。

簡單來說：WAV 是一種無損的音頻文件格式，PCM是沒有壓縮的編碼方式

AAC : AAC（Advanced Audio Coding），中文稱為“高級音頻編碼”，出現(xiàn)于 1997 年，基于 MPEG-2的音頻編碼技術(shù)。由 Fraunhofer IIS、杜比實驗室、AT&T、Sony（索尼）等公司共同開發(fā)，目的是取代 MP3 格式。2000 年，MPEG-4 標準出現(xiàn)后，AAC 重新集成了其特性，加入了 SBR 技術(shù)和 PS 技術(shù)，為了區(qū)別于傳統(tǒng)的 MPEG-2 AAC 又稱為 MPEG-4 AAC。他是一種專為聲音數(shù)據(jù)設(shè)計的文件壓縮格式，與 MP3 類似。利用 AAC 格式，可使聲音文件明顯減小，而不會讓人感覺聲音質(zhì)量有所降低。

二、使用 AudioRecord 實現(xiàn)錄音生成 PCM 文件

AudioRecord 是 Android 系統(tǒng)提供的用于實現(xiàn)錄音的功能類，要想了解這個類的具體的說明和用法，可以去看一下官方的文檔，如參考鏈接。

AndioRecord 類的主要功能是讓各種 Java 應(yīng)用能夠管理音頻資源，以便它們通過此類能夠錄制聲音相關(guān)的硬件所收集的聲音。此功能的實現(xiàn)就是通過 “ pulling ”（讀取）AudioRecord 對象的聲音數(shù)據(jù)來完成的。在錄音過程中，應(yīng)用所需要做的就是通過后面三個類方法中的一個去及時地獲取AudioRecord對象的錄音數(shù)據(jù). AudioRecord類提供的三個獲取聲音數(shù)據(jù)的方法分別是：

read(byte[], int, int)
read(short[], int, int)
read(ByteBuffer, int)

無論選擇使用那一個方法都必須事先設(shè)定方便用戶的聲音數(shù)據(jù)的存儲格式。

開始錄音的時候，AudioRecord 需要初始化一個相關(guān)聯(lián)的聲音 buffer, 這個 buffer 主要是用來保存新的聲音數(shù)據(jù)。這個 buffer 的大小，我們可以在對象構(gòu)造期間去指定。它表明一個 AudioRecord 對象還沒有被讀?。ㄍ剑┞曇魯?shù)據(jù)前能錄多長的音(即一次可以錄制的聲音容量)。聲音數(shù)據(jù)從音頻硬件中被讀出，數(shù)據(jù)大小不超過整個錄音數(shù)據(jù)的大?。梢苑侄啻巫x出），即每次讀取初始化 buffer 容量的數(shù)據(jù)。

2.1 首先要聲明一些全局的變量和常量參數(shù)

主要是聲明一些用到的參數(shù)，具體解釋可以看注釋。

/指定音頻源 這個和MediaRecorder是相同的 MediaRecorder.AudioSource.MIC指的是麥克風(fēng)
private static final int mAudioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
//指定采樣率 （MediaRecoder 的采樣率通常是8000Hz，16000Hz
//AAC的通常是 44100Hz。 設(shè)置采樣率為 44100，目前為常用的采樣率，官方文檔表示這個值可以兼容所有的設(shè)置）

private static final int mSampleRateInHz = 44100;
//指定捕獲音頻的聲道數(shù)目。在 AudioFormat 類中指定用于此的常量，單聲道

private static final int mChannelConfig = AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO;
//指定音頻量化位數(shù) ,在 AudioFormat 類中指定了以下各種可能的常量。通常我們選擇 ENCODING_PCM_16BIT 和 ENCODING_PCM_8BIT
//PCM 代表的是脈沖編碼調(diào)制，它實際上是原始音頻樣本。
//因此可以設(shè)置每個樣本的分辨率為 16 位或者8位，16 位將占用更多的空間和處理能力,表示的音頻也更加接近真實。

private static final int mAudioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
//指定緩沖區(qū)大小。調(diào)用AudioRecord類的getMinBufferSize方法可以獲得。
private int mBufferSizeInBytes;

// 聲明 AudioRecord 對象
private AudioRecord mAudioRecord = null;

2.2 獲取 buffer 的大小并創(chuàng)建 AudioRecord

//初始化數(shù)據(jù)，計算最小緩沖區(qū)
mBufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(mSampleRateInHz, mChannelConfig, mAudioFormat);
//創(chuàng)建AudioRecorder對象
mAudioRecord = new AudioRecord(mAudioSource, mSampleRateInHz, mChannelConfig,
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?mAudioFormat, mBufferSizeInBytes);

2.3 寫文件

@Override
? ? public void run() {
? ? ? ? //標記為開始采集狀態(tài)
? ? ? ? isRecording = true;
? ? ? ? //創(chuàng)建文件
? ? ? ? createFile();

? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? //判斷AudioRecord未初始化，停止錄音的時候釋放了，狀態(tài)就為STATE_UNINITIALIZED
? ? ? ? ? ? if (mAudioRecord.getState() == mAudioRecord.STATE_UNINITIALIZED) {
? ? ? ? ? ? ? ? initData();
? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? //最小緩沖區(qū)
? ? ? ? ? ? byte[] buffer = new byte[mBufferSizeInBytes];
? ? ? ? ? ? //獲取到文件的數(shù)據(jù)流
? ? ? ? ? ? mDataOutputStream = new DataOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(mRecordingFile)));

? ? ? ? ? ? //開始錄音
? ? ? ? ? ? mAudioRecord.startRecording();
? ? ? ? ? ? //getRecordingState獲取當前AudioReroding是否正在采集數(shù)據(jù)的狀態(tài)
? ? ? ? ? ? while (isRecording && mAudioRecord.getRecordingState() == AudioRecord.RECORDSTATE_RECORDING) {
? ? ? ? ? ? ? ? int bufferReadResult = mAudioRecord.read(buffer, 0, mBufferSizeInBytes);
? ? ? ? ? ? ? ? for (int i = 0; i < bufferReadResult; i++) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mDataOutputStream.write(buffer[i]);
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? Log.e(TAG, "Recording Failed");
? ? ? ? } finally {
? ? ? ? ? ? // 停止錄音
? ? ? ? ? ? stopRecord();
? ? ? ? ? ? IOUtil.close(mDataOutputStream);
? ? ? ? }
? ? }

2.4 權(quán)限申請

權(quán)限需求：WRITE_EXTERNAL_STORAGE、READ_EXTERNAL_STORAGE（部份手機必須要申請這個權(quán)限）、RECORD_AUDIO

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

2.5 采集小結(jié)

到現(xiàn)在基本的錄音的流程就介紹完了，但是這時候問題來了：

我按照流程，把音頻數(shù)據(jù)都輸出到文件里面了，停止錄音后，打開此文件，發(fā)現(xiàn)不能播放，到底是為什么呢？

按照流程走完了，數(shù)據(jù)是進去了，但是現(xiàn)在的文件里面的內(nèi)容僅僅是最原始的音頻數(shù)據(jù)，術(shù)語稱為 RAW（中文解釋是“原材料”或“未經(jīng)處理的東西”），這時候，你讓播放器去打開，它既不知道保存的格式是什么，又不知道如何進行解碼操作。當然播放不了。

那如何才能在播放器中播放我錄制的內(nèi)容呢？

在文件的數(shù)據(jù)開頭加入AAC HEAD 或者 AAC 數(shù)據(jù)即可，也就是文件頭。只有加上文件頭部的數(shù)據(jù)，播放器才能正確的知道里面的內(nèi)容到底是什么，進而能夠正常的解析并播放里面的內(nèi)容。

三、PCM 轉(zhuǎn)化為 WAV

在文件的數(shù)據(jù)開頭加入 WAVE HEAD 或者 AAC 數(shù)據(jù)即可，也就是文件頭。只有加上文件頭部的數(shù)據(jù)，播放器才能正確的知道里面的內(nèi)容到底是什么，進而能夠正常的解析并播放里面的內(nèi)容。具體的頭文件的描述，在 Play a WAV file on an AudioTrack 里面可以進行了解。

public class WAVUtil {

? ? /**
? ? ?* PCM文件轉(zhuǎn)WAV文件
? ? ?*
? ? ?* @param inPcmFilePath ?輸入PCM文件路徑
? ? ?* @param outWavFilePath 輸出WAV文件路徑
? ? ?* @param sampleRate ? ? 采樣率，例如44100
? ? ?* @param channels ? ? ? 聲道數(shù) 單聲道：1或雙聲道：2
? ? ?* @param bitNum ? ? ? ? 采樣位數(shù)，8或16
? ? ?*/
? ? public static void convertPcm2Wav(String inPcmFilePath, String outWavFilePath, int sampleRate,int channels, int bitNum) {

? ? ? ? FileInputStream in = null;
? ? ? ? FileOutputStream out = null;
? ? ? ? byte[] data = new byte[1024];

? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? //采樣字節(jié)byte率
? ? ? ? ? ? long byteRate = sampleRate * channels * bitNum / 8;

? ? ? ? ? ? in = new FileInputStream(inPcmFilePath);
? ? ? ? ? ? out = new FileOutputStream(outWavFilePath);

? ? ? ? ? ? //PCM文件大小
? ? ? ? ? ? long totalAudioLen = in.getChannel().size();

? ? ? ? ? ? //總大小，由于不包括RIFF和WAV，所以是44 - 8 = 36，在加上PCM文件大小
? ? ? ? ? ? long totalDataLen = totalAudioLen + 36;

? ? ? ? ? ? writeWaveFileHeader(out, totalAudioLen, totalDataLen, sampleRate, channels, byteRate);

? ? ? ? ? ? int length = 0;
? ? ? ? ? ? while ((length = in.read(data)) > 0) {
? ? ? ? ? ? ? ? out.write(data, 0, length);
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? } finally {
? ? ? ? ? ? IOUtil.close(in,out);
? ? ? ? }
? ? }


? ? /**
? ? ?* 輸出WAV文件
? ? ?*
? ? ?* @param out ? ? ? ? ? WAV輸出文件流
? ? ?* @param totalAudioLen 整個音頻PCM數(shù)據(jù)大小
? ? ?* @param totalDataLen ?整個數(shù)據(jù)大小
? ? ?* @param sampleRate ? ?采樣率
? ? ?* @param channels ? ? ?聲道數(shù)
? ? ?* @param byteRate ? ? ?采樣字節(jié)byte率
? ? ?* @throws IOException
? ? ?*/
? ? private static void writeWaveFileHeader(FileOutputStream out, long totalAudioLen,long totalDataLen, int sampleRate, int channels, long byteRate) throws IOException {
? ? ? ? byte[] header = new byte[44];
? ? ? ? header[0] = 'R'; // RIFF
? ? ? ? header[1] = 'I';
? ? ? ? header[2] = 'F';
? ? ? ? header[3] = 'F';
? ? ? ? header[4] = (byte) (totalDataLen & 0xff);//數(shù)據(jù)大小
? ? ? ? header[5] = (byte) ((totalDataLen >> 8) & 0xff);
? ? ? ? header[6] = (byte) ((totalDataLen >> 16) & 0xff);
? ? ? ? header[7] = (byte) ((totalDataLen >> 24) & 0xff);
? ? ? ? header[8] = 'W';//WAVE
? ? ? ? header[9] = 'A';
? ? ? ? header[10] = 'V';
? ? ? ? header[11] = 'E';
? ? ? ? //FMT Chunk
? ? ? ? header[12] = 'f'; // 'fmt '
? ? ? ? header[13] = 'm';
? ? ? ? header[14] = 't';
? ? ? ? header[15] = ' ';//過渡字節(jié)
? ? ? ? //數(shù)據(jù)大小
? ? ? ? header[16] = 16; // 4 bytes: size of 'fmt ' chunk
? ? ? ? header[17] = 0;
? ? ? ? header[18] = 0;
? ? ? ? header[19] = 0;
? ? ? ? //編碼方式 10H為PCM編碼格式
? ? ? ? header[20] = 1; // format = 1
? ? ? ? header[21] = 0;
? ? ? ? //通道數(shù)
? ? ? ? header[22] = (byte) channels;
? ? ? ? header[23] = 0;
? ? ? ? //采樣率，每個通道的播放速度
? ? ? ? header[24] = (byte) (sampleRate & 0xff);
? ? ? ? header[25] = (byte) ((sampleRate >> 8) & 0xff);
? ? ? ? header[26] = (byte) ((sampleRate >> 16) & 0xff);
? ? ? ? header[27] = (byte) ((sampleRate >> 24) & 0xff);
? ? ? ? //音頻數(shù)據(jù)傳送速率,采樣率*通道數(shù)*采樣深度/8
? ? ? ? header[28] = (byte) (byteRate & 0xff);
? ? ? ? header[29] = (byte) ((byteRate >> 8) & 0xff);
? ? ? ? header[30] = (byte) ((byteRate >> 16) & 0xff);
? ? ? ? header[31] = (byte) ((byteRate >> 24) & 0xff);
? ? ? ? // 確定系統(tǒng)一次要處理多少個這樣字節(jié)的數(shù)據(jù)，確定緩沖區(qū)，通道數(shù)*采樣位數(shù)
? ? ? ? header[32] = (byte) (channels * 16 / 8);
? ? ? ? header[33] = 0;
? ? ? ? //每個樣本的數(shù)據(jù)位數(shù)
? ? ? ? header[34] = 16;
? ? ? ? header[35] = 0;
? ? ? ? //Data chunk
? ? ? ? header[36] = 'd';//data
? ? ? ? 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);
? ? }
}

然后生成了相對的 WAV 文件，我們用用手機自帶播放器打開此時就能正常播放，但是我們發(fā)現(xiàn)他的大小比較大，我們看到就是幾分鐘就這么大，我們平時用的是 mp3 、aac 格式的，我們?nèi)绾无k到的呢？

四、PCM 轉(zhuǎn)化為 AAC 文件格式

生成 aac 文件播放

public class AACUtil {

? ? ...

? ? /**
? ? ?* 初始化AAC編碼器
? ? ?*/
? ? private void initAACMediaEncode() {
? ? ? ? try {

? ? ? ? ? ? //參數(shù)對應(yīng)-> mime type、采樣率、聲道數(shù)
? ? ? ? ? ? MediaFormat encodeFormat = MediaFormat.createAudioFormat(MediaFormat.MIMETYPE_AUDIO_AAC, 16000, 1);
? ? ? ? ? ? encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 64000);//比特率
? ? ? ? ? ? encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_CHANNEL_COUNT, 1);
? ? ? ? ? ? encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_CHANNEL_MASK, AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO);
? ? ? ? ? ? encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_AAC_PROFILE, MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.AACObjectLC);
? ? ? ? ? ? encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_MAX_INPUT_SIZE, 1024);//作用于inputBuffer的大小

? ? ? ? ? ? mediaEncode = MediaCodec.createEncoderByType(encodeType);
? ? ? ? ? ? mediaEncode.configure(encodeFormat, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
? ? ? ? } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }

? ? ? ? if (mediaEncode == null) {
? ? ? ? ? ? LogUtil.e("create mediaEncode failed");
? ? ? ? ? ? return;
? ? ? ? }

? ? ? ? mediaEncode.start();
? ? ? ? encodeInputBuffers = mediaEncode.getInputBuffers();
? ? ? ? encodeOutputBuffers = mediaEncode.getOutputBuffers();
? ? ? ? encodeBufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
? ? }

? ? private boolean codeOver = false;

? ? /**
? ? ?* 開始轉(zhuǎn)碼
? ? ?* 音頻數(shù)據(jù){@link #srcPath}先解碼成PCM ?PCM數(shù)據(jù)在編碼成MediaFormat.MIMETYPE_AUDIO_AAC音頻格式
? ? ?* mp3->PCM->aac
? ? ?*/
? ? public void startAsync() {
? ? ? ? LogUtil.w("start");
? ? ? ? new Thread(new DecodeRunnable()).start();
? ? }


? ? /**
? ? ?* 解碼{@link #srcPath}音頻文件 得到PCM數(shù)據(jù)塊
? ? ?*
? ? ?* @return 是否解碼完所有數(shù)據(jù)
? ? ?*/
? ? private void srcAudioFormatToPCM() {
? ? ? ? File file = new File(srcPath);// 指定要讀取的文件
? ? ? ? FileInputStream fio = null;
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? fio = new FileInputStream(file);
? ? ? ? ? ? byte[] bb = new byte[1024];
? ? ? ? ? ? while (!codeOver) {
? ? ? ? ? ? ? ? if (fio.read(bb) != -1) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? LogUtil.e("============ ? putPCMData ============" + bb.length);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? dstAudioFormatFromPCM(bb);
? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? codeOver = true;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? fio.close();
? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }

? ? }


? ? private byte[] chunkAudio = new byte[0];

? ? /**
? ? ?* 編碼PCM數(shù)據(jù) 得到AAC格式的音頻文件
? ? ?*/
? ? private void dstAudioFormatFromPCM(byte[] pcmData) {

? ? ? ? int inputIndex;
? ? ? ? ByteBuffer inputBuffer;
? ? ? ? int outputIndex;
? ? ? ? ByteBuffer outputBuffer;

? ? ? ? int outBitSize;
? ? ? ? int outPacketSize;
? ? ? ? byte[] PCMAudio;
? ? ? ? PCMAudio = pcmData;

? ? ? ? encodeInputBuffers = mediaEncode.getInputBuffers();
? ? ? ? encodeOutputBuffers = mediaEncode.getOutputBuffers();
? ? ? ? encodeBufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();


? ? ? ? inputIndex = mediaEncode.dequeueInputBuffer(0);
? ? ? ? inputBuffer = encodeInputBuffers[inputIndex];
? ? ? ? inputBuffer.clear();
? ? ? ? inputBuffer.limit(PCMAudio.length);
? ? ? ? inputBuffer.put(PCMAudio);//PCM數(shù)據(jù)填充給inputBuffer
? ? ? ? mediaEncode.queueInputBuffer(inputIndex, 0, PCMAudio.length, 0, 0);//通知編碼器 編碼


? ? ? ? outputIndex = mediaEncode.dequeueOutputBuffer(encodeBufferInfo, 0);

? ? ? ? while (outputIndex > 0) {

? ? ? ? ? ? outBitSize = encodeBufferInfo.size;
? ? ? ? ? ? outPacketSize = outBitSize + 7;//7為ADT頭部的大小
? ? ? ? ? ? outputBuffer = encodeOutputBuffers[outputIndex];//拿到輸出Buffer
? ? ? ? ? ? outputBuffer.position(encodeBufferInfo.offset);
? ? ? ? ? ? outputBuffer.limit(encodeBufferInfo.offset + outBitSize);
? ? ? ? ? ? chunkAudio = new byte[outPacketSize];
? ? ? ? ? ? addADTStoPacket(chunkAudio, outPacketSize);//添加ADTS
? ? ? ? ? ? outputBuffer.get(chunkAudio, 7, outBitSize);//將編碼得到的AAC數(shù)據(jù) 取出到byte[]中

? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? //錄制aac音頻文件，保存在手機內(nèi)存中
? ? ? ? ? ? ? ? bos.write(chunkAudio, 0, chunkAudio.length);
? ? ? ? ? ? ? ? bos.flush();
? ? ? ? ? ? } catch (FileNotFoundException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? } catch (IOException e) {
? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? outputBuffer.position(encodeBufferInfo.offset);
? ? ? ? ? ? mediaEncode.releaseOutputBuffer(outputIndex, false);
? ? ? ? ? ? outputIndex = mediaEncode.dequeueOutputBuffer(encodeBufferInfo, 0);

? ? ? ? }

? ? }

? ? /**
? ? ?* 添加ADTS頭
? ? ?*
? ? ?* @param packet
? ? ?* @param packetLen
? ? ?*/
? ? private void addADTStoPacket(byte[] packet, int packetLen) {
? ? ? ? int profile = 2; // AAC LC
? ? ? ? int freqIdx = 8; // 16KHz
? ? ? ? int chanCfg = 1; // CPE

? ? ? ? // fill in ADTS data
? ? ? ? packet[0] = (byte) 0xFF;
? ? ? ? packet[1] = (byte) 0xF1;
? ? ? ? packet[2] = (byte) (((profile - 1) << 6) + (freqIdx << 2) + (chanCfg >> 2));
? ? ? ? packet[3] = (byte) (((chanCfg & 3) << 6) + (packetLen >> 11));
? ? ? ? packet[4] = (byte) ((packetLen & 0x7FF) >> 3);
? ? ? ? packet[5] = (byte) (((packetLen & 7) << 5) + 0x1F);
? ? ? ? packet[6] = (byte) 0xFC;

? ? }

? ? /**
? ? ?* 釋放資源
? ? ?*/
? ? public void release() {
? ? ? ...
? ? }

? ? /**
? ? ?* 解碼線程
? ? ?*/
? ? private class DecodeRunnable implements Runnable {

? ? ? ? @Override
? ? ? ? public void run() {
? ? ? ? ? ? srcAudioFormatToPCM();
? ? ? ? }
? ? }

}

五、AudioStack 播放

AudioTrack 類可以完成 Android 平臺上音頻數(shù)據(jù)的輸出任務(wù)。AudioTrack 有兩種數(shù)據(jù)加載模式（MODE_STREAM 和 MODE_STATIC），對應(yīng)的是數(shù)據(jù)加載模式和音頻流類型，對應(yīng)著兩種完全不同的使用場景。

MODE_STREAM：在這種模式下，通過 write 一次次把音頻數(shù)據(jù)寫到 AudioTrack 中。這和平時通過 write 系統(tǒng)調(diào)用往文件中寫數(shù)據(jù)類似，但這種工作方式每次都需要把數(shù)據(jù)從用戶提供的 Buffer 中拷貝到 AudioTrack 內(nèi)部的 Buffer 中，這在一定程度上會使引入延時。為解決這一問題，AudioTrack 就引入了第二種模式。
MODE_STATIC：這種模式下，在 play 之前只需要把所有數(shù)據(jù)通過一次 write 調(diào)用傳遞到 AudioTrack 中的內(nèi)部緩沖區(qū)，后續(xù)就不必再傳遞數(shù)據(jù)了。這種模式適用于像鈴聲這種內(nèi)存占用量較小，延時要求較高的文件。但它也有一個缺點，就是一次write的數(shù)據(jù)不能太多，否則系統(tǒng)無法分配足夠的內(nèi)存來存儲全部數(shù)據(jù)。

播放聲音可以用 MediaPlayer 和 AudioTrack，兩者都提供了 Java API 供應(yīng)用開發(fā)者使用。雖然都可以播放聲音，但兩者還是有很大的區(qū)別的，其中最大的區(qū)別是MediaPlayer 可以播放多種格式的聲音文件，例如 MP3，AAC，WAV，OGG，MIDI 等。MediaPlayer 會在 framework 層創(chuàng)建對應(yīng)的音頻解碼器。而 AudioTrack 只能播放已經(jīng)解碼的 PCM 流，如果對比支持的文件格式的話則是 AudioTrack 只支持 wav 格式的音頻文件，因為 wav 格式的音頻文件大部分都是 PCM 流。AudioTrack 不創(chuàng)建解碼器，所以只能播放不需要解碼的 wav 文件。

5.1 音頻流的類型

在 AudioTrack 構(gòu)造函數(shù)中，會接觸到 AudioManager.STREAM_MUSIC 這個參數(shù)。它的含義與 Android 系統(tǒng)對音頻流的管理和分類有關(guān)。

Android 將系統(tǒng)的聲音分為好幾種流類型，下面是幾個常見的：

STREAM_ALARM：警告聲
STREAM_MUSIC：音樂聲，例如 music 等
STREAM_RING：鈴聲
STREAM_SYSTEM：系統(tǒng)聲音，例如低電提示音，鎖屏音等
STREAM_VOCIE_CALL：通話聲

注意：上面這些類型的劃分和音頻數(shù)據(jù)本身并沒有關(guān)系。例如 MUSIC 和 RING 類型都可以是某首 MP3 歌曲。另外，聲音流類型的選擇沒有固定的標準，例如，鈴聲預(yù)覽中的鈴聲可以設(shè)置為MUSIC類型。音頻流類型的劃分和Audio系統(tǒng)對音頻的管理策略有關(guān)。

5.2 Buffer 分配和 Frame 的概念

在計算 Buffer 分配的大小的時候，我們經(jīng)常用到的一個方法就是：getMinBufferSize。這個函數(shù)決定了應(yīng)用層分配多大的數(shù)據(jù) Buffer。

AudioTrack.getMinBufferSize(8000,//每秒8K個采樣點
　　? ? ? ?AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO,//雙聲道
? ? ? ? ? ?AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);

從 AudioTrack.getMinBufferSize 開始追溯代碼，可以發(fā)現(xiàn)在底層的代碼中有一個很重要的概念：Frame（幀）。Frame 是一個單位，用來描述數(shù)據(jù)量的多少。1 單位的 Frame 等于 1 個采樣點的字節(jié)數(shù) × 聲道數(shù)（比如 PCM16，雙聲道的 1 個 Frame 等于 2×2=4 字節(jié)）。1 個采樣點只針對一個聲道，而實際上可能會有一或多個聲道。由于不能用一個獨立的單位來表示全部聲道一次采樣的數(shù)據(jù)量，也就引出了 Frame 的概念。Frame 的大小，就是一個采樣點的字節(jié)數(shù) × 聲道數(shù)。另外，在目前的聲卡驅(qū)動程序中，其內(nèi)部緩沖區(qū)也是采用 Frame 作為單位來分配和管理的。

getMinBufSize 會綜合考慮硬件的情況（諸如是否支持采樣率，硬件本身的延遲情況等）后，得出一個最小緩沖區(qū)的大小。一般我們分配的緩沖大小會是它的整數(shù)倍。

5.3 構(gòu)建過程

每一個音頻流對應(yīng)著一個 AudioTrack 類的一個實例，每個 AudioTrack 會在創(chuàng)建時注冊到 AudioFlinger 中，由 AudioFlinger 把所有的 AudioTrack 進行混合（Mixer），然后輸送到 AudioHardware 中進行播放，目前 Android 同時最多可以創(chuàng)建 32 個音頻流，也就是說，Mixer 最多會同時處理 32 個 AudioTrack 的數(shù)據(jù)流。

public class AudioTrackManager {
? ? ...
? ? //音頻流類型
? ? private static final int mStreamType = AudioManager.STREAM_MUSIC;
? ? //指定采樣率 （MediaRecoder 的采樣率通常是8000Hz AAC的通常是44100Hz。 設(shè)置采樣率為44100，目前為常用的采樣率，官方文檔表示這個值可以兼容所有的設(shè)置）
? ? private static final int mSampleRateInHz = 44100;
? ? //指定捕獲音頻的聲道數(shù)目。在AudioFormat類中指定用于此的常量
? ? private static final int mChannelConfig = AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO; //單聲道
? ? //指定音頻量化位數(shù) ,在AudioFormaat類中指定了以下各種可能的常量。通常我們選擇ENCODING_PCM_16BIT和ENCODING_PCM_8BIT PCM代表的是脈沖編碼調(diào)制，它實際上是原始音頻樣本。
? ? //因此可以設(shè)置每個樣本的分辨率為16位或者8位，16位將占用更多的空間和處理能力,表示的音頻也更加接近真實。
? ? private static final int mAudioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
? ? //指定緩沖區(qū)大小。調(diào)用AudioRecord類的getMinBufferSize方法可以獲得。
? ? private int mMinBufferSize;
? ? //STREAM的意思是由用戶在應(yīng)用程序通過write方式把數(shù)據(jù)一次一次得寫到audiotrack中。這個和我們在socket中發(fā)送數(shù)據(jù)一樣，
? ? // 應(yīng)用層從某個地方獲取數(shù)據(jù)，例如通過編解碼得到PCM數(shù)據(jù)，然后write到audiotrack。
? ? private static int mMode = AudioTrack.MODE_STREAM;

? ? private void initData() {
? ? ? ? //根據(jù)采樣率，采樣精度，單雙聲道來得到frame的大小。
? ? ? ? mMinBufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(mSampleRateInHz, mChannelConfig, mAudioFormat);//計算最小緩沖區(qū)
? ? ? ? //注意，按照數(shù)字音頻的知識，這個算出來的是一秒鐘buffer的大小。
? ? ? ? //創(chuàng)建AudioTrack
? ? ? ? mAudioTrack = new AudioTrack(mStreamType, mSampleRateInHz, mChannelConfig,
? ? ? ? ? ? ? ? mAudioFormat, mMinBufferSize, mMode);
? ? }


? ? /**
? ? ?* 啟動播放線程
? ? ?*/
? ? private void startThread() {
? ? ? ? destroyThread();
? ? ? ? isStart = true;
? ? ? ? if (mRecordThread == null) {
? ? ? ? ? ? mRecordThread = new Thread(recordRunnable);
? ? ? ? ? ? mRecordThread.start();
? ? ? ? }
? ? }

? ? /**
? ? ?* 播放線程
? ? ?*/
? ? private Runnable recordRunnable = new Runnable() {
? ? ? ? @Override
? ? ? ? public void run() {
? ? ? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? ? ? //設(shè)置線程的優(yōu)先級
? ? ? ? ? ? ?android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIORITY_URGENT_AUDIO);
? ? ? ? ? ? ? ? byte[] tempBuffer = new byte[mMinBufferSize];
? ? ? ? ? ? ? ? int readCount = 0;
? ? ? ? ? ? ? ? while (mDis.available() > 0) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? readCount = mDis.read(tempBuffer);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (readCount == AudioTrack.ERROR_INVALID_OPERATION || readCount == AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? continue;
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //一邊播放一邊寫入語音數(shù)據(jù)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (readCount != 0 && readCount != -1) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? //判斷AudioTrack未初始化，停止播放的時候釋放了，狀態(tài)就為STATE_UNINITIALIZED
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? if (mAudioTrack.getState() == mAudioTrack.STATE_UNINITIALIZED) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? initData();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mAudioTrack.play();
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mAudioTrack.write(tempBuffer, 0, readCount);
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? //播放完就停止播放
? ? ? ? ? ? ? ? stopPlay();
? ? ? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }

? ? };

? ? /**
? ? ?* 啟動播放
? ? ?*
? ? ?* @param path
? ? ?*/
? ? public void startPlay(String path) {
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? setPath(path);
? ? ? ? ? ? startThread();
? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }
? ? }

? ? /**
? ? ?* 停止播放
? ? ?*/
? ? public void stopPlay() {
? ? ? ? try {
? ? ? ? ? ? destroyThread();//銷毀線程
? ? ? ? ? ? if (mAudioTrack != null) {
? ? ? ? ? ? ? ? if (mAudioTrack.getState() == AudioRecord.STATE_INITIALIZED) {//初始化成功
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mAudioTrack.stop();//停止播放
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? if (mAudioTrack != null) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? mAudioTrack.release();//釋放audioTrack資源
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? if (mDis != null) {
? ? ? ? ? ? ? ? mDis.close();//關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入流
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? } catch (Exception e) {
? ? ? ? ? ? e.printStackTrace();
? ? ? ? }
? ? }

}

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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