Android音視頻開發(fā)初探之AudioRecord與AudioTrack完成音頻采集與播放

有陣子沒出文章,接下來爭取這段時間持續(xù)更新,將沉淀的東西記錄下來,廢話不多說
剛接觸了音視頻方面伙狐,趁熱乎記錄一下涮毫,歡迎大家指正


接下來會分為一下幾點來介紹:

  1. 基礎知識準備
  2. Android MediaRecorder和AudioRecord 與 MediaPlayer 和 AudioTrack 的介紹
  3. PCM與WAV編碼介紹與轉(zhuǎn)化
  4. 實例 Android AudioRecord 和 AudioTrack 的使用

基礎知識準備

音頻開發(fā)經(jīng)常遇到的專業(yè)性詞語

(1) 采樣率

音頻采樣率” 是指錄音設備在一秒鐘內(nèi)對聲音信號的采樣次數(shù)瞬欧,采樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然。常用的音頻采樣頻率有:8kHz罢防、11.025kHz艘虎、22.05kHz、16kHz咒吐、37.8kHz野建、44.1kHz、48kHz恬叹、96kHz候生、192kHz等。在當今的主流采集卡上绽昼,采樣頻率一般共分為22.05KHz唯鸭、44.1KHz、48KHz三個等級硅确,22.05KHz只能達到FM廣播的聲音品質(zhì)目溉,44.1KHz則是理論上的CD音質(zhì)界限,48KHz則更加精確一些菱农。
通俗理解:每秒錄取聲音的次數(shù)缭付。

(2) 量化精度(采樣位數(shù))

采樣位數(shù)”越大表示的值的范圍也就越大
"采樣位數(shù)"可以理解為采集卡處理聲音的解析度。這個數(shù)值越大循未,解析度就越高陷猫,錄制和回放的聲音就越真實。電腦中的聲音文件是用數(shù)字0和1來表示的的妖。連續(xù)的模擬信號按一定的采樣頻率經(jīng)數(shù)碼脈沖取樣后绣檬,每一個離散的脈沖信號被以一定的量化精度量化成一串二進制編碼流,這串編碼流的位數(shù)即為采樣位數(shù)羔味,也稱為"量化精度"河咽。
常見的位數(shù)為16bit32bit
通俗理解:每秒錄取聲音的精度,就像畫面的分辨率赋元,越高聲音越真實

(3) 聲道數(shù)

聲道數(shù)分別有:單聲道的聲道數(shù)為1個聲道忘蟹;雙聲道的聲道數(shù)為2個聲道飒房;立體聲道的聲道數(shù)默認為2個聲道;立體聲道(4聲道)的聲道數(shù)為4個聲道媚值。
常見使用的是:單聲道(MONO) 和 雙聲道 (STEREO)
通俗理解:聲道數(shù)表示錄制或者播放音頻的聲音源

(4) 比特率(碼率)

比特率(又叫做位速率或者碼率)是指每秒傳送的比特(bit)數(shù)狠毯。單位為bps(Bit Per Second),比特率越褥芒,傳送的數(shù)據(jù)越嚼松。比特率表示經(jīng)過編碼(壓縮)后的音、視頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用多少個比特來表示锰扶,而比特就是二進制里面最小的單位献酗,要么是0,要么是1坷牛。比特率與音罕偎、視頻壓縮的關系,簡單的說就是比特率越高京闰,音颜及、視頻的質(zhì)量就越好,但編碼后的文件就越大蹂楣;如果比特率越少則情況剛好相反俏站。

若作為一種數(shù)字音樂壓縮效率的參考性指標,比特率表示單位時間(1秒)內(nèi)傳送的比特數(shù)bps(bit per second痊土,位/秒)的速度肄扎。通常使用kbps(通俗地講就是每秒鐘1000比特)作為單位。CD中的數(shù)字音樂比特率為1411.2kbps(也就是記錄1秒鐘的cd音樂施戴,需要1411.2×1000比特的數(shù)據(jù))反浓,音樂文件的BIT RATE高是意味著在單位時間(1秒)內(nèi)需要處理的數(shù)據(jù)量(BIT)多,也就是音樂文件的音質(zhì)好的意思赞哗。但是雷则,BIT RATE高時文件大小變大,會占據(jù)很多的內(nèi)存容量肪笋,音樂文件最常用的bit rate是128kbps月劈,MP3文件可以使用的一般是8-320kbps,但不同MP3機在這方面支持的范圍不一樣藤乙,大部分的是32-256Kbps猜揪,這個指數(shù)當然是越廣越好了,不過320Kbps是暫時最高等級了坛梁。<1B字節(jié)= 8 bit位 / 1024B = 1M>
(那一秒的CD音樂需要 1411.2 / 8 = 176.4KB/s的空間而姐,那四分鐘的CD音樂需要 (1411.2kbps * 4 * 60)/ 8 / 1024 = 41.34373M)

碼率計算公式
基本的算法是:【碼率】(kbps)=【文件大小】(字節(jié))X8/【時間】(秒)× 1000
音頻文件專用算法:【比特率】(kbps)=【量化采樣點】(kHz)×【位深】(bit/采樣點)×【聲道數(shù)量】(一般為2)

舉例,D5的碟划咐,容量4.3G拴念,其中考慮到音頻的不同格式钧萍,所以算為600M,(故剩余容量為4.3*1000-600=3700M)政鼠,所以視頻文件應不大于3.7G风瘦,本例中取視頻文件的容量為3.446G,視頻長度100分鐘(6000秒)公般,計算結(jié)果:碼率約等于4933kbps万搔。

碼率幾點原則
1、碼率和質(zhì)量成正比官帘,但是文件體積也和碼率成正比瞬雹。
2、碼率超過一定數(shù)值遏佣,對圖像的質(zhì)量沒有多大影響挖炬。
3揽浙、DVD的容量有限状婶,無論是標準的4.3G,還是超刻馅巷,或是D9膛虫,都有極限。

(5) PCM編碼與WAV格式

PCM(Pulse Code Modulation—-脈碼調(diào)制錄音)钓猬。所謂PCM錄音就是將聲音等模擬信號變成符號化的脈沖列稍刀,再予以記錄。PCM信號是由[1]账月、[0]等符號構(gòu)成的數(shù)字信號,而未經(jīng)過任何編碼和壓縮處理澳迫。與模擬信號比抓歼,它不易受傳送系統(tǒng)的雜波及失真的影響减江。動態(tài)范圍寬觉痛,可得到音質(zhì)相當好的影響效果钉鸯。也就是說,PCM就是沒有壓縮的編碼方式,PCM文件就是采用PCM這種沒有壓縮的編碼方式編碼的音頻數(shù)據(jù)文件。
PCM約定俗成了無損編碼,因為PCM代表了數(shù)字音頻中最佳的保真水準,并不意味著PCM就能夠確保信號絕對保真,PCM也只能做到最大程度的無限接近藐鹤。

WAV為微軟公司(Microsoft)開發(fā)的一種聲音文件格式祭示,它符合RIFF(Resource Interchange File Format)文件規(guī)范月趟,用于保存Windows平臺的音頻信息資源址芯,被Windows平臺及其應用程序所廣泛支持旬陡,該格式也支持MSADPCM青抛,CCITT A LAW等多種壓縮運算法捣辆,支持多種音頻數(shù)字,取樣頻率和聲道此迅,標準格式化的WAV文件和CD格式一樣汽畴,也是44.1K的取樣頻率,16位量化數(shù)字耸序,因此在聲音文件質(zhì)量和CD相差無幾忍些!
在Windows平臺下,基于PCM編碼的WAV是被支持得最好的音頻格式坎怪,所有音頻軟件都能完美支持罢坝,由于本身可以達到較高的音質(zhì)的要求婆咸,因此悼凑,WAV也是音樂編輯創(chuàng)作的首選格式,適合保存音樂素材牙肝。因此男应,基于PCM編碼的WAV被作為了一種中介的格式闹司,常常使用在其他編碼的相互轉(zhuǎn)換之中,例如MP3轉(zhuǎn)換成WMA殉了。

通俗理解:PCM是一種沒有壓縮且無損的編碼方式开仰,WAV是微軟開發(fā)的一種無損的音頻文件格式 , 而WAV是通過PCM數(shù)據(jù)的基礎上添加頭部信息而生成的一種音頻格式,當然而可以基于其他如ADPCM編碼添加頭部信息生成WAV

(6) 音頻數(shù)字化的過程

過程:獲取音頻源 —— 將模擬信號進行離散化的樣本采集(采樣)—— 取樣的離散音頻要轉(zhuǎn)化為計算機能夠表示的數(shù)據(jù)范圍(量化)——(編碼)按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)字數(shù)據(jù)众弓,用二進制表示每個采樣的量化值

模擬音頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字音頻信號:模擬音頻信號是一個在時間上和幅度上都連續(xù)的信號恩溅,它的數(shù)字化過程如下所述:
1、采樣:在時間軸上對信號數(shù)字化谓娃。也就是脚乡,按照固定的時間間隔抽取模擬信號的值,這樣滨达,采樣后就可以使一個時間連續(xù)的信息波變?yōu)樵跁r間上取值數(shù)目有限的離散信號奶稠。
2、量化:在幅度軸上對信號數(shù)字化捡遍。也就是锌订,用有限個幅度值近似還原原來連續(xù)變化的幅度值,把模擬信號的連續(xù)幅度變?yōu)橛邢迶?shù)量的有一定間隔的離散值画株。
3辆飘、編碼:用二進制數(shù)表示每個采樣的量化值(十進制數(shù))。

簡述摘自):
音頻數(shù)字化通常經(jīng)過三個階段谓传,即采樣—量化—編碼蜈项。音頻數(shù)字化過程的具體步驟如下:第一步,將話筒轉(zhuǎn)化過來的模擬電信號以某一頻率進行離散化的樣本采集续挟,這個過程就叫采樣紧卒;第二步,將采集到的樣本電壓或電流值進行等級量化處理诗祸,這個過程就是量化跑芳;第三步,將等級值變換成對應的二進制表示值(0和1)贬媒,并進行存儲聋亡,這個過程就是編碼。通過這三個環(huán)節(jié)际乘,連續(xù)的模擬音頻信號即可轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號——二進制的0和1 。


Android MediaRecorder和AudioRecordMediaPlayerAudioTrack 的介紹

官方提供兩種API用于音頻開發(fā)漂佩,分別為 MediaRecorderAudioRecord 用與音頻的采集脖含,MediaPlayerAudioTrack 用于音頻的播放

API 作用 優(yōu)點 缺點
AudioRecord 音頻采集 可以實時獲取音頻數(shù)據(jù)做到邊錄邊播,更偏向底層更加靈活投蝉,可以對獲取的音頻做出處理养葵,如 壓縮、網(wǎng)絡傳輸瘩缆、算法處理等 由于輸出的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)PCM关拒,播放器是不能識別播放的,需要通過AudioTrack處理播放
MediaRecorder 音頻采集 官方將音頻的錄制、編碼着绊、壓縮等都封裝成API供使用谐算、方便快捷 不能實時處理音頻、輸出的音頻格式不多,有AMR/ACC/VORBIS 而這些PCM都可以處理生成
MediaPlayer 播放音頻 MediaPlayer可以播放多種格式的聲音文件归露,例如MP3洲脂,AAC,WAV剧包,OGG恐锦,MIDI等。MediaPlayer會在framework層創(chuàng)建對應的音頻解碼器疆液。 資源占用量較高一铅、延遲時間較長、不支持多個音頻同時播放等堕油。這些缺點決定了MediaPlayer在某些場合的使用情況不會很理想潘飘,例如在對時間精準度要求相對較高的游戲開發(fā)中。
AudioTrack 播放音頻 對于數(shù)據(jù)量小馍迄、延時要求高的音頻處理可以使用AudioTrack的MODE_STATIC傳輸模式 AudioTrack只能播放已經(jīng)解碼的PCM流福也,如果是文件的話只支持wav格式的音頻文件,因為wav格式的音頻文件大部分都是PCM流攀圈。AudioTrack不創(chuàng)建解碼器暴凑,所以只 能播放不需要解碼的wav文件。

小知識點:

  1. 在用MediaRecorder進行錄制音視頻時赘来,最終還是會創(chuàng)建AudioRecord用來與AudioFlinger進行交互现喳。
  2. MediaPlayer在framework層還是會創(chuàng)建AudioTrack,把解碼后的PCM數(shù)流傳遞給AudioTrack犬辰,AudioTrack再傳遞給AudioFlinger進行混音嗦篱,然后才傳遞給硬件播放。所以是MediaPlayer包含了AudioTRack幌缝。

PCM編碼轉(zhuǎn)化為WAV音頻格式

上面可知WAV是一種音頻格式灸促,而所有的WAV格式都有特定文件頭,文件頭儲存著 RIFF文件標志涵卵、WAVE文件標志浴栽、采樣率、聲道數(shù)等信息轿偎,PCM數(shù)據(jù)只需要加上WAV的文件頭即可轉(zhuǎn)化為 WAV音頻格式
參考自文章作者 河北-寶哥
這里給出的是關于下面實例的轉(zhuǎn)化WAV代碼

   /**
     * 將pcm文件轉(zhuǎn)化為可點擊播放的wav文件
     * @param inputPath pcm路徑
     * @param outPath wav存放路徑
     * @param data
     */
    private void PcmtoWav(String inputPath ,String outPath ,byte[] data){
        FileInputStream in;//讀取
        FileOutputStream out;
        try{
        in = new FileInputStream(inputPath);
        out = new FileOutputStream(outPath);
        //添加頭部信息
        writeWavFileHeader(out,in.getChannel().size(),SAMPLE_RATE_HERTZ,CHANNEL_CONFIG);
        while(in.read(data)!= -1){
          out.write(data);
        }
        //關流
        in.close();
        out.close();
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * @param out            wav音頻文件流
     * @param totalAudioLen  不包括header的音頻數(shù)據(jù)總長度
     * @param longSampleRate 采樣率,也就是錄制時使用的頻率
     * @param channels       audioRecord的頻道數(shù)量
     * @throws IOException 寫文件錯誤
     */
    private void writeWavFileHeader(FileOutputStream out, long totalAudioLen, long longSampleRate,
                                    int channels) throws IOException {
        byte[] header = generateWavFileHeader(totalAudioLen, longSampleRate, channels);
        //寫頭
        out.write(header, 0, header.length);

    }

    /**
     * 任何一種文件在頭部添加相應的頭文件才能夠確定的表示這種文件的格式典鸡,
     * wave是RIFF文件結(jié)構(gòu),每一部分為一個chunk坏晦,其中有RIFF WAVE chunk萝玷,
     * FMT Chunk嫁乘,F(xiàn)act chunk,Data chunk,其中Fact chunk是可以選擇的
     *
     * @param totalAudioLen  不包括header的音頻數(shù)據(jù)總長度
     * @param longSampleRate 采樣率,也就是錄制時使用的頻率
     * @param channels       audioRecord的頻道數(shù)量
     */
    private byte[] generateWavFileHeader(long totalAudioLen, long longSampleRate, int channels) {
        long totalDataLen = totalAudioLen + 36;
        long byteRate = longSampleRate * 2 * channels;
        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) (longSampleRate & 0xff);
        header[25] = (byte) ((longSampleRate >> 8) & 0xff);
        header[26] = (byte) ((longSampleRate >> 16) & 0xff);
        header[27] = (byte) ((longSampleRate >> 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)球碉,確定緩沖區(qū)蜓斧,通道數(shù)*采樣位數(shù)
        header[32] = (byte) (2 * channels);
        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);
        return header;
    }

實例Android AudioRecord 和 AudioTrack 的使用

首先給出我們將音頻的采集和播放封裝成一個AudioRecordManager音頻管理類 (代碼有詳細注釋)

package com.example.medialearn.test2;

import android.media.AudioAttributes;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.AudioTrack;
import android.media.MediaRecorder;
import android.os.Build;
import android.os.Environment;
import android.support.annotation.RequiresApi;
import android.util.Log;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.Locale;

/**
 * @author vveng
 * @version version 1.0.0
 * @date 2018/7/24 16:03.
 * @email vvengstuggle@163.com
 * @instructions 說明
 * @descirbe 描述
 * @features 功能
 */
public class AudioRecordManager {

    private static final String TAG = "AudioRecordManager";
    private static final String DIR_NAME = "arm";
    private static String AudioFolderFile; //音頻文件路徑
    private static AudioRecordManager mAudioRecordManager;
    private File PcmFile = null ; //pcm音頻文件
    private File WavFile = null;  //wav格式的音頻文件
    private AudioRecordThread mAudioRecordThead; //錄制線程
    private AudioRecordPlayThead mAudioRecordPlayThead;//播放線程
    private boolean isRecord = false;
    /**
     * 采樣率,現(xiàn)在能夠保證在所有設備上使用的采樣率是44100Hz, 但是其他的采樣率(22050, 16000, 11025)在一些設備上也可以使用汁尺。
     */
    public static final int SAMPLE_RATE_HERTZ = 44100;

    /**
     * 聲道數(shù)法精。CHANNEL_IN_MONO and CHANNEL_IN_STEREO. 其中CHANNEL_IN_MONO是可以保證在所有設備能夠使用的。
     */
    public static final int CHANNEL_CONFIG = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;

    /**
     * 返回的音頻數(shù)據(jù)的格式痴突。 ENCODING_PCM_8BIT, ENCODING_PCM_16BIT, and ENCODING_PCM_FLOAT.
     */
    public static final int AUDIO_FORMAT = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;


    public static AudioRecordManager NewInstance() {
        if (mAudioRecordManager == null) {
            synchronized (AudioRecordManager.class) {
                if (mAudioRecordManager == null) {
                    mAudioRecordManager = new AudioRecordManager();
                }
            }
        }
        return mAudioRecordManager;
    }


    /**
     * 播放音頻
     */
    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)
    public synchronized void playRecord() {
        //可防止重復點擊錄制
        if (true == isRecord) {
            Log.d(TAG, "無法開始播放,當前狀態(tài)為:" + isRecord);
            return;
        }
        isRecord = true;
        mAudioRecordPlayThead = new AudioRecordPlayThead(PcmFile);
        mAudioRecordPlayThead.start();
    }

    /**
     * 停止播放
     */
    public void stopPlayRecord() {
        if (null != mAudioRecordPlayThead) {
            mAudioRecordPlayThead.interrupt();
            mAudioRecordPlayThead = null;
        }
        isRecord = false;
    }

    /**
     * 播放音頻線程
     */
    private class AudioRecordPlayThead extends Thread {
        AudioTrack mAudioTrack;
        int BufferSize = 10240;
        File autoFile = null; //要播放的文件

        @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)
        AudioRecordPlayThead(File file) {
            setPriority(MAX_PRIORITY);
            autoFile = file;
            //播放緩沖的最小大小
            BufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE_HERTZ,
                    AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO, AUDIO_FORMAT);
           // 創(chuàng)建用于播放的 AudioTrack
            mAudioTrack = new AudioTrack.Builder()
                    .setAudioAttributes(new AudioAttributes.Builder()
                            .setUsage(AudioAttributes.USAGE_ALARM)
                            .setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_MUSIC)
                            .build())
                    .setAudioFormat(new AudioFormat.Builder()
                            .setEncoding(AUDIO_FORMAT)
                            .setSampleRate(SAMPLE_RATE_HERTZ)
                            .setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO)
                            .build())
                    .setBufferSizeInBytes(BufferSize)
                    .build();

        }

        @Override
        public void run() {

            Log.d(TAG, "播放開始");
            try {
                FileInputStream fis = new FileInputStream(autoFile);
                mAudioTrack.play();
                byte[] bytes = new byte[BufferSize];

                while(true == isRecord) {
                    int read = fis.read(bytes);
                    //若讀取有錯則跳過
                    if (AudioTrack.ERROR_INVALID_OPERATION == read
                            || AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE == read) {
                        continue;
                    }

                    if (read != 0 && read != -1) {
                        mAudioTrack.write(bytes, 0, BufferSize);
                    }
                }
                mAudioTrack.stop();
                mAudioTrack.release();//釋放資源
                fis.close();//關流

            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }

            isRecord = false;
            Log.d(TAG, "播放停止");
        }
    }


    /**
     * 開始錄制
     */
    public synchronized void startRecord() {
        //可防止重復點擊錄制
        if (true == isRecord) {
            Log.d(TAG, "無法開始錄制帮碰,當前狀態(tài)為:" + isRecord);
            return;
        }
        isRecord = true;
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyMMdd_HHmmss", Locale.CHINA);
        //源pcm數(shù)據(jù)文件
        PcmFile = new File(AudioFolderFile + File.separator + sdf.format(new Date())+".pcm");
        //wav文件
        WavFile = new File(PcmFile.getPath().replace(".pcm",".wav"));

        Log.d(TAG, "PcmFile:"+ PcmFile.getName()+"WavFile:"+WavFile.getName());

        if (null != mAudioRecordThead) {
            //若線程不為空,則中斷線程
            mAudioRecordThead.interrupt();
            mAudioRecordThead = null;
        }
        mAudioRecordThead = new AudioRecordThread();
        mAudioRecordThead.start();
    }

    /**
     * 停止錄制
     */
    public synchronized void stopRecord() {
        if (null != mAudioRecordThead) {
            mAudioRecordThead.interrupt();
            mAudioRecordThead = null;
        }

        isRecord = false;
    }

    /**
     * 錄制線程
     */
    private class AudioRecordThread extends Thread {
        AudioRecord mAudioRecord;
        int BufferSize = 10240;

        AudioRecordThread() {
            /**
             * 獲取音頻緩沖最小的大小
             */
            BufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE_HERTZ,
                    CHANNEL_CONFIG, AUDIO_FORMAT);
            /**
             * 參數(shù)1:音頻源
             * 參數(shù)2:采樣率 主流是44100
             * 參數(shù)3:聲道設置 MONO單聲道 STEREO立體聲
             * 參數(shù)4:編碼格式和采樣大小 編碼格式為PCM,主流大小為16BIT
             * 參數(shù)5:采集數(shù)據(jù)需要的緩沖區(qū)大小
             */
            mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,
                    SAMPLE_RATE_HERTZ, CHANNEL_CONFIG, AUDIO_FORMAT, BufferSize);
        }

        @Override
        public void run() {
            //將狀態(tài)置為錄制

            Log.d(TAG, "錄制開始");
            try {
                byte[] bytes = new byte[BufferSize];

                FileOutputStream PcmFos = new FileOutputStream(PcmFile);

                //開始錄制
                mAudioRecord.startRecording();

                while (true == isRecord && !isInterrupted()) {
                    int read = mAudioRecord.read(bytes, 0, bytes.length);
                    //若讀取數(shù)據(jù)沒有出現(xiàn)錯誤殉挽,將數(shù)據(jù)寫入文件
                    if (AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION != read) {
                        PcmFos.write(bytes, 0, read);
                        PcmFos.flush();
                    }
                }
                mAudioRecord.stop();//停止錄制
                PcmFos.close();//關流

            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();

            }
            isRecord = false;
            //當錄制完成就將Pcm編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為wav文件斯碌,也可以直接生成.wav
            PcmtoWav(PcmFile.getPath(),WavFile.getPath(),new byte[BufferSize]);
            Log.d(TAG, "錄制結(jié)束");
        }

    }


    /**
     * 初始化目錄
     */
    public static void init() {
        //文件目錄
        AudioFolderFile = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DCIM).getAbsolutePath()
                + File.separator + DIR_NAME;
        File WavDir = new File(AudioFolderFile);
        if (!WavDir.exists()) {
            boolean flag = WavDir.mkdirs();
            Log.d(TAG,"文件路徑:"+AudioFolderFile+"創(chuàng)建結(jié)果:"+flag);
        } else {
            Log.d(TAG,"文件路徑:"+AudioFolderFile+"創(chuàng)建結(jié)果: 已存在");
        }
    }

    /**
     * 將pcm文件轉(zhuǎn)化為可點擊播放的wav文件
     * @param inputPath pcm路徑
     * @param outPath wav存放路徑
     * @param data
     */
    private void PcmtoWav(String inputPath ,String outPath ,byte[] data){
        FileInputStream in;
        FileOutputStream out;
        try{
        in = new FileInputStream(inputPath);
        out = new FileOutputStream(outPath);
        //添加頭部信息
        writeWavFileHeader(out,in.getChannel().size(),SAMPLE_RATE_HERTZ,CHANNEL_CONFIG);
        while(in.read(data)!= -1){
          out.write(data);
        }
        in.close();
        out.close();
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * @param out            wav音頻文件流
     * @param totalAudioLen  不包括header的音頻數(shù)據(jù)總長度
     * @param longSampleRate 采樣率,也就是錄制時使用的頻率
     * @param channels       audioRecord的頻道數(shù)量
     * @throws IOException 寫文件錯誤
     */
    private void writeWavFileHeader(FileOutputStream out, long totalAudioLen, long longSampleRate,
                                    int channels) throws IOException {
        byte[] header = generateWavFileHeader(totalAudioLen, longSampleRate, channels);
        out.write(header, 0, header.length);

    }

    /**
     * 任何一種文件在頭部添加相應的頭文件才能夠確定的表示這種文件的格式傻唾,
     * wave是RIFF文件結(jié)構(gòu),每一部分為一個chunk冠骄,其中有RIFF WAVE chunk,
     * FMT Chunk加袋,F(xiàn)act chunk,Data chunk,其中Fact chunk是可以選擇的
     *
     * @param totalAudioLen  不包括header的音頻數(shù)據(jù)總長度
     * @param longSampleRate 采樣率,也就是錄制時使用的頻率
     * @param channels       audioRecord的頻道數(shù)量
     */
    private byte[] generateWavFileHeader(long totalAudioLen, long longSampleRate, int channels) {
        long totalDataLen = totalAudioLen + 36;
        long byteRate = longSampleRate * 2 * channels;
        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;
        //采樣率凛辣,每個通道的播放速度
        header[24] = (byte) (longSampleRate & 0xff);
        header[25] = (byte) ((longSampleRate >> 8) & 0xff);
        header[26] = (byte) ((longSampleRate >> 16) & 0xff);
        header[27] = (byte) ((longSampleRate >> 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)职烧,通道數(shù)*采樣位數(shù)
        header[32] = (byte) (2 * channels);
        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);
        return header;
    }
}

使用AudioRecordActivity (由于布局簡單就四個按鈕扁誓,這里就不再給出)

注意在AndroidManifest.xml 添加相關權(quán)限:

  <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
    <!-- 錄音權(quán)限 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />

AudioRecordActivity:

package com.example.medialearn.test2;

import android.Manifest;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.os.Build;
import android.os.Environment;
import android.support.annotation.NonNull;
import android.support.annotation.RequiresApi;
import android.support.v4.app.ActivityCompat;
import android.support.v4.content.ContextCompat;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;

import com.example.medialearn.R;

import java.io.File;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * @author vveng
 * @version version 1.0.0
 * @date 2018/7/24 16:03.
 * @email vvengstuggle@163.com
 * @instructions 說明
 * @descirbe 描述
 * @features 功能
 */
public class AudioRecordActivity extends AppCompatActivity
        implements View.OnClickListener {
    private String TAG = "AudioRecordActivity";
    private Button btn_start, btn_stop, btn_play, btn_onplay;
    private AudioRecordManager mManager;
    //申請權(quán)限列表
    private int REQUEST_CODE = 1001;
    private String[] permissions = new String[]{
            Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE,
            Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE,
            Manifest.permission.RECORD_AUDIO
    };
    //拒絕權(quán)限列表
    private List<String> refusePermissions = new ArrayList<>();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_audio_record);
        AudioRecordManager.init();//初始化目錄
        initView();
        checkPermission();
    }

    /**
     * 6.0以上要動態(tài)申請權(quán)限
     */
    private void checkPermission() {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
            for (int i = 0; i < permissions.length; i++) {
                if (ContextCompat.checkSelfPermission(this,
                        permissions[i]) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
                    refusePermissions.add(permissions[i]);
                }
            }
            if (!refusePermissions.isEmpty()) {
                String[] permissions = refusePermissions.toArray(new String[refusePermissions.size()]);
                ActivityCompat.requestPermissions(this, permissions, REQUEST_CODE);
            }
        }

    }

    /**
     * 權(quán)限結(jié)果回調(diào)
     * @param requestCode
     * @param permissions
     * @param grantResults
     */
    @Override
    public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {
        if (requestCode == REQUEST_CODE) {
            if (grantResults.length > 0 && grantResults != null) {
                for(int i = 0 ; i<permissions.length;i++){
                    if(grantResults[i]!=PackageManager.PERMISSION_GRANTED){
                        Log.d(TAG,permissions[i]+"   被禁用");
                    }
                }
            }
        }
    }

    private void initView() {
        btn_start = findViewById(R.id.record_start);
        btn_stop = findViewById(R.id.record_stop);
        btn_play = findViewById(R.id.record_play);
        btn_onplay = findViewById(R.id.record_noplay);
        btn_start.setOnClickListener(this);
        btn_stop.setOnClickListener(this);
        btn_play.setOnClickListener(this);
        btn_onplay.setOnClickListener(this);
        //初始化
        mManager = AudioRecordManager.NewInstance();
    }

    @RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.M)
    @Override
    public void onClick(View view) {

        switch (view.getId()) {
            case R.id.record_start:
            //錄音
                mManager.startRecord();
                break;
            case R.id.record_stop:
            //停止
                mManager.stopRecord();
                break;
            case R.id.record_play:
            //播放
                mManager.playRecord();
                break;
            case R.id.record_noplay:
            //停止
                mManager.stopPlayRecord();
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

參考鏈接:
https://developer.android.com/reference/android/media/AudioRecord#AudioRecord(int,%20int,%20int,%20int,%20int)
https://developer.android.com/reference/android/media/AudioTrack#play()
https://blog.csdn.net/ameyume/article/details/7618820
https://blog.csdn.net/zyuanyun/article/details/60890534
http://www.qingpingshan.com/rjbc/az/376811.html

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