Android音頻開發及錄音文件的配置

一、Android音頻開發(一)：音頻基礎知識二、Android音頻開發(二)：錄制音頻(WAV及MP3格式)三、Android音頻開發(三)：使用ExoPlayer播放音頻四、Android音頻開發(四)：音頻播放模式五、Android音頻開發(五)：感應(息屏/亮屏)管理

附GitHub源碼：MultimediaExplore

(相關資料圖)

首先看下音頻錄制跟播放效果簡圖：

CSDN不支持本地視頻上傳，我就先上傳了一張截圖：

上面是錄音：長按即可錄音，支持聲波動畫，右滑刪除等。支持錄制pcm、wav、mp3格式音頻。

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

一、音頻錄制權限：

無論在做開發任何功能之前，總得先添加及申請相關權限，后續的工作才能正常進行下去。音頻錄制所需權限如下，而且要在代碼中動態申請這些敏感權限，同意后才能正常錄制：

二、錄音文件的配置：

通過第一節講到音頻的基礎概念可知，在錄制音頻前應先進行錄制的相關配置，它直接決定了錄音文件的音頻質量、文件大小、音頻格式等。

/**     * 錄音音頻的相關配置     */    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());        //存儲目錄        recordConfig.setRecordDir(recordDir);        AudioRecordManager.getInstance().setCurrentConfig(recordConfig);    }

三、音頻錄制：

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

AudioRecorder：主要是使用系統的AudioRecord來進行錄音。并把錄制好的音頻文件進行合并，轉碼等，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實例。

AudioRecordManager：對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用等。減少了外界與AudioRecorder的直接交互，已達到對錄音類的更好的管理，此類也是一個全局單例類。

1、錄音對象初始化：

這里主要根據之前的錄音配置，生成 bufferSizeInBytes【緩沖區字節大小】，和audioRecord對象。

/**     * 創建默認的錄音對象     */    public void prepareRecord() {        // 獲得緩沖區字節大小        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，所以音質會接近原生，但也正是因為是無損的，所以wav音頻文件幾乎沒有壓縮，相對來說會比較大。

錄制wav音頻得先進行錄制采用，獲得pcm文件，然后把pcm文件合并，最后再轉成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, "錄音結束");        }    }

（2）合并生成的多個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，商業上使用的也比較多，就是因為MP3音頻時經過壓縮的，文件大小只有WAV的十二分之一，但是音質上幾乎沒有較大的差異性。當對音質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：

這里有開啟一個線程Mp3EncodeThread，將錄音產生的字節數組byteBuffer不斷的進行編解碼生成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，但其實是不支持直接生成MP3文件的。這里對應MP3編解碼，主要用到了開源的 libmp3lame.so 這個音頻編解碼庫。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：

本項目提供的源碼中有lame的jni源碼，如果想生成libmp3lame.so文件，供自己的項目使用，那么需要對Mp3Encoder.c 和Mp3Encoder.h文件進行修改，然后通過ndk build 生成該so文件。

修改的內容主要是把文件中的Mp3Encoder路徑改成自己項目中的Mp3Encoder的路徑，否則會找不到相關的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應的 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與業務進行交互，即保證了音頻錄制實例的單一性，又能較好的對音頻生命周期等進行較好的管理。

/** * 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();    }    /**     * 錄音狀態監聽回調     */    public void setRecordStateListener(RecordStateListener listener) {        AudioRecorder.getInstance().setRecordStateListener(listener);    }    /**     * 錄音數據監聽回調     */    public void setRecordDataListener(RecordDataListener listener) {        AudioRecorder.getInstance().setRecordDataListener(listener);    }    /**     * 錄音可視化數據回調，傅里葉轉換后的頻域數據     */    public void setRecordFftDataListener(RecordFftDataListener recordFftDataListener) {        AudioRecorder.getInstance().setRecordFftDataListener(recordFftDataListener);    }    /**     * 錄音文件轉換結束回調     */    public void setRecordResultListener(RecordResultListener listener) {        AudioRecorder.getInstance().setRecordResultListener(listener);    }    /**     * 錄音音量監聽回調     */    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();    }}