android 录音mp3格式安卓手机录音mp3格式

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mob6454cc6c6291 2023-06-27 23:02:15

文章标签 android 录音mp3格式 android lame AudioRecor 数据 文章分类 Android 移动开发

Android录音支持的格式有amr、aac、3gp，但这三种音频格式在跨平台上表现并不好。而mp3格式是跨平台最好的音频格式，所以如果能转成mp3格式的音频文件，那是极好的。
那转成mp3格式又有两种方式：
一、录音完毕再转，再将amr、aac、3gp三种音频文件转成mp3格式的文件。
二、边录边转，使用libmp3lame直接转为mp3格式。
这里先主要介绍第二种，即使用lame库实现边录边转mp3的方式。这样在录音完毕时，也就转完了，效率比较高。

AudioRecord

录音需要使用到AudioRecord类，这里说一下他的构造方法中的参数的意义
public AudioRecord(int audioSource, int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat, int bufferSizeInBytes)；
构造器参数很多，我们一点一点来看：
- audioSource : 声源，一般使用MediaRecorder.AudioSource.MIC表示来自于麦克风
- sampleRateInHz ：官方明确说到只有44100Hz是所有设备都支持的。其他22050、16000和11025只能在某些设备上使用。
- channelConfig ：有立体声（CHANNEL_IN_STEREO）和单声道（CHANNEL_IN_MONO）两种。但只有单声道（CHANNEL_IN_MONO）是所有设备都支持的。
- audioFormat ：有ENCODING_PCM_16BIT和ENCODING_PCM_8BIT两种音频编码格式。同样的，官方声明只有ENCODING_PCM_16BIT是所有设备都支持的。
- bufferSizeInBytes ：录音期间声音数据的写入缓冲区大小（单位是字节）。
这里参数audioSource 、sampleRateInHz 、channelConfig 、audioFormat 都是可以根据需要进行选择，只有bufferSizeInBytes 这个参数，需要通过计算来获得。在介绍计算方法之前，先看一下音频数据的读取与转换。

音频数据的读取与转换

录音过程中需要不断的读取数据。既然是不断，那么我们当然需要循环读取，意味着我们需要一个线程来单独读取录音，避免阻塞主线程。如果不及时读取，数据超过缓冲区大小，会造成这段录音数据的丢失。
上面提到过，我们想要实现的是边录边转。那么问题来了，如果我们读取完数据后接着将数据传给Lame进行MP3编码，Lame的编码时间是不确定的，是不是有可能造成数据的丢失呢？答案当然是有可能，所以我们不能巧合编程。
我们需要另外一个线程，即数据编码线程来专门进行MP3编码，而当前的录音读取线程只负责读取录音PCM数据。有了两条线程，我们还需要确认一点，什么时候编码线程开始处理数据？

编码线程处理数据的时机

传统的方法是当线程中有数据的时候开始处理，这就需要在这个线程里面不断循环查看是否有数据需要处理，有数据就开始处理，没有数据我们可以暂时休息几毫秒（当然一直不sleep也可以，但造成的系统消耗太多）。这种方式显然也是低效的，因为无论我们让线程休息多久都可以判定为不合理。因为我们并不知道准确的时间。
那么还有别的方法么？显然录音这个类是知道什么时候该处理数据，什么时候可以休息。
Don’t call me , I will call you.
是的，我们应该去看看有没有监听器，让录音来通知编码线程开始工作。
AudioRecord为我们提供了这样的方法：

public int setPositionNotificationPeriod (int periodInFrames)

Added in API level 3
Sets the period at which the listener is called, if set with setRecordPositionUpdateListener(OnRecordPositionUpdateListener) or setRecordPositionUpdateListener(OnRecordPositionUpdateListener, Handler). It is possible for notifications to be lost if the period is too small.

设置通知周期。以帧为单位。
到这里，我们可以回来来解释bufferSizeInBytes大小的传入了。

缓冲区的大小

其实AudioRecord类提供了一个方便的方法getMinBufferSize来获取缓冲区的大小。
public static int getMinBufferSize (int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat)
这里的3个参数，其实我们都可以从构造器的参数里看到，因此传入并没有什么问题。
但关键在如上面我们设置了周期单位，如果获得的缓冲区大小不是周期单位的整数倍呢？
不是整数倍当然会如我们猜想的一样造成数据丢失，因此我们还需要一些数据的纠正来保证缓冲区大小是整数倍。

mBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(DEFAULT_SAMPLING_RATE,
        DEFAULT_CHANNEL_CONFIG, DEFAULT_AUDIO_FORMAT.getAudioFormat());

int bytesPerFrame = DEFAULT_AUDIO_FORMAT.getBytesPerFrame();
/* Get number of samples. Calculate the buffer size 
 * (round up to the factor of given frame size) 
 * 使能被整除，方便下面的周期性通知
 * */
int frameSize = mBufferSize / bytesPerFrame;
if (frameSize % FRAME_COUNT != 0) {
    frameSize += (FRAME_COUNT - frameSize % FRAME_COUNT);
    mBufferSize = frameSize * bytesPerFrame;
}

讲完了数据的获取线程和编码线程，我们来仔细看看帮助我们实现MP3编码的功臣：Lame

Lame的获取与编译

Lame在线下载地址
步骤
1、解压libmp3lame 到jni目录.
2、拷贝 lame.h （include目录下）。
3、创建Android.mk

LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE    := mp3lame
LOCAL_SRC_FILES := bitstream.c fft.c id3tag.c mpglib_interface.c presets.c  quantize.c   reservoir.c tables.c  util.c  VbrTag.c encoder.c  gain_analysis.c lame.c  newmdct.c   psymodel.c quantize_pvt.c set_get.c  takehiro.c vbrquantize.c version.c
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

4、删除非.c/.h文件：GNU autotools, Makefile.am Makefile.in libmp3lame_vc8.vcproj logoe.ico depcomp, folders i386 等无用文件。
5、编辑 jni/utils.h。把extern ieee754_float32_t fast_log2(ieee754_float32_t x);替换为extern float fast_log2(float x);。如果忘了替换，编译时会报出以下错误：

[armeabi] Compile thumb  : mp3lame <= bitstream.c
In file included from jni/bitstream.c:36:0:
jni/util.h:574:5: error: unknown type name 'ieee754_float32_t'
jni/util.h:574:40: error: unknown type name 'ieee754_float32_t'
make.exe: *** [obj/local/armeabi/objs/mp3lame/bitstream.o] Error 1

Lame需要对外提供的方法

init 初始化
inSamplerate ：输入采样频率 Hz
inChannel ：输入声道数
outSamplerate ：输出采样频率 Hz
outBitrate ： Encoded bit rate. KHz
quality ： MP3音频质量。0~9。其中0是最好，非常慢，9是最差。
推荐：
2 ：near-best quality, not too slow
5 ：good quality, fast
7 ：ok quality, really fast

//=======================AudioRecord Default Settings=======================
    private static final int DEFAULT_AUDIO_SOURCE = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
    /**
     * 以下三项为默认配置参数。Google Android文档明确表明只有以下3个参数是可以在所有设备上保证支持的。
     */
    private static final int DEFAULT_SAMPLING_RATE = 44100;//模拟器仅支持从麦克风输入8kHz采样率
    private static final int DEFAULT_CHANNEL_CONFIG = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;
    //立体声的选择
    private static final int STEREO_CHANNEL_CONFIG = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;
    /**
     * 下面是对此的封装
     * private static final int DEFAULT_AUDIO_FORMAT = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
     */
    private static final PCMFormat DEFAULT_AUDIO_FORMAT = PCMFormat.PCM_16BIT;

    //======================Lame Default Settings=====================
    private static final int DEFAULT_LAME_MP3_QUALITY = 7;
    /**
     * 与DEFAULT_CHANNEL_CONFIG相关，因为是mono单声，所以是1
     */
    //private static final int DEFAULT_LAME_IN_CHANNEL = 1;
    /**
     * STEREO_CHANNEL_CONFIG左声道和右声道，实现立体声的选择
     */
    private static final int STEREO_LAME_IN_CHANNEL = 2;
    /**
     *  Encoded bit rate. MP3 file will be encoded with bit rate 32kbps 
     */ 
    private static final int DEFAULT_LAME_MP3_BIT_RATE = 32;

LameUtil.init(DEFAULT_SAMPLING_RATE, STEREO_LAME_IN_CHANNEL, DEFAULT_SAMPLING_RATE, DEFAULT_LAME_MP3_BIT_RATE, DEFAULT_LAME_MP3_QUALITY);

encode
bufferLeft ：左声道数据
bufferRight：右声道数据
samples ：每个声道输入数据大小
mp3buf ：用于接收转换后的数据。7200 + (1.25 * buffer_l.length)
这里需要解释一下：

Task task = mTasks.remove(0);
short[] buffer = task.getData();
int readSize = task.getReadSize();
int encodedSize = LameUtil.encode(buffer, buffer, readSize, mMp3Buffer);

左右声道：当前声道选的是单声道，因此两边传入一样的buffer。
输入数据大小：录音线程读取到buffer中的数据不一定是占满的，所以read方法会返回当前大小size，即前size个数据是有效的音频数据，后面的数据是以前留下的废数据。这个size同样需要传入到Lame编码器中用于编码。
mp3的buffer：官方规定了计算公式：7200 + (1.25 * buffer_l.length)。（可以在lame.h文件中看到）
flush
将MP3结尾信息写入buffer中。
传入参数：mp3buf至少7200字节。这里还是用以前定义的mp3buf来传入，避免创建过多的数组。
close
关闭释放Lame
OK，到这里，核心的转换代码就完成了，我们再来点锦上添花的东西。
音量
一般我们在做录音的时候，都会有一个需求，根据音量的大小显示一个动画，让录音显得更生动一些。
当然，我在这个库里也提供了。
那么怎么来计算音量呢？
我参考了三星的音量计算。
总结如下：

/**
* 此计算方法来自samsung开发范例
* 
* @param buffer
* @param readSize
*/
private void calculateRealVolume(short[] buffer, int readSize) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < readSize; i++) {  
        sum += buffer[i] * buffer[i]; 
    } 
    if (readSize > 0) {
        double amplitude = sum / readSize;
        mVolume = (int) Math.sqrt(amplitude);
    }
};

现有的一个项目：AndroidMP3Recorder

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