Android中怎么采集一幀音頻

這篇文章的內容主要圍繞Android中怎么采集一幀音頻進行講述，文章內容清晰易懂，條理清晰，非常適合新手學習，值得大家去閱讀。感興趣的朋友可以跟隨小編一起閱讀吧。希望大家通過這篇文章有所收獲！

Android SDK 提供了兩套音頻采集的API，分別是：MediaRecorder 和 AudioRecord，前者是一個更加上層一點的API，它可以直接把手機麥克風錄入的音頻數據進行編碼壓縮（如AMR、MP3等）并存成文件，而后者則更接近底層，能夠更加自由靈活地控制，可以得到原始的一幀幀PCM音頻數據。

如果想簡單地做一個錄音機，錄制成音頻文件，則推薦使用 MediaRecorder，而如果需要對音頻做進一步的算法處理、或者采用第三方的編碼庫進行壓縮、以及網絡傳輸等應用，則建議使用 AudioRecord，其實 MediaRecorder 底層也是調用了 AudioRecord 與 Android Framework 層的 AudioFlinger 進行交互的。

音頻的開發，更廣泛地應用不僅僅局限于本地錄音，因此，我們需要重點掌握如何利用更加底層的 AudioRecord API 來采集音頻數據（注意，使用它采集到的音頻數據是原始的PCM格式，想壓縮為mp3,aac等格式的話，還需要專門調用編碼器進行編碼）。

1. AudioRecord 的工作流程

首先，我們了解一下 AudioRecord 的工作流程：

（1） 配置參數，初始化內部的音頻緩沖區

（2） 開始采集

（3） 需要一個線程，不斷地從 AudioRecord 的緩沖區將音頻數據“讀”出來，注意，這個過程一定要及時，否則就會出現“overrun”的錯誤，該錯誤在音頻開發中比較常見，意味著應用層沒有及時地“取走”音頻數據，導致內部的音頻緩沖區溢出。

（4） 停止采集，釋放資源

2. AudioRecord 的參數配置

上面是 AudioRecord 的構造函數，我們可以發現，它主要是靠構造函數來配置采集參數的，下面我們來一一解釋這些參數的含義（建議對照著我的上一篇文章來理解）：

（1） audioSource

該參數指的是音頻采集的輸入源，可選的值以常量的形式定義在 MediaRecorder.AudioSource 類中，常用的值包括：DEFAULT（默認），VOICE_RECOGNITION（用于語音識別，等同于DEFAULT），MIC（由手機麥克風輸入），VOICE_COMMUNICATION（用于VoIP應用）等等。

（2） sampleRateInHz

采樣率，注意，目前44100Hz是唯一可以保證兼容所有Android手機的采樣率。

（3） channelConfig

通道數的配置，可選的值以常量的形式定義在 AudioFormat 類中，常用的是 CHANNEL_IN_MONO（單通道），CHANNEL_IN_STEREO（雙通道）

（4） audioFormat

這個參數是用來配置“數據位寬”的，可選的值也是以常量的形式定義在 AudioFormat 類中，常用的是 ENCODING_PCM_16BIT（16bit），ENCODING_PCM_8BIT（8bit），注意，前者是可以保證兼容所有Android手機的。

（5） bufferSizeInBytes

這個是最難理解又最重要的一個參數，它配置的是 AudioRecord 內部的音頻緩沖區的大小，該緩沖區的值不能低于一幀“音頻幀”（Frame）的大小，而前一篇文章介紹過，一幀音頻幀的大小計算如下：

int size = 采樣率 x 位寬 x 采樣時間 x 通道數

采樣時間一般取 2.5ms~120ms 之間，由廠商或者具體的應用決定，我們其實可以推斷，每一幀的采樣時間取得越短，產生的延時就應該會越小，當然，碎片化的數據也就會越多。

在Android開發中，AudioRecord 類提供了一個幫助你確定這個 bufferSizeInBytes 的函數，原型如下：

int getMinBufferSize(int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat);

不同的廠商的底層實現是不一樣的，但無外乎就是根據上面的計算公式得到一幀的大小，音頻緩沖區的大小則必須是一幀大小的2～N倍，有興趣的朋友可以繼續深入源碼探究探究。

實際開發中，強烈建議由該函數計算出需要傳入的 bufferSizeInBytes，而不是自己手動計算。

3. 音頻的采集線程

當創建好了 AudioRecord 對象之后，就可以開始進行音頻數據的采集了，通過下面兩個函數控制采集的開始/停止：

AudioRecord.startRecording();

AudioRecord.stop();

一旦開始采集，必須通過線程循環盡快取走音頻，否則系統會出現 overrun，調用的讀取數據的接口是：

AudioRecord.read(byte[] audioData, int offsetInBytes, int sizeInBytes);

4. 示例代碼

我將 AudioRecord 類的接口簡單封裝了一下，提供了一個 AudioCapturer 類，可以到我的Github下載：https://github.com/Jhuster/Android/blob/master/Audio/AudioCapturer.java

這里也貼出來一份：

/*
 *  COPYRIGHT NOTICE  
 *  Copyright (C) 2016, Jhuster <lujun.hust@gmail.com>
 *  https://github.com/Jhuster/Android
 *   
 *  @license under the Apache License, Version 2.0 
 *
 *  @file    AudioCapturer.java
 *  
 *  @version 1.0     
 *  @author  Jhuster
 *  @date    2016/03/10    
 */
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;
import android.util.Log;

public class AudioCapturer {

    private static final String TAG = "AudioCapturer";
	
    private static final int DEFAULT_SOURCE = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
    private static final int DEFAULT_SAMPLE_RATE = 44100;
    private static final int DEFAULT_CHANNEL_CONFIG = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;
    private static final int DEFAULT_AUDIO_FORMAT = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;

    private AudioRecord mAudioRecord;
    private int mMinBufferSize = 0;
	
    private Thread mCaptureThread; 	
    private boolean mIsCaptureStarted = false;
    private volatile boolean mIsLoopExit = false;

    private OnAudioFrameCapturedListener mAudioFrameCapturedListener;

    public interface OnAudioFrameCapturedListener {
        public void onAudioFrameCaptured(byte[] audioData);
    }	

    public boolean isCaptureStarted() {		
        return mIsCaptureStarted;
    }

    public void setOnAudioFrameCapturedListener(OnAudioFrameCapturedListener listener) {
        mAudioFrameCapturedListener = listener;
    }

    public boolean startCapture() {
        return startCapture(DEFAULT_SOURCE, DEFAULT_SAMPLE_RATE, DEFAULT_CHANNEL_CONFIG,
            DEFAULT_AUDIO_FORMAT);
    }

    public boolean startCapture(int audioSource, int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat) {

        if (mIsCaptureStarted) {
            Log.e(TAG, "Capture already started !");
            return false;
        }
    
        mMinBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz,channelConfig,audioFormat);
        if (mMinBufferSize == AudioRecord.ERROR_BAD_VALUE) {
            Log.e(TAG, "Invalid parameter !");
            return false;
        }
        Log.d(TAG , "getMinBufferSize = "+mMinBufferSize+" bytes !");
		
        mAudioRecord = new AudioRecord(audioSource,sampleRateInHz,channelConfig,audioFormat,mMinBufferSize);				
        if (mAudioRecord.getState() == AudioRecord.STATE_UNINITIALIZED) {
    	    Log.e(TAG, "AudioRecord initialize fail !");
	    return false;
        }		

        mAudioRecord.startRecording();

        mIsLoopExit = false;
        mCaptureThread = new Thread(new AudioCaptureRunnable());
        mCaptureThread.start();

        mIsCaptureStarted = true;

        Log.d(TAG, "Start audio capture success !");

        return true;
    }

    public void stopCapture() {

        if (!mIsCaptureStarted) {
            return;
        }

        mIsLoopExit = true;		
        try {
            mCaptureThread.interrupt();
            mCaptureThread.join(1000);
        } 
        catch (InterruptedException e) {		
            e.printStackTrace();
        }

        if (mAudioRecord.getRecordingState() == AudioRecord.RECORDSTATE_RECORDING) {
            mAudioRecord.stop();						
        }

        mAudioRecord.release();		
	
        mIsCaptureStarted = false;
        mAudioFrameCapturedListener = null;

        Log.d(TAG, "Stop audio capture success !");
    }

    private class AudioCaptureRunnable implements Runnable {		
	
        @Override
        public void run() {

            while (!mIsLoopExit) {

                byte[] buffer = new byte[mMinBufferSize];

                int ret = mAudioRecord.read(buffer, 0, mMinBufferSize);				
                if (ret == AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION) {
                    Log.e(TAG , "Error ERROR_INVALID_OPERATION");
                } 
                else if (ret == AudioRecord.ERROR_BAD_VALUE) {
                    Log.e(TAG , "Error ERROR_BAD_VALUE");
                } 
                else { 
                    if (mAudioFrameCapturedListener != null) {
                        mAudioFrameCapturedListener.onAudioFrameCaptured(buffer);
                    }   
                    Log.d(TAG , "OK, Captured "+ret+" bytes !");
                }														
            }		
        }    
    }
}

使用前要注意，添加如下權限：

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

感謝你的閱讀，相信你對“Android中怎么采集一幀音頻”這一問題有一定的了解，快去動手實踐吧，如果想了解更多相關知識點，可以關注億速云網站！小編會繼續為大家帶來更好的文章！