Android音频开发之录制音频(WAV及MP3格式)
附GitHub源码：MultimediaExplore
首先看下音频录制跟播放效果简图：
上面是录音：长按即可录音，支持声波动画，右滑删除等。支持录制pcm、wav、mp3格式音频。
下面是播放：点击左边扬声器icon，开始播放刚录制的本地音频文件【也支持在线音频播放】，支持播放进度，支持切换播放模式(听筒/扬声器/耳机)等。
一、音频录制权限：
无论在做开发任何功能之前，总得先添加及申请相关权限，后续的工作才能正常进行下去。音频录制所需权限如下，而且要在代码中动态申请这些敏感权限，同意后才能正常录制：
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
二、录音文件的配置：
通过第一节讲到音频的基础概念可知，在录制音频前应先进行录制的相关配置，它直接决定了录音文件的音频质量、文件大小、音频格式等。
/**
* 录音音频的相关配置
*/
private void initConfig() {
recordConfig = new RecordConfig();
//采样位宽
recordConfig.setEncodingConfig(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
//录音格式
recordConfig.setFormat(RecordConfig.RecordFormat.MP3);
// recordConfig.setFormat(RecordConfig.RecordFormat.WAV);
//采样频率
recordConfig.setSampleRate(16000);
String recordDir = String.format(Locale.getDefault(), "%s/Record/zhongyao/",
Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath());
//存储目录
recordConfig.setRecordDir(recordDir);
AudioRecordManager.getInstance().setCurrentConfig(recordConfig);
}
三、音频录制：
音频录制类主要有两个封装类：分别是AudioRecorder 、AudioRecordManager。
AudioRecorder：主要是使用系统的AudioRecord来进行录音。并把录制好的音频文件进行合并，转码等，生成我们所需的音频文件。该文件是全局单例的，保证音频录制类只有一个实例。
AudioRecordManager：对AudioRecorder的封装管理，与外界交互均通过此类来完成，包括录音的各种生命周期控制调用等。减少了外界与AudioRecorder的直接交互，已达到对录音类的更好的管理，此类也是一个全局单例类。
1、录音对象初始化：
这里主要根据之前的录音配置，生成 bufferSizeInBytes【缓冲区字节大小】，和audioRecord对象。
/**
* 创建默认的录音对象
*/
public void prepareRecord() {
// 获得缓冲区字节大小
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、录制wav音频文件：
wav音频文件是无损的，所以音质会接近原生，但也正是因为是无损的，所以wav音频文件几乎没有压缩，相对来说会比较大。
录制wav音频得先进行录制采用，获得pcm文件，然后把pcm文件合并，最后再转成wav音频文件。
（1）开始录制pcm文件：
private void startPcmRecorder() {
audioRecordStatus = AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_START;
notifyState();
Logger.d(TAG, "开始录制 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, "取消录制...");
}
} catch (Exception e) {
Logger.e(e, TAG, e.getMessage());
notifyError("录音失败");
} 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, "录音结束");
}
}
（2）合并生成的多个pcm文件：
/**
* 合并pcm文件
*/
private void mergePcmFile() {
boolean mergeSuccess = mergePcmFiles(resultFile, files);
if (!mergeSuccess) {
notifyError("合并失败");
}
}
（3）将合并好的pcm文件转成wav文件：
/**
* 添加Wav头文件
*/
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、录制MP3音频文件
相比WAV音频文件而言，MP3音频文件，就更加常见，商业上使用的也比较多，就是因为MP3音频时经过压缩的，文件大小只有WAV的十二分之一，但是音质上几乎没有较大的差异性。当对音质没有极高要求的情况下，如录音文件，MP3格式是极好的选择。
（1）开始录制音频缓存：
这里有开启一个线程Mp3EncodeThread，将录音产生的字节数组byteBuffer不断的进行编解码生成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("录音失败");
}
if (audioRecordStatus != AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_PAUSE) {
if (audioRecordStatus == AudioRecordStatus.AUDIO_RECORD_CANCEL) {
deleteMp3Encoded();
} else {
stopMp3Encoded();
}
} else {
Logger.d(TAG, "暂停");
}
}
（2）MP3音频编解码：
Android原生的音频录制，支持直接生成WAV文件，但其实是不支持直接生成MP3文件的。这里对应MP3编解码，主要用到了开源的 libmp3lame.so 这个音频编解码库。以下是lame编解码方法及Mp3Encoder类：
MP3编解码方法：
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类：
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：
本项目提供的源码中有lame的jni源码，如果想生成libmp3lame.so文件，供自己的项目使用，那么需要对Mp3Encoder.c 和Mp3Encoder.h文件进行修改，然后通过ndk build 生成该so文件。
修改的内容主要是把文件中的Mp3Encoder路径改成自己项目中的Mp3Encoder的路径，否则会找不到相关的native方法。
另外一般情况下，cpu类型支持 armeabi-v7a 、arm64-v8a 两种即可，如果想支持其他的可在Application.mk中添加。
上面文件修改完毕，通过ndk-build指令即可编译生成对应的 libmp3lame.so 文件。
将so不同CPU类型的文件放置 jniLibs 下，或者通过sourceSets配置的路径下，如：
sourceSets.main {
jni.srcDirs = []//disable automatic ndk-build call
jniLibs.srcDirs = ['libs']
}
即可进行MP3音频格式的录制。
四、音频录制管理【AudioRecordManager】：
通过全局单例模式的AudioRecorderManager与业务进行交互，即保证了音频录制实例的单一性，又能较好的对音频生命周期等进行较好的管理。
/**
* Create by zhongyao on 2021/8/18
* Description:音频录制管理类
*/
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();
}
/**
* 录音状态监听回调
*/
public void setRecordStateListener(RecordStateListener listener) {
AudioRecorder.getInstance().setRecordStateListener(listener);
}
/**
* 录音数据监听回调
*/
public void setRecordDataListener(RecordDataListener listener) {
AudioRecorder.getInstance().setRecordDataListener(listener);
}
/**
* 录音可视化数据回调，傅里叶转换后的频域数据
*/
public void setRecordFftDataListener(RecordFftDataListener recordFftDataListener) {
AudioRecorder.getInstance().setRecordFftDataListener(recordFftDataListener);
}
/**
* 录音文件转换结束回调
*/
public void setRecordResultListener(RecordResultListener listener) {
AudioRecorder.getInstance().setRecordResultListener(listener);
}
/**
* 录音音量监听回调
*/
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();
}
}
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