Android 录音详解(一)—— MediaRecorder、AudioRecord、生成wav格式、边录边播

越来越多的 APP 都用到了手机的录音功能，比如搜索、聊天、输入、K歌等...

本系列详细介绍 Android 中录音功能的实现，包括：

Android 录音详解(四)—— 录音添加背景音乐

Android 中的录音主要有两种方式 MediaRecorder 和 AudioRecord，下面分别介绍：

MediaRecorder(基于文件)

可以录制音、视频；

封装了录制、编码、压缩、线程等功能，直接生成可播放的音频文件；

优点：封装度高，操作简单

缺点：编码格式有限，.aac  .amr  .3gp，但是没有 mp3、wav 格式。

AudioRecord(基于字节流)

只能录制音频；

输出的是 PCM 的声音数据，如果保存成文件是不能直接播放的，需要编码；

可以捕获音频流，边录制边处理，比如编码、变声、添加背景音乐。

优点：更灵活

缺点：需自行处理编码、开线程等工作

应用场景：语音聊天、汤姆猫、K歌...

PCM：

Pulse Code Modulation(脉冲编码调制)，是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的数字信号。

它不是一种音频格式，它是声音文件的元数据，也就是声音的内容，没有文件头。经过某种格式的压缩、编码算法处理以后，再加上这种格式的文件头，才是这种格式的音频文件。

音频参数：

采样频率：

自然界的声音转换成数字格式时，要对它进行采样，每秒钟采样的次数就是采样率。就好比电影的1秒24帧画面。最常用：44.1kHz。

采样位数：

一个采样样本用多少位二进制数编码，最常用：16位。

声道数：

分为单声道和双声道，双声道又叫立体声，双声道音频文件比单声道大一倍。

比特率(码率)：

每秒钟音频文件所占的 bit 数。单位 ：kbps(每秒千比特数)。比特率(原始音频 PCM) = 采样频率 * 采样位数 * 声道数，这是未经压缩的比特率，压缩后会远小于这个值。

采用44.1kHz采样频率、16位采样位数、双声道编码的原始音频 PCM 比特率为：1411.2 kbps 。而最常见的 mp3 格式的比特率为：128kbps，约 1MB/分钟。

编码格式：

将原始音频 PCM 采用特定压缩算法处理后，加上文件头，所保存成的文件的格式。例如 mp3、wav、aac...

编码格式：

mp3

是当今最流行的一种数字音频编码和有损压缩格式，就是将 PCM 通过算法进行压缩，常规 mp3 文件约为1MB/分钟。

aac

是 mp3 的下一代格式，也是有损压缩，相对于mp3，aac 格式的音频更佳，文件更小。ios 平台也支持，跨平台性好。

wav

最流行的非压缩数据格式，微软开发。

amr

压缩比比较大，但相对其他的压缩格式质量比较差，多用于人声，通话录音。

riff

一种文件描述的格式，wav文件就采用了riff描述，前面44字节就是 riff 描述内容，就是文件头。

MediaRecorder

首先在 AndroidManifest 配置文件中添加录音权限：

当然 Android 6.0 以上还要动态获取权限，具体实现方式请百度之。

// 录音对象声明

private MediaRecorder mRecorder;

private void startRecording() {

// 创建录音对象

mRecorder = new MediaRecorder();

// 设置声音来源 MIC 即手机麦克风

mRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);

// 设置音频格式 aac

mRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.AAC_ADTS);

// 设置录音文件

mRecorder.setOutputFile(getExternalCacheDir() + "/demo.aac");

// 设置编码器

mRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AAC);

try {

// 准备录音

mRecorder.prepare();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

// 开始录音

mRecorder.start();

}

录音是耗时操作，但是，由于 MediaRecorder 已经封装了线程，故以上代码放在主线程即可。

MediaRecorder 是很占资源的，使用完毕需要释放掉：

private void stopRecording() {

// 停止录音

mRecorder.stop();

// 释放资源

mRecorder.release();

// 引用置空

mRecorder = null;

}

AudioRecord

首先在 AndroidManifest 配置文件中添加录音权限：

当然 Android 6.0 以上还要动态获取权限，具体实现方式请百度之。

// 录音状态

private boolean isRecording = true;

private void startRecording(){

// 耗时操作要开线程

new Thread(){

@Override

public void run() {

// 音源

int audioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;

// 采样率

int sampleRate = 44100;

// 声道数

int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;//双声道

// 采样位数

int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;

// 获取最小缓存区大小

int minBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);

// 创建录音对象

AudioRecord audioRecord = new AudioRecord(audioSource, sampleRate, channelConfig, audioFormat, minBufferSize);

try {

// 创建随机读写流

RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(getExternalCacheDir() + "/demo.wav", "rw");

// 留出文件头的位置

raf.seek(44);

byte[] buffer = new byte[minBufferSize];

// 录音中

audioRecord.startRecording();

isRecording = true;

while (isRecording) {

int readSize = audioRecord.read(buffer, 0, minBufferSize);

raf.write(buffer,0,readSize);

}

// 录音停止

audioRecord.stop();

audioRecord.release();

// 写文件头

WriteWaveFileHeader(raf, raf.length(),sampleRate,2,sampleRate*16*2/8);

raf.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}.start();

}

/**

* 为 wav 文件添加文件头，前提是在头部预留了 44字节空间

*

* @param raf

* 随机读写流

* @param fileLength

* 文件总长

* @param sampleRate

* 采样率

* @param channels

* 声道数量

* @param byteRate

* 码率 = 采样率 * 采样位数 * 声道数 / 8

* @throws IOException

*/

private void WriteWaveFileHeader(RandomAccessFile raf, long fileLength, long sampleRate, int channels, long byteRate) throws IOException {

long totalDataLen = fileLength + 36;

byte[] header = new byte[44];

header[0] = 'R'; // RIFF/WAVE header

header[1] = 'I';

header[2] = 'F';

header[3] = 'F';

header[4] = (byte) (totalDataLen & 0xff);

header[5] = (byte) ((totalDataLen >> 8) & 0xff);

header[6] = (byte) ((totalDataLen >> 16) & 0xff);

header[7] = (byte) ((totalDataLen >> 24) & 0xff);

header[8] = 'W';

header[9] = 'A';

header[10] = 'V';

header[11] = 'E';

header[12] = 'f'; // 'fmt ' chunk

header[13] = 'm';

header[14] = 't';

header[15] = ' ';

header[16] = 16; // 4 bytes: size of 'fmt ' chunk

header[17] = 0;

header[18] = 0;

header[19] = 0;

header[20] = 1; // format = 1

header[21] = 0;

header[22] = (byte) channels;

header[23] = 0;

header[24] = (byte) (sampleRate & 0xff);

header[25] = (byte) ((sampleRate >> 8) & 0xff);

header[26] = (byte) ((sampleRate >> 16) & 0xff);

header[27] = (byte) ((sampleRate >> 24) & 0xff);

header[28] = (byte) (byteRate & 0xff);

header[29] = (byte) ((byteRate >> 8) & 0xff);

header[30] = (byte) ((byteRate >> 16) & 0xff);

header[31] = (byte) ((byteRate >> 24) & 0xff);

header[32] = (byte) (2 * 16 / 8); // block align

header[33] = 0;

header[34] = 16; // bits per sample

header[35] = 0;

header[36] = 'd';

header[37] = 'a';

header[38] = 't';

header[39] = 'a';

header[40] = (byte) (fileLength & 0xff);

header[41] = (byte) ((fileLength >> 8) & 0xff);

header[42] = (byte) ((fileLength >> 16) & 0xff);

header[43] = (byte) ((fileLength >> 24) & 0xff);

raf.seek(0);

raf.write(header, 0, 44);

}

以下是停止录音的方法：

private void stopRecording() {

// 停止录音

isRecording = false;

}

边录边播(扩音器)

AudioRecord + AudioTrack

// 录音状态

private boolean isRecording = true;

private void start() {

// 耗时操作要开线程

new Thread() {

@Override

public void run() {

// 音源

int audioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;

// 采样率

int sampleRate = 8000;

// 声道数

int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;//双声道

// 采样位数

int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT;

// 获取录音最小缓存区大小

int recorderBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);

// 创建录音对象

AudioRecord audioRecord = new AudioRecord(audioSource, sampleRate, channelConfig, audioFormat, recorderBufferSize);

// 音频类型

int streamType = AudioManager.STREAM_MUSIC;

// 静态音频还是音频流

int mode = AudioTrack.MODE_STREAM;

// 获取播放最小缓存区大小

int playerBufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);

// 创建播放对象

AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(streamType, sampleRate, channelConfig, audioFormat, playerBufferSize, mode);

// 缓存区

byte[] buffer = new byte[recorderBufferSize];

// 录音中

audioTrack.play();

audioRecord.startRecording();

isRecording = true;

while (isRecording) {

audioRecord.read(buffer, 0, recorderBufferSize);

audioTrack.write(buffer, 0, buffer.length);

}

// 录音停止

audioRecord.stop();

audioTrack.stop();

audioRecord.release();

audioTrack.release();

}

}.start();

}

停止录音和播放：

private void stop() {

// 停止录音

isRecording = false;

}

本篇介绍了 Android 中两种录音方式的对比，介绍了录音中会涉及到的参数和一些概念。用 MediaRecorder 实现了 aac 格式音频的录制，当然也可以录制 amr、3gp、mp4 格式；其他常用的格式如 wav，就需要用到 AudioRecord，以上也同样实现了，至于更常见的 mp3 格式的录制留在下一篇讲解。由于 AudioRecord 可以很方便的控制字节流，那么实时转码、边录边播功能都得以实现。