Android 音视频开发(二)：使用 AudioRecord 采集音频PCM并保存到文件（学习笔记）

关于 AudioRecord

Android SDK 提供了两套音频采集的API，分别是：MediaRecorder 和 AudioRecord，前者是一个更加上层一点的API，它可以直接把手机麦克风录入的音频数据进行编码压缩（如AMR、MP3等）并存成文件，而后者则更接近底层，能够更加自由灵活地控制，可以得到原始的一帧帧PCM音频数据。

如果想简单地做一个录音机，录制成音频文件，则推荐使用 MediaRecorder，而如果需要对音频做进一步的算法处理、或者采用第三方的编码库进行压缩、以及网络传输等应用，则建议使用 AudioRecord，其实 MediaRecorder 底层也是调用了 AudioRecord 与 Android Framework 层的 AudioFlinger 进行交互的。

音频的开发，更广泛地应用不仅仅局限于本地录音，因此，我们需要重点掌握如何利用更加底层的 AudioRecord API 来采集音频数据（注意，使用它采集到的音频数据是原始的PCM格式，想压缩为mp3,aac等格式的话，还需要专门调用编码器进行编码）。

AudioRecord 的参数配置

audioSource：音频采集的输入源

可选的值以常量的形式定义在 MediaRecorder.AudioSource 类中，常用的值包括：
- 1. DEFAULT (默认)
- 2. VOICE_RECOGNITION (用于语音识别，等同于 DEFAULT )
- 3. MIC (由手机麦克风输入)
- 4. VOICE_COMMUNICATION (用于 VoIP 应用)等等
sampleRateInHz: 采样率

目前 44100Hz 是唯一可以保证兼容所有 Android 手机的采样率。
channelConfig: 通道数

可选的值以常量的形式定义在 AudioFormat 类中，常用的是
- 1. CHANNEL_IN_MONO (单通道)
- 2. CHANNEL_IN_STEREO（双通道）
audioFormat: 数据位宽

可选的值以常量的形式定义在 AudioFormat 类中，常用的是( 1 是可以保证兼容所有Android手机的)
- 1. ENCODING_PCM_16BIT（16bit）
- 2. ENCODING_PCM_8BIT（8bit）
bufferSizeInBytes：AudioRecord 内部的音频缓冲区的大小

该缓冲区的值不能低于一帧“音频帧”（Frame）的大小：

int size = 采样率 x 位宽 x 采样时间 x 通道数

采样时间一般取 2.5ms~120ms 之间，由厂商或者具体的应用决定，我们其实可以推断，每一帧的采样时间取得越短，产生的延时就应该会越小，当然，碎片化的数据也就会越多。

在Android开发中，AudioRecord 类提供了一个帮助你确定这个 bufferSizeInBytes 的函数，原型如下：

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

不同的厂商的底层实现是不一样的，但无外乎就是根据上面的计算公式得到一帧的大小，音频缓冲区的大小则必须是一帧大小的2～N倍。实际开发中，强烈建议由该函数计算出需要传入的 bufferSizeInBytes，而不是自己手动计算。

流程

设置所有 AudioRecord 参数

    // 音频输入-麦克风private final static int AUDIO_INPUT = MediaRecorder.AudioSource.MIC;// 采样频率 一般共分为 22.05KHz、44.1KHz、48KHz 三个等级// 44100 是目前的标准，但是某些设备仍然支持 22050，16000，11025private final static int AUDIO_SAMPLE_RATE = 44100;// 声道 单声道private final static int AUDIO_CHANNEL = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;// 编码private final static int AUDIO_ENCODING = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;// 缓冲区字节大小private int bufferSizeInBytes = 0;// 录音对象private AudioRecord audioRecord;

创建 AudioRecord 并且获取缓冲区字节大小

    /*** 创建默认的录音对象** @param fileName 文件名*/public void createDefaultAudio(String fileName) {// 获得缓冲区字节大小，AudioRecord 能接受的最小的 buffer 大小bufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(AUDIO_SAMPLE_RATE, AUDIO_CHANNEL, AUDIO_ENCODING);// 创建默认的录音对象并且设置一系列配置audioRecord = new AudioRecord(AUDIO_INPUT, AUDIO_SAMPLE_RATE, AUDIO_CHANNEL, AUDIO_ENCODING, bufferSizeInBytes);this.fileName = fileName;}

创建 buffer (用于保存新的声音数据)，设置 buffer 大小(录制声音数据容量大小)

    // new 一个 byte 数组用来存一些字节数据，大小为缓冲区大小byte[] audiodata = new byte[bufferSizeInBytes];

开始录音

audioRecord.startRecording();
// 标志位, 用于控制停止数据流读写循环
isRecording = true;

开始采集，一边从AudioRecord中读取声音数据到初始化的buffer，一边将buffer中数据导入数据流

    // 开个子线程将录音的数据放入pcm文件new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {writeDataTOFile(listener);}}).start();// 如何将音频写入文件是重点，我写个伪代码，说明这个代码运行顺序// 首先创建 pcm 文件，得到他的 FileOutputStream，然后不断循环 AudioRecord 通过 read 将录音的数据放入字节数组里，// 当录音结束的时候要记得停止这个循环FileOutputStream fos = null;int readsize = 0;try {File file = new File(currentFileName);if (file.exists()) {file.delete();}// 建立一个可存取字节的文件fos = new FileOutputStream(file);} catch (IllegalStateException e) {Log.e("AudioRecorder", e.getMessage());throw new IllegalStateException(e.getMessage());} catch (FileNotFoundException e) {Log.e("AudioRecorder", e.getMessage());}while (isRecording) {readsize = audioRecord.read(audiodata, 0, bufferSizeInBytes);if (AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION != readsize && fos != null) {try {fos.write(audiodata);} catch (IOException e) {Log.e("AudioRecorder", e.getMessage());}}}

关闭数据流

修改标志位：isRecording 为false，上面的while循环就自动停止了，数据流也就停止流动了，Stream也就被关闭了。
```
isRecording = false;
```
停止录音

只要AudioRecord.stop就可以暂停录音了，然后当继续录音时在AudioRecord.start就好了，但是要另创建一个pcm记录，当录音结束时我们要将这些pcm一起转换为一个wav，

至于pcm转换为wav的代码是固定的
停止录音之后，注意要释放资源。
```
if (null != audioRecord) {audioRecord.stop();audioRecord.release();audioRecord = null;recordingThread = null;
}
```

流程走向

buffer 从 AudioRecord 中拉取声音数据

可分多次读取声音数据

通过 read 方法拉取声音数据

音频硬件

AudioRecord

buffer

创建一个数据流，开启一个线程，一边从 AudioRecord 中读取数据，一边将数据导入到数据流中

读取大小等于 buffer 容量的声音数据

导入

AudioRecord

buffer

数据流

参考文献

Android音频开发（2）：如何采集一帧音频
Android 音视频开发(二)：使用 AudioRecord 采集音频PCM并保存到文件
Android 音视频深入