基础知识

度量声音强度，大家最熟悉的单位就是分贝（decibel，缩写为dB）。这是一个无纲量的相对单位，计算公式如下：

分子是测量值的声压，分母是参考值的声压（20微帕，人类所能听到的最小声压）。因此日常中说道声音强度是多少多少分贝时，都是默认了一个很小的参考值的。

而Android设备传感器可以提供的物理量是场的幅值（amplitude），常用下列公式计算分贝值：

从SDK中读取了某段音频数据的振幅后，取最大振幅或平均振幅（可以用平方和平均，或绝对值的和平均），代入上述公式的A1。

现在问题是，作为参考值的振幅A0取多少呢？

博主查阅很多帖子、博文，这里是最一团浆糊的地方。有的博文取600，是基于它视噪音的振幅为600的假设，此时算出来的是相对背景噪音的分贝值，要是用户不对麦克风发出声音，算出的基本都是0分贝。而用户实际使用场景下的背景噪音大小千差万别，咱要是也照葫芦画瓢就不对了，尤其是对于那些制作绝对分贝计的需求，应找出20微帕声压值对应的振幅（或者也可以拿一个标准分贝计做校准参考）。

博主比较懒，把A0定为1，即Android设备麦克风所能”听“到的最小声音振幅。这样拿到测量值振幅直接代入第二个公式的A1中，即可算出分贝值了。

Android API

使用麦克风需要在AndroidManifest.xml里申请相应权限：

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

能够获得音源数据的类有两个：android.media.MediaRecorder和android.media.AudioRecord。

MediaRecorder：

这个类的对象初始化比较麻烦，因为它是被设计用来录制一段完整的音频并写入文件系统中的。但是初始化之后获得振幅却比较方便，我们直接用它的无参方法getMaxAmplitude即可获得一小段时间内音源数据中的最大振幅。不过取最大值的可能弊端是会受到极端数据的影响，使得后来计算的分贝值波动比较大。不过这个方法是很多录音应用计算音量等级所采用的办法。

该方法返回的是0到32767范围的16位整型，原理可能是对一段值域为-32768到32767的音源数据取其中绝对值最大的值并返回。这个值与单位为帕斯卡的声压值是有线性函数关系的。另外需要注意的是第一次调用这个方法取得的值是0，代入公式中算出的分贝值是负无穷大，故需要在代码中对这种情况做判断。可以算出，由于getMaxAmplitude返回的数值最大是32767，因此算出的最大分贝值是90.3。也就是说，博主令参考振幅值为1，计算出的分贝值正常值域为0 dB 到90.3 dB。

演示代码如下，基于hongfa.yy的代码改写：

package com.example.myapp;import java.io.File;import java.io.IOException;import android.media.MediaRecorder;import android.os.Handler;import android.util.Log;/** * amr音频处理 * * @author hongfa.yy * @version 创建时间2012-11-21 下午4:33:28 */public class MediaRecorderDemo {    private final String TAG = "MediaRecord";    private MediaRecorder mMediaRecorder;    public static final int MAX_LENGTH = 1000 * 60 * 10;// 最大录音时长1000*60*10;    private String filePath;    public MediaRecorderDemo(){        this.filePath = "/dev/null";    }    public MediaRecorderDemo(File file) {        this.filePath = file.getAbsolutePath();    }    private long startTime;    private long endTime;    /**     * 开始录音 使用amr格式     *     *            录音文件     * @return     */    public void startRecord() {        // 开始录音  /* ①Initial：实例化MediaRecorder对象 */        if (mMediaRecorder == null)            mMediaRecorder = new MediaRecorder();        try {   /* ②setAudioSource/setVedioSource */            mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);// 设置麦克风   /* ②设置音频文件的编码：AAC/AMR_NB/AMR_MB/Default 声音的（波形）的采样 */            mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);               /*    * ②设置输出文件的格式：THREE_GPP/MPEG-4/RAW_AMR/Default THREE_GPP(3gp格式    * ，H263视频/ARM音频编码)、MPEG-4、RAW_AMR(只支持音频且音频编码要求为AMR_NB)    */            mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);   /* ③准备 */            mMediaRecorder.setOutputFile(filePath);            mMediaRecorder.setMaxDuration(MAX_LENGTH);            mMediaRecorder.prepare();   /* ④开始 */            mMediaRecorder.start();            // AudioRecord audioRecord.   /* 获取开始时间* */            startTime = System.currentTimeMillis();            updateMicStatus();            Log.i("ACTION_START", "startTime" + startTime);        } catch (IllegalStateException e) {            Log.i(TAG,                    "call startAmr(File mRecAudioFile) failed!"                            + e.getMessage());        } catch (IOException e) {            Log.i(TAG,                    "call startAmr(File mRecAudioFile) failed!"                            + e.getMessage());        }    }    /**     * 停止录音     *     */    public long stopRecord() {        if (mMediaRecorder == null)            return 0L;        endTime = System.currentTimeMillis();        Log.i("ACTION_END", "endTime" + endTime);        mMediaRecorder.stop();        mMediaRecorder.reset();        mMediaRecorder.release();        mMediaRecorder = null;        Log.i("ACTION_LENGTH", "Time" + (endTime - startTime));        return endTime - startTime;    }    private final Handler mHandler = new Handler();    private Runnable mUpdateMicStatusTimer = new Runnable() {        public void run() {            updateMicStatus();        }    };    /**     * 更新话筒状态     *     */    private int BASE = 1;    private int SPACE = 100;// 间隔取样时间    private void updateMicStatus() {        if (mMediaRecorder != null) {            double ratio = (double)mMediaRecorder.getMaxAmplitude() /BASE;            double db = 0;// 分贝            if (ratio > 1)                db = 20 * Math.log10(ratio);            Log.d(TAG,"分贝值："+db);            mHandler.postDelayed(mUpdateMicStatusTimer, SPACE);        }    }}

AudioRecord：

这个类可以获得具体的音源数据值。将一段音源数据用read(byte[] audioData, int offsetInBytes, int sizeInBytes)方法从缓冲区读取到我们传入的字节数组audioData后，便可以对其进行操作，如求平方和或绝对值的平均值。这样可以避免个别极端值的影响，使计算的结果更加稳定。求得平均值之后，如果是平方和则代入常数系数为10的公式中，如果是绝对值的则代入常数系数为20的公式中，算出分贝值。

演示代码如下：

package com.example.myapp;import android.media.AudioFormat;import android.media.AudioRecord;import android.media.MediaRecorder;import android.util.Log;/** * Created by greatpresident on 2014/8/5. */public class AudioRecordDemo {    private static final String TAG = "AudioRecord";    static final int SAMPLE_RATE_IN_HZ = 8000;    static final int BUFFER_SIZE = AudioRecord.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE_IN_HZ,                    AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);    AudioRecord mAudioRecord;    boolean isGetVoiceRun;    Object mLock;    public AudioRecordDemo() {        mLock = new Object();    }    public void getNoiseLevel() {        if (isGetVoiceRun) {            Log.e(TAG, "还在录着呢");            return;        }        mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,                SAMPLE_RATE_IN_HZ, AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT,                AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, BUFFER_SIZE);        if (mAudioRecord == null) {            Log.e("sound", "mAudioRecord初始化失败");        }        isGetVoiceRun = true;        new Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                mAudioRecord.startRecording();                short[] buffer = new short[BUFFER_SIZE];                while (isGetVoiceRun) {                    //r是实际读取的数据长度，一般而言r会小于buffersize                    int r = mAudioRecord.read(buffer, 0, BUFFER_SIZE);                    long v = 0;                    // 将 buffer 内容取出，进行平方和运算                    for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {                        v += buffer[i] * buffer[i];                    }                    // 平方和除以数据总长度，得到音量大小。                    double mean = v / (double) r;                    double volume = 10 * Math.log10(mean);                    Log.d(TAG, "分贝值:" + volume);                    // 大概一秒十次                    synchronized (mLock) {                        try {                            mLock.wait(100);                        } catch (InterruptedException e) {                            e.printStackTrace();                        }                    }                }                mAudioRecord.stop();                mAudioRecord.release();                mAudioRecord = null;            }        }).start();    }}

实测结果（设备小米2S），MediaRecorderDemo波动很大，只要对麦克风一吹气，分贝值就能上90：

而AudioRecordDemo就很稳定了，很用力吹气也很难到88以上：