Android音频处理-采集

录音功能一般使用MediaRecorder来进行，这种录音方式比较简单，设置好声音源、采样率和编码格式等参数即可，最终得到的是编码压缩后的数据。不过由于我们需要对音频原始数据进行处理，例如混音、变声等操作，所以MediaRecorder不能满足我们的要求。这里介绍下另一种录音工具类 AudioRecord。通过它我们可以对原始音频数据进行采集，以便于后续加工。

AudioRecord

AudioRecord的初始化：

int sampleRate = 44100;   //音频采样率
int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;   //音频录制通道,默认为立体声
int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT; //音频录制格式，默认为PCM16Bit
int bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);//设置bufferSize为AudioRecord所需最小bufferSize的两倍
AudioRecord mRecorder = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, sampleRate,
                                        channelConfig, audioFormat, bufferSize);//初始化录音器
mRecorder.startRecording();

AudioRecord构造参数：
audioSource 音源，MediaRecorder.AudioSource.MIC 代表音源是麦克风
sampleRate 采样率，由于声音是一种连续的模拟信号，我们要对其进行取样，从而将模拟信号转为离散的数字信号加以利用。采样率则决定了每秒对模拟信号进行采样的次数，这里采样率为44100，也就是通常所说的44.1khz的采样率
channelConfig 音频通道的设置，通常设置为立体声
audioFormat 音频格式，这里设置为16位PCM，也就是每次采样数据为一个short
bufferSize 每次读取数据的最小size，小于这个会导致单次读取的数据不完整

输出PCM文件

//生成PCM文件
file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/demo.pcm");
//如果存在，就先删除再创建
if (file.exists())
        file.delete();
try {
        file.createNewFile();
} catch (IOException e) {
        throw new IllegalStateException("未能创建" + file.toString());
}
try {
        //输出流
        OutputStream os = new FileOutputStream(file);
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(bos);

        //设置bufferSize为AudioRecord所需小bufferSize的两倍
        int bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat) * 2;

        short[] buffer = new short[bufferSize];
        isRecording = true;
        while (isRecording) {
                int bufferReadResult = mRecorder.read(buffer, 0, bufferSize);
                for (int i = 0; i < bufferReadResult; i++) {
                        dos.writeShort(buffer[i]);
                }
        }
        mRecorder.stop();
        dos.close();
} catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
}

上面的代码将收集到的PCM数据保存到demo.pcm文件，因为是16位PCM格式，所以每个音元均为short型，这点很重要，后面不管是播放还是混音，都要以转换成short型再进行操作。

AudioTrack

一般播放音频我们使用MediaPlayer即可，MediaPlayer支持的音频格式较多，如mp3,aac,wma等，而且调用方式也比较简单，其原理是将输入的音频数据先进行解码，最终MediaPlayer的底层还是要用到AudioTrack来播放解码后的PCM数据，上面我们已经采集到了PCM数据，这里将AudioRecord采集到的数据进行播放。

if (file == null) {
        file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/demo.pcm");
}
//读取文件
int musicLength = (int) (file.length() / 2);
short[] music = new short[musicLength];
try {
        AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC,
                                               sampleRate, channelConfig,
                                               AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
                                               (int) file.length(),
                                               AudioTrack.MODE_STREAM);
        audioTrack.play();
        InputStream is = new FileInputStream(file);
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(is);
        DataInputStream dis = new DataInputStream(bis);
        int i = 0;
        while (dis.available() > 0) {
                music[i] = dis.readShort();
                i++;
        }
        audioTrack.write(music, 0, musicLength);//写入数据
        audioTrack.stop();
        dis.close();
} catch (Exception e) {
}

AudioTrack有两种播放方式，static和streaming,上面的播放方式为streaming，需要先启动AudioTrack，然后可以将音频数据分段写入(上面的代码中并没有进行分段，可以从后半段数据开始写入，则只播放后半段音频),这里采用了16位PCM的格式，所以每次写入的数据都要为short型的整数倍。而static模式则会一次写入所有的音频数据，然后再启动AudioTrack，这种方式适用于音频数据量较小的情况。

总结

以上为PCM音频数据的采集和播放，这只是最初的一步，有了PCM数据我们就可以进行混音、变音等操作，最终还要进行编码后才能与视频流进行混合。Android音频系统博大精深，之前看到一篇文章，对整个音频系统分析的很透彻，令人叹为观止，有兴趣的同学都可以学习下。