Android音视频开发：AudioRecord录制音频

简介

AudioRecord是安卓多媒体框架中用于录制音频的工具。它支持录制原始音频数据，即PCM数据，PCM数据不能被播放器直接播放，需要编码压缩成常见音频格式才能被播放器识别。而原生api也提供了AudioTrack播放PCM数据。

录音流程

AudioRecord是通过read方式不断读取来自音源输入的数据流(字节流)，进而把数据流保存成PCM数据。

开始录音的时候，AudioRecord需要创建一个缓冲区, 这个缓冲区主要是用来保存新的音频数据，它用于标识一个AudioRecord对象还没有被读取（同步）声音数据前能录多长的音(即一次可以录制的声音容量)。声音数据不断从音频硬件中被读出，每次读取的数据大小不超过初始化缓冲区的容量（录音数据的大小）。

流程如下：

构造一个AudioRecord对象。其中最小录音数据缓存的缓冲区大小可以通过getMinBufferSize方法得到，如果缓冲区容量过小，将导致对象构造的失败。

初始化一个缓冲区，该缓冲区大小大于等于AudioRecord对象用于写声音数据的缓冲区大小，用于缓存读取的音频数据。

startRecording开始录音

创建一个数据流，不断地从AudioRecord中读取声音数据到初始化的缓冲区，然后将缓冲区中的数据输出。

关闭数据流

停止录音

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示例

下面使用Kotlin代码展示AudioRecord如何录制音频数据：

class AudioActivity : AppCompatActivity() {
    //音频录制
    private var audioRecord: AudioRecord? = null
    //缓冲区大小，缓冲区用于保存音频数据流
    private var bufferSize: Int = 0
    //记录是否正在录制音频
    @Volatile private var isRecording = false
	//录音线程
    private var recordThread: Thread? = null
 
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_media)
        initRecoder()
    }
 
    /**
     * 初始化
     */
    private fun initRecoder() {
        /*
            getMinBufferSize用于获取成功创建AudioRecord对象所需的最小缓冲区大小,
            此大小不能保证在负载下能顺利录制，应根据预期的频率选择更高的值，
            在该频率下，将对AudioRecord实例进行轮询以获取新数据
            参数介绍：(具体看官网api介绍)
            sampleRateInHz：采样率，以赫兹为单位
            channelConfig：音频通道的配置
            audioFormat：音频数据的格式
         */
        bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(
            44100,
            AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
            AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT
        )
 
        /*
            构建AudioRecord对象。
            参数介绍：
            audioSource：音频来源
            sampleRateInHz：采样率，以赫兹为单位。目前，只有44100Hz是保证在所有设备上都可以使用的速率(最适合人耳的)，但是其他速率（例如22050、16000和11025）可能在某些设备上可以使用
            channelConfig：音频通道的配置
            audioFormat：音频数据的格式
            bufferSizeInBytes：在录制期间写入音频数据的缓冲区的总大小（以字节为单位）
        */
        audioRecord = AudioRecord(
            MediaRecorder.AudioSource.MIC,
            44100,
            AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
            AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
            bufferSize * 2
        )
    }
 
    /**
     * 开始录制
     */
    fun startRecord(view: View) {
        if (isRecording) {
            return
        }
        isRecording = true
        if (recordThread == null) {
            recordThread = Thread(recordRunnable)
        }
        recordThread!!.start()
    }
 
    /**
     * 停止录制
     */
    fun stopRecord(view: View) {
    	//置为false，表示线程循环就结束了，线程也执行完毕了
    	//也可以直接中断线程
        isRecording = false
        audioRecord = null
        recordThread = null
    }
 
    /**
     * 录音线程
     *
     * 由于需要不断读取音频数据，所以放在子线程操作
     */
    private val recordRunnable = Runnable {
        //设置线程优先级
        android.os.Process.setThreadPriority(android.os.Process.THREAD_PRIORITY_URGENT_AUDIO)
        //创建文件
        val tmpFile: File? = FileUtil.createFile("${System.currentTimeMillis()}.pcm")
        //文件输出流
        var fos: FileOutputStream = FileOutputStream(tmpFile?.getAbsoluteFile())
        try {
 
            if (audioRecord?.getState() !== AudioRecord.STATE_INITIALIZED) {
                //没有初始化成功
                return@Runnable
            }
            //开始录制
            audioRecord?.startRecording()
 
            var buffer = 0
            val bytes = ByteArray(bufferSize)
            //轮询读取数据
            while (isRecording) {
                if (audioRecord != null) {
                    buffer = audioRecord!!.read(bytes, 0, bufferSize)
                    if (buffer == AudioRecord.ERROR_INVALID_OPERATION || buffer == AudioRecord.ERROR_BAD_VALUE) {
                        continue
                    }
                    if (buffer == 0 || buffer == -1) {
                        break
                    }
                    //在此可以对录制音频的数据进行二次处理 如变声，压缩，降噪等操作
                    //也可以直接发送至服务器（实时语音传输） 对方可采用AudioTrack进行播放
                    //这里直接将pcm音频数据写入文件
                    fos.write(bytes)
                }
            }
        } catch (e: Exception) {
            Log.e("Test", "出错了", e)
        } finally {
            try {
                fos?.close()
            } catch (ex: IOException) {
            }
        	audioRecord?.stop()
        	audioRecord?.release()
        }
    }
}

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