Android录音mp3格式实例详解
Android录音支持的格式有amr、aac，但这两种音频格式在跨平台上表现并不好。
MP3显然才是跨平台的最佳选择。
项目地址
GavinCT/AndroidMP3Recorder
实现思路概述
在分析代码前，我们需要明确几个问题
1.如何最终生成MP3
实现MP3格式最好是借助Lame这个成熟的解决方案。
对于Android来说，需要借助JNI来调用Lame的C语言代码，实现音频格式的转化。
2.如何获取最初的音频数据
AudioRecord类可以直接帮助我们获取音频数据。
3.如何进行转换
网上有代码是先录制后转为MP3，这种效率比较低。因为如果录音时间过长，转换时间就会相应变长，用户在存储录音时需要等待的时间就会变长。
SamsungDevelopers先录后转示例代码
显然，这种方案是不可取的。
我们需要的是边录边转的实现方式，这样在停止录音进行存储的时候，就不会花费太长时间。
实现代码介绍
既然是录音，我们上面也提到了需要使用AudioRecord类，我们就从这个类的构造器开始说起
构造器
publicAudioRecord(intaudioSource,intsampleRateInHz,intchannelConfig,intaudioFormat,intbufferSizeInBytes)
构造器参数很多，我们一点一点来看：
- audioSource:声源，一般使用MediaRecorder.AudioSource.MIC表示来自于麦克风
- sampleRateInHz：官方明确说到只有44100Hz是所有设备都支持的。其他22050、16000和11025只能在某些设备上使用。
- channelConfig：有立体声（CHANNEL_IN_STEREO）和单声道（CHANNEL_IN_MONO）两种。但只有单声道（CHANNEL_IN_MONO）是所有设备都支持的。
- audioFormat：有ENCODING_PCM_16BIT和ENCODING_PCM_8BIT两种音频编码格式。同样的，官方声明只有ENCODING_PCM_16BIT是所有设备都支持的。
- bufferSizeInBytes：录音期间声音数据的写入缓冲区大小（单位是字节）。
其实从上面的解释可以看到，类的参数很多，但为了保证在所有设备上可以使用，我们真正需要填写的只有一个参数：bufferSizeInBytes，其他都可以使用通用的参数而不用自己费心来选择。
在深究bufferSizeInBytes该传入什么之前，我们先略过这一段，先来说一下录音的读取与转换。
录音的读取与转换策略
录音的读取其实和UDP差不多，需要不断的读取数据。
既然是不断，那么我们当然需要循环读取，意味着我们需要一个线程来单独读取录音，避免阻塞主线程。
还和UDP差不多的是，如果不及时读取，数据超过缓冲区大小，会造成这段录音数据的丢失。
上面提到过，我们想要实现的是边录边转。那么问题来了，如果我们读取完数据后接着将数据传给Lame进行MP3编码，Lame的编码时间是不确定的，是不是有可能造成数据的丢失呢？
答案当然是有可能，所以我们不能巧合编程。
我们需要另外一个线程，即数据编码线程来专门进行MP3编码，而当前的录音读取线程只负责读取录音PCM数据。
有了两条线程，我们还需要确认一点，什么时候编码线程开始处理数据？
编码线程处理数据的时机
传统的方法是当线程中有数据的时候开始处理，这就需要在这个线程里面不断循环查看是否有数据需要处理，有数据就开始处理，没有数据我们可以暂时休息几毫秒（当然一直不sleep也可以，但造成的系统消耗太多）。
这种方式显然也是低效的，因为无论我们让线程休息多久都可以判定为不合理。因为我们并不知道准确的时间。
那么还有别的方法么？
显然录音这个类是知道什么时候该处理数据，什么时候可以休息。
Don'tcallme,Iwillcallyou.
是的，我们应该去看看有没有监听器，让录音来通知编码线程开始工作。
AudioRecord为我们提供了这样的方法：
publicintsetPositionNotificationPeriod(intperiodInFrames) AddedinAPIlevel3 Setstheperiodatwhichthelisteneriscalled,ifsetwithsetRecordPositionUpdateListener(OnRecordPositionUpdateListener)orsetRecordPositionUpdateListener(OnRecordPositionUpdateListener,Handler).Itispossiblefornotificationstobelostiftheperiodistoosmall.
设置通知周期。以帧为单位。
到这里，我们可以回来来解释bufferSizeInBytes大小的传入了。
缓冲区的大小
其实AudioRecord类提供了一个方便的方法getMinBufferSize来获取缓冲区的大小。
publicstaticintgetMinBufferSize(intsampleRateInHz,intchannelConfig,intaudioFormat)
这里的3个参数，其实我们都可以从构造器的参数里看到，因此传入并没有什么问题。
但关键在如上面我们设置了周期单位，如果获得的缓冲区大小不是周期单位的整数倍呢？
不是整数倍当然会如我们猜想的一样造成数据丢失，因此我们还需要一些数据的纠正来保证缓冲区大小是整数倍。
mBufferSize=AudioRecord.getMinBufferSize(DEFAULT_SAMPLING_RATE,
DEFAULT_CHANNEL_CONFIG,DEFAULT_AUDIO_FORMAT.getAudioFormat());
intbytesPerFrame=DEFAULT_AUDIO_FORMAT.getBytesPerFrame();
/*Getnumberofsamples.Calculatethebuffersize
*(rounduptothefactorofgivenframesize)
*使能被整除，方便下面的周期性通知
**/
intframeSize=mBufferSize/bytesPerFrame;
if(frameSize%FRAME_COUNT!=0){
frameSize+=(FRAME_COUNT-frameSize%FRAME_COUNT);
mBufferSize=frameSize*bytesPerFrame;
}
讲完了数据的获取线程和编码线程，我们来仔细看看帮助我们实现MP3编码的功臣：Lame
Lame的获取与编译
Lame在线下载地址
步骤
解压libmp3lame到jni目录.
拷贝lame.h（include目录下）
创建Android.mk
LOCAL_PATH:=$(callmy-dir) include$(CLEAR_VARS) LOCAL_MODULE:=mp3lame LOCAL_SRC_FILES:=bitstream.cfft.cid3tag.cmpglib_interface.cpresets.cquantize.creservoir.ctables.cutil.cVbrTag.cencoder.cgain_analysis.clame.cnewmdct.cpsymodel.cquantize_pvt.cset_get.ctakehiro.cvbrquantize.cversion.c include$(BUILD_SHARED_LIBRARY)
删除非.c/.h文件：GNUautotools,Makefile.amMakefile.inlibmp3lame_vc8.vcprojlogoe.icodepcomp,foldersi386等无用文件。
编辑jni/utils.h。把externieee754_float32_tfast_log2(ieee754_float32_tx);替换为externfloatfast_log2(floatx);。如果忘了替换，编译时会报出以下错误：
[armeabi]Compilethumb:mp3lame<=bitstream.c Infileincludedfromjni/bitstream.c:36:0: jni/util.h:574:5:error:unknowntypename'ieee754_float32_t' jni/util.h:574:40:error:unknowntypename'ieee754_float32_t' make.exe:***[obj/local/armeabi/objs/mp3lame/bitstream.o]Error1
编译库文件。可能会报出警告，忽略即可。
Lame需要对外提供的方法
- init初始化
- inSamplerate：输入采样频率Hz
- inChannel：输入声道数
- outSamplerate：输出采样频率Hz
- outBitrate：Encodedbitrate.KHz
- quality：MP3音频质量。0~9。其中0是最好，非常慢，9是最差。
推荐：
2：near-bestquality,nottooslow
5：goodquality,fast
7：okquality,reallyfast
privatestaticfinalintDEFAULT_LAME_MP3_QUALITY=7; /** *与DEFAULT_CHANNEL_CONFIG相关，因为是mono单声，所以是1 */ privatestaticfinalintDEFAULT_LAME_IN_CHANNEL=1; /** *Encodedbitrate.MP3filewillbeencodedwithbitrate32kbps */ privatestaticfinalintDEFAULT_LAME_MP3_BIT_RATE=32; /* *Initializelamebuffer *mp3samplingrateisthesameastherecordedpcmsamplingrate *Thebitrateis32kbps * */ LameUtil.init(DEFAULT_SAMPLING_RATE,DEFAULT_LAME_IN_CHANNEL,DEFAULT_SAMPLING_RATE,DEFAULT_LAME_MP3_BIT_RATE,DEFAULT_LAME_MP3_QUALITY);
encode
- bufferLeft：左声道数据
- bufferRight：右声道数据
- samples：每个声道输入数据大小
- mp3buf：用于接收转换后的数据。7200+(1.25*buffer_l.length)
这里需要解释一下：
Tasktask=mTasks.remove(0); short[]buffer=task.getData(); intreadSize=task.getReadSize(); intencodedSize=LameUtil.encode(buffer,buffer,readSize,mMp3Buffer);
- 左右声道：当前声道选的是单声道，因此两边传入一样的buffer。
- 输入数据大小：录音线程读取到buffer中的数据不一定是占满的，所以read方法会返回当前大小size，即前size个数据是有效的音频数据，后面的数据是以前留下的废数据。这个size同样需要传入到Lame编码器中用于编码。
- mp3的buffer：官方规定了计算公式：7200+(1.25*buffer_l.length)。（可以在lame.h文件中看到）
flush
将MP3结尾信息写入buffer中。
传入参数：mp3buf至少7200字节。这里还是用以前定义的mp3buf来传入，避免创建过多的数组。
close
关闭释放Lame
OK，到这里，核心的转换代码就完成了，我们再来点锦上添花的东西。
音量
一般我们在做录音的时候，都会有一个需求，根据音量的大小显示一个动画，让录音显得更生动一些。
当然，我在这个库里也提供了。
那么怎么来计算音量呢？
我参考了三星的音量计算。
总结如下：
/**
*此计算方法来自samsung开发范例
*
*@parambuffer
*@paramreadSize
*/
privatevoidcalculateRealVolume(short[]buffer,intreadSize){
intsum=0;
for(inti=0;i0){
doubleamplitude=sum/readSize;
mVolume=(int)Math.sqrt(amplitude);
}
};
关于最大音量
其实对于音量，我不是特别明白。
最大音量在三星的代码中给出的是4000，但是我在实际的测试中发现，这个计算公式得出的音量大小一般都在1500以内。
因此在我提供的录音库里面，我把最大音量规定为了2000。
这块儿欢迎大家来提宝贵意见。
MP3录音实现参考
yhirano/Mp3VoiceRecorderSampleForAndroid
日本人写的，感觉他的判断不完善，有点巧合编程的意思，也或许是我没看懂。
talzeus/AndroidMp3Recorder
比较严谨的代码。主要依据这个库进行的修改。
存在的问题：
AudioRecord传入参数很多没有按Android规定传入。如采样频率使用了22050Hz。
使用了自己构造的RingBuffer，看这有点头晕。我在库里使用List来存储未编码的音频数据，更容易理解。
没有提供音量大小。