Android 录音详解（三）—— 音频解码
2018-12-5 liuyingcong 安卓开发
想要转换音频格式（如 mp3格式转 wav格式）或者添加背景音乐，都需要解码声音文件，今天就来讲一讲解码的实现：
幸运的是 Android SDK 中提供了解码的 API，它就是 MediaCodec，也就是音频解码器，我们用它实现 mp3格式音频的解码：
public void startDecoding() {
// 待解码声音文件路径
String filePath = getExternalCacheDir() + "/bg.mp3";
// 音/视频 提取器
MediaExtractor mediaExtractor = new MediaExtractor(); try {
mediaExtractor.setDataSource(filePath);
// 分离音频用的，获取音频数据
MediaFormat mediaFormat = mediaExtractor.getTrackFormat(0);
/*// 获取采样率
int sampleRate = mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_SAMPLE_RATE);
// 获取声道数
int channelCount = mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_CHANNEL_COUNT);
// 获取时长
long duration = mediaFormat.getLong(MediaFormat.KEY_DURATION);*/
// 获取类型
String mime = mediaFormat.getString(MediaFormat.KEY_MIME);
/*System.out.println("sampleRate:" + sampleRate + ",channelCount:" +
channelCount + ",duration:" + duration + ",mime:" + mime );*/
// 选择音轨
mediaExtractor.selectTrack(0);
// 解码器
MediaCodec mediaCodec = MediaCodec.createDecoderByType(mime);
// 配置解码器
mediaCodec.configure(mediaFormat, null, null, 0);
// 开始解码
mediaCodec.start();
// 解码器在此缓存中获取输入数据
ByteBuffer[] inputBuffers = mediaCodec.getInputBuffers();
// 编码器将解码后的数据放入此缓存中，保存的是pcm数据
ByteBuffer[] outputBuffers = mediaCodec.getOutputBuffers();
// 用于描述解码得到的byte[]数据的相关信息
MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
// 创建随机读写流
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(getExternalCacheDir() + "/demo.wav", "rw");
// 留出文件头的位置
raf.seek(44);
// 解码状态
boolean isDecoding = true;
main:
while (isDecoding) {
for (ByteBuffer ib : inputBuffers) {
// 获取输入缓存器
int inputIndex = mediaCodec.dequeueInputBuffer(-1);
if (inputIndex < 0) {
break main;
}
ByteBuffer inputBuffer = inputBuffers[inputIndex];
// 读取数据到输入缓存器
int sampleSize = mediaExtractor.readSampleData(inputBuffer, 0);
if (sampleSize < 0) {
isDecoding = false;
} else {
// 通知解码器输入了数据
mediaCodec.queueInputBuffer(inputIndex, 0, sampleSize, 0, 0);
// 移动到下一取样处
mediaExtractor.advance();
}
}
// 获取输出缓存器
int outputIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 10000);
if (outputIndex == -2) {
// 格式变了，重新获取一次
outputIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 10000);
}
// 拿到用于存放PCM数据的buffer
ByteBuffer outputBuffer;
// PCM数据
byte[] chunckPCM;
while (outputIndex >= 0) {
// 拿到用于存放PCM数据的buffer
outputBuffer = outputBuffers[outputIndex];
// bufferInfo 定义了次数据块的大小
chunckPCM = new byte[bufferInfo.size];
// 将buffer内的数据取出到字节数组中
outputBuffer.get(chunckPCM);
// 数据取出后，一定记得清空，mediaCodec是反复使用这些buffer的
outputBuffer.clear();
// 输出PCM数据到文件夹
raf.write(chunckPCM, 0, bufferInfo.size);
// 释放输出buffer，不然mediaCodec用完所有buffer后，就不再向外输出数据
mediaCodec.releaseOutputBuffer(outputIndex, false);
// 再次获取数据,如果没有数据则outputIndex=-1,结束循环
outputIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 10000);
}
}
WriteWaveFileHeader(raf, raf.length(), 44100, 1, 44100 * 16 / 8);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 为 wav 文件添加文件头，前提是在头部预留了 44字节空间
*
* @param raf 随机读写流
* @param fileLength 文件总长
* @param sampleRate 采样率
* @param channels 声道数量
* @param byteRate 码率 = 采样率 * 采样位数 * 声道数 / 8
* @throws IOException
*/
private void WriteWaveFileHeader(RandomAccessFile raf, long fileLength, long sampleRate, int channels, long byteRate) throws IOException {
long totalDataLen = fileLength + 36;
byte[] header = new byte[44];
header[0] = 'R'; // RIFF/WAVE header
header[1] = 'I';
header[2] = 'F';
header[3] = 'F';
header[4] = (byte) (totalDataLen & 0xff);
header[5] = (byte) ((totalDataLen >> 8) & 0xff);
header[6] = (byte) ((totalDataLen >> 16) & 0xff);
header[7] = (byte) ((totalDataLen >> 24) & 0xff);
header[8] = 'W';
header[9] = 'A';
header[10] = 'V';
header[11] = 'E';
header[12] = 'f'; // 'fmt ' chunk
header[13] = 'm';
header[14] = 't';
header[15] = ' ';
header[16] = 16; // 4 bytes: size of 'fmt ' chunk
header[17] = 0;
header[18] = 0;
header[19] = 0;
header[20] = 1; // format = 1
header[21] = 0;
header[22] = (byte) channels;
header[23] = 0;
header[24] = (byte) (sampleRate & 0xff);
header[25] = (byte) ((sampleRate >> 8) & 0xff);
header[26] = (byte) ((sampleRate >> 16) & 0xff);
header[27] = (byte) ((sampleRate >> 24) & 0xff);
header[28] = (byte) (byteRate & 0xff);
header[29] = (byte) ((byteRate >> 8) & 0xff);
header[30] = (byte) ((byteRate >> 16) & 0xff);
header[31] = (byte) ((byteRate >> 24) & 0xff);
header[32] = (byte) (2 * 16 / 8); // block align
header[33] = 0;
header[34] = 16; // bits per sample
header[35] = 0;
header[36] = 'd';
header[37] = 'a';
header[38] = 't';
header[39] = 'a';
header[40] = (byte) (fileLength & 0xff);
header[41] = (byte) ((fileLength >> 8) & 0xff);
header[42] = (byte) ((fileLength >> 16) & 0xff);
header[43] = (byte) ((fileLength >> 24) & 0xff);
raf.seek(0);
raf.write(header, 0, 44);
}
你可以把待解码的 mp3 文件放在任意文件目录中，修改上面的 filePath 即可，如果你懒得修改，你可以先运行一遍程序，然后再把 mp3 文件放在手机 文件管理器-Android-data-包名-cache 目录下，并改名为 bg.mp3，再运行程序解码，解码完成的文件 demo.wav 也存放在这个目录下。
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