Cette série d'articles lien Master: sous-répertoire thématique cadre Android classe Sous - système audio
Résumé et description des points clés de ce chapitre:
Ce chapitre se concentre principalement sur ➕ la partie d'enregistrement supérieure gauche de la carte mentale ci-dessus. Il explique principalement les connaissances de base de certains enregistrements, et en même temps a une compréhension du processus d'enregistrement d'Android via un programme de test natif.
1 Connaissance de base de l'enregistrement
@ 1 Relation entre PCM et WAV
Les données audio PCM sont les données audio d'origine, qui ne peuvent pas être lues par le lecteur. Vous devez y ajouter un en-tête pour indiquer le nombre de canaux du son, la fréquence d'échantillonnage, etc. Convertissez
les données audio PCM au format WAV afin que d'autres joueurs puissent les lire.
@ 2 3 paramètres clés de l'enregistrement
- Taux d'échantillonnage: nombre de fois que l'onde sonore est échantillonnée par seconde. Les taux d'échantillonnage courants sont 8000, 11025, 44100. . .
- Précision d'échantillonnage: actuellement fixé à 16 bits sur le système Android.
- Nombre de canaux: deux canaux (stéréo stéréo, chaque point d'échantillonnage enregistre la valeur des canaux gauche et droit) ou mono (mono).
2 Procédure de test d'enregistrement
Trois documents clés sont impliqués:
- AudioRecordTest.cpp: programme d'enregistrement, enfin sortie des données au format audio pcm.
- pcm2wav.cpp: ajoutez des informations d'en-tête au format pcm et convertissez-les au format WAV.
- Android.mk: Compiler la configuration.
@ 1 AudioRecordTest.cpp, utilisé pour enregistrer des données pcm, mais aucune information d'en-tête n'est ajoutée ici. Le code est le suivant:
#include <utils/Log.h>
#include <media/AudioRecord.h>
#include <stdlib.h>
using namespace android;
//==============================================
// Audio Record Defination
//==============================================
#ifdef LOG_TAG
#undef LOG_TAG
#endif
#define LOG_TAG "AudioRecordTest"
static pthread_t g_AudioRecordThread;
static pthread_t * g_AudioRecordThreadPtr = NULL;
volatile bool g_bQuitAudioRecordThread = false;
volatile int g_iInSampleTime = 0;
int g_iNotificationPeriodInFrames = 8000/10;
// g_iNotificationPeriodInFrames should be change when sample rate changes.
static void * AudioRecordThread(int sample_rate, int channels, void *fileName)
{
uint64_t inHostTime = 0;
void * inBuffer = NULL;
audio_source_t inputSource = AUDIO_SOURCE_MIC;
audio_format_t audioFormat = AUDIO_FORMAT_PCM_16_BIT;
audio_channel_mask_t channelConfig = AUDIO_CHANNEL_IN_MONO;
int bufferSizeInBytes;
int sampleRateInHz = sample_rate; //8000; //44100;
android::AudioRecord * pAudioRecord = NULL;
FILE * g_pAudioRecordFile = NULL;
char * strAudioFile = (char *)fileName;
int iNbChannels = channels; // 1 channel for mono, 2 channel for streo
int iBytesPerSample = 2; // 16bits pcm, 2Bytes
int frameSize = 0; // frameSize = iNbChannels * iBytesPerSample
size_t minFrameCount = 0; // get from AudroRecord object
int iWriteDataCount = 0; // how many data are there write to file
// log the thread id for debug info
ALOGD("%s Thread ID = %d \n", __FUNCTION__, pthread_self());
g_iInSampleTime = 0;
g_pAudioRecordFile = fopen(strAudioFile, "wb+");
//printf("sample_rate = %d, channels = %d, iNbChannels = %d, channelConfig = 0x%x\n", sample_rate, channels, iNbChannels, channelConfig);
//iNbChannels = (channelConfig == AUDIO_CHANNEL_IN_STEREO) ? 2 : 1;
if (iNbChannels == 2) {
channelConfig = AUDIO_CHANNEL_IN_STEREO;
}
printf("sample_rate = %d, channels = %d, iNbChannels = %d, channelConfig = 0x%x\n", sample_rate, channels, iNbChannels, channelConfig);
frameSize = iNbChannels * iBytesPerSample;
android::status_t status = android::AudioRecord::getMinFrameCount(
&minFrameCount, sampleRateInHz, audioFormat, channelConfig);
if(status != android::NO_ERROR)
{
ALOGE("%s AudioRecord.getMinFrameCount fail \n", __FUNCTION__);
goto exit ;
}
ALOGE("sampleRateInHz = %d minFrameCount = %d iNbChannels = %d channelConfig = 0x%x frameSize = %d ",
sampleRateInHz, minFrameCount, iNbChannels, channelConfig, frameSize);
bufferSizeInBytes = minFrameCount * frameSize;
//申请内存
inBuffer = malloc(bufferSizeInBytes);
if(inBuffer == NULL)
{
ALOGE("%s alloc mem failed \n", __FUNCTION__);
goto exit ;
}
g_iNotificationPeriodInFrames = sampleRateInHz/10;
//创建AudioRecord
pAudioRecord = new android::AudioRecord();
if(NULL == pAudioRecord)
{
ALOGE(" create native AudioRecord failed! ");
goto exit;
}
//set操作
pAudioRecord->set( inputSource,
sampleRateInHz,
audioFormat,
channelConfig,
0,
NULL, //AudioRecordCallback,
NULL,
0,
true,
0);
if(pAudioRecord->initCheck() != android::NO_ERROR)
{
ALOGE("AudioTrack initCheck error!");
goto exit;
}
//开始录音
if(pAudioRecord->start()!= android::NO_ERROR)
{
ALOGE("AudioTrack start error!");
goto exit;
}
while (!g_bQuitAudioRecordThread)
{
//从底层读取音频数据
int readLen = pAudioRecord->read(inBuffer, bufferSizeInBytes);
int writeResult = -1;
if(readLen > 0)
{
iWriteDataCount += readLen;
if(NULL != g_pAudioRecordFile)
{
//将音频数据写入指定文件中
writeResult = fwrite(inBuffer, 1, readLen, g_pAudioRecordFile);
if(writeResult < readLen)
{
ALOGE("Write Audio Record Stream error");
}
}
//ALOGD("readLen = %d writeResult = %d iWriteDataCount = %d", readLen, writeResult, iWriteDataCount);
}
else
{
ALOGE("pAudioRecord->read readLen = 0");
}
}
exit:
if(NULL != g_pAudioRecordFile)
{
fflush(g_pAudioRecordFile);
fclose(g_pAudioRecordFile);
g_pAudioRecordFile = NULL;
}
if(pAudioRecord)
{
pAudioRecord->stop();
//delete pAudioRecord;
//pAudioRecord == NULL;
}
if(inBuffer)
{
free(inBuffer);
inBuffer = NULL;
}
ALOGD("%s Thread ID = %d quit\n", __FUNCTION__, pthread_self());
return NULL;
}
int main(int argc, char **argv)
{
if (argc != 4)
{
printf("Usage:\n");
printf("%s <sample_rate> <channels> <out_file>\n", argv[0]);
return -1;
}
AudioRecordThread(strtol(argv[1], NULL, 0), strtol(argv[2], NULL, 0), argv[3]);
return 0;
}@ 2 pcm2wav.cpp
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
/* 参考https://blog.csdn.net/u010011236/article/details/53026127 */
/**
* Convert PCM16LE raw data to WAVE format
* @param pcmpath Input PCM file.
* @param channels Channel number of PCM file.
* @param sample_rate Sample rate of PCM file.
* @param wavepath Output WAVE file.
*/
int simplest_pcm16le_to_wave(const char *pcmpath, int sample_rate, int channels, const char *wavepath)
{
typedef struct WAVE_HEADER{
char fccID[4]; //内容为""RIFF
unsigned long dwSize; //最后填写，WAVE格式音频的大小
char fccType[4]; //内容为"WAVE"
}WAVE_HEADER;
typedef struct WAVE_FMT{
char fccID[4]; //内容为"fmt "
unsigned long dwSize; //内容为WAVE_FMT占的字节数，为16
unsigned short wFormatTag; //如果为PCM，改值为 1
unsigned short wChannels; //通道数，单通道=1，双通道=2
unsigned long dwSamplesPerSec;//采用频率
unsigned long dwAvgBytesPerSec;/* ==dwSamplesPerSec*wChannels*uiBitsPerSample/8 */
unsigned short wBlockAlign;//==wChannels*uiBitsPerSample/8
unsigned short uiBitsPerSample;//每个采样点的bit数，8bits=8, 16bits=16
}WAVE_FMT;
typedef struct WAVE_DATA{
char fccID[4]; //内容为"data"
unsigned long dwSize; //==NumSamples*wChannels*uiBitsPerSample/8
}WAVE_DATA;
int bits = 16;
WAVE_HEADER pcmHEADER;
WAVE_FMT pcmFMT;
WAVE_DATA pcmDATA;
unsigned short m_pcmData;
FILE *fp, *fpout;
fp = fopen(pcmpath, "rb+");
if(fp==NULL)
{
printf("Open pcm file error.\n");
return -1;
}
fpout = fopen(wavepath, "wb+");
if(fpout==NULL)
{
printf("Create wav file error.\n");
return -1;
}
/* WAVE_HEADER */
memcpy(pcmHEADER.fccID, "RIFF", strlen("RIFF"));
memcpy(pcmHEADER.fccType, "WAVE", strlen("WAVE"));
fseek(fpout, sizeof(WAVE_HEADER), 1); //1=SEEK_CUR
/* WAVE_FMT */
memcpy(pcmFMT.fccID, "fmt ", strlen("fmt "));
pcmFMT.dwSize = 16;
pcmFMT.wFormatTag = 1;
pcmFMT.wChannels = channels;
pcmFMT.dwSamplesPerSec = sample_rate;
pcmFMT.uiBitsPerSample = bits;
/* ==dwSamplesPerSec*wChannels*uiBitsPerSample/8 */
pcmFMT.dwAvgBytesPerSec = pcmFMT.dwSamplesPerSec*pcmFMT.wChannels*pcmFMT.uiBitsPerSample/8;
/* ==wChannels*uiBitsPerSample/8 */
pcmFMT.wBlockAlign = pcmFMT.wChannels*pcmFMT.uiBitsPerSample/8;
fwrite(&pcmFMT, sizeof(WAVE_FMT), 1, fpout);
/* WAVE_DATA */
memcpy(pcmDATA.fccID, "data", strlen("data"));
pcmDATA.dwSize = 0;
fseek(fpout, sizeof(WAVE_DATA), SEEK_CUR);
fread(&m_pcmData, sizeof(unsigned short), 1, fp);
while(!feof(fp))
{
pcmDATA.dwSize += 2;
fwrite(&m_pcmData, sizeof(unsigned short), 1, fpout);
fread(&m_pcmData, sizeof(unsigned short), 1, fp);
}
/*pcmHEADER.dwSize = 44 + pcmDATA.dwSize;*/
pcmHEADER.dwSize = 36 + pcmDATA.dwSize;
rewind(fpout);
fwrite(&pcmHEADER, sizeof(WAVE_HEADER), 1, fpout);
fseek(fpout, sizeof(WAVE_FMT), SEEK_CUR);
fwrite(&pcmDATA, sizeof(WAVE_DATA), 1, fpout);
fclose(fp);
fclose(fpout);
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
if (argc != 5)
{
printf("Usage:\n");
printf("%s <input pcm file> <sample_rate> <channels> <output wav file>\n", argv[0]);
return -1;
}
simplest_pcm16le_to_wave(argv[1], strtol(argv[2], NULL, 0), strtol(argv[3], NULL, 0), argv[4]);
return 0;
}@ 3 implémentation Android.mk
LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES:= \
AudioRecordTest.cpp
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \
libcutils \
libutils \
libmedia
LOCAL_MODULE:= AudioRecordTest
LOCAL_MODULE_TAGS := tests
include $(BUILD_EXECUTABLE)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES:= \
pcm2wav.cpp
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \
libcutils \
libutils \
libmedia
LOCAL_MODULE:= pcm2wav
LOCAL_MODULE_TAGS := tests
include $(BUILD_EXECUTABLE)3 Étapes d'exécution de la procédure de test
@ 1 Démarrer l'enregistrement:
./AudioRecordTest 44100 2 my.pcm@ 2 Conversion de format de fichier (PCM en WAV):
./pcm2wav my.pcm 44100 2 my.wav4 Problèmes rencontrés et analyse
@ 1 tinyplay ne peut pas lire le son mono
Si vous devez jouer, vous ne pouvez utiliser que d'autres joueurs.
@ 2 Pourquoi est-ce que j'utilise le double son lors de l'enregistrement et qu'une seule oreille a du son pendant la lecture? Et lorsque vous utilisez l'enregistrement monophonique, les deux oreilles ont du son pendant la lecture?
- Le matériel et le pilote sont à double canal; mais nous n'avons reçu qu'un seul MIC, donc dans les données à double canal obtenues par le pilote pendant l'enregistrement, l'une des données de canal est toujours 0, et si l'enregistrement AudioRecordTest spécifie double Canal, puis l'un des canaux dans les données PCM obtenues est toujours 0, et il ne fera entendre qu'une seule oreille lors de la lecture.
- Si Mono est spécifié pendant l'enregistrement AudioRecordTest, les données PCM obtenues ne contiennent qu'une seule donnée de canal, qui est un mélange de canaux matériels gauche et droit. Ce mélange est réalisé par le système AudioFlinger. Le système AudioFlinger enverra des données mono au DAC gauche matériel (canal gauche) et au DAC matériel droit (canal droit), afin que les deux oreilles puissent entendre le son
