Android麦克风数据采集格式和常见的编码格式

采集到的音频或者渲染到扬声器的音频格式-PCM

在 Android 平台上,PCM(脉冲编码调制)数据是一种常用的音频数据表示格式。PCM 是一种无损音频编码,可以捕捉和存储原始音频信号的波形。在 Android 系统中,开发人员可以使用 PCM 数据处理音频信号,以实现音频播放、录音、实时语音通信等功能。

在处理 PCM 数据时,Android 提供了一些关键的类和 API:

  1. AudioRecord:这个类允许开发人员从麦克风或其他音频源捕捉音频数据。通过设置适当的参数(例如采样率、通道和音频编码格式),你可以捕捉 PCM 数据。在实例化 AudioRecord 对象并调用 startRecording() 方法后,你可以使用 read() 方法来读取 PCM 数据。

  2. AudioTrack:这个类允许开发人员将 PCM 数据渲染到扬声器或其他音频输出设备。你需要设置相应的参数(如采样率、通道和音频编码格式),然后实例化 AudioTrack 对象。使用 write() 方法将 PCM 数据写入 AudioTrack,然后调用 play() 方法开始播放。

  3. MediaRecorder:这个类提供了一个更高级别的 API,允许开发人员轻松地进行音频录制。虽然 MediaRecorder 主要用于录制压缩音频格式(如 AAC、AMR 等),但你可以通过设置输出格式为 MediaRecorder.OutputFormat.RAW_AMR(在某些设备上可用)来录制未压缩的 PCM 数据。

  4. MediaPlayer:这个类提供了一个高级别的 API,用于播放音频和视频文件。虽然 MediaPlayer 主要用于播放压缩音频格式,但在某些情况下,你可能需要将 PCM 数据转换为其他格式(如 WAV),然后使用 MediaPlayer 播放。

处理 Android 上的 PCM 数据时,你需要注意采样率、位深度(例如 16 位或 8 位)、通道(单声道或立体声)等因素。这些参数将影响音频质量和所需的存储空间。为了实现高质量音频传输,你可能需要选择适当的参数,并根据需要对 PCM 数据进行压缩或转换。

编码格式G.711

G.711 是一种常用的音频编码格式,广泛应用于 VoIP(Voice over Internet Protocol,即通过互联网进行语音通信)和电话系统。G.711 编码标准最早由国际电信联盟(ITU-T)于 1972 年制定,并多次修订。

G.711 编码格式主要包括两种不同的编码算法:μ律(mu-law)和A律(A-law)。μ律主要应用于北美和日本,而 A 律在欧洲和其他地区更为常见。这两种算法都可以将 16 位(即具有 65,536 个可能值)的 PCM(脉冲编码调制)音频信号压缩为 8 位(即具有 256 个可能值)的数字信号,从而将音频数据量减小一半。尽管经过压缩,G.711 仍能保持较高的语音质量。

G.711 编码的语音信号采样率为 8 kHz,这意味着每秒钟对音频信号进行 8000 次采样。在 8 位编码下,G.711 的比特率为 64 kbps(即每秒 64,000 比特)。尽管 G.711 不是最高效的音频编码格式,但由于其简单性和在许多电话系统中的广泛应用,它仍然是 VoIP 领域的一个重要标准。

编码格式AAC

AAC(Advanced Audio Coding)是一种广泛应用的音频编码格式,于1997年由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、索尼等多家公司共同开发。AAC是一种损失性压缩技术,其目标是提供比MP3更高的音频质量和更低的比特率。AAC是MPEG-2和MPEG-4标准的一部分,在各种应用场景中得到了广泛应用,如流媒体、数字广播和音频文件存储。

AAC编码有几个不同的配置文件,包括:

  1. AAC-LC(低复杂度):用于大多数场景,如智能手机、便携式音乐播放器和数字广播。
  2. HE-AAC(高效率):用于低比特率的应用场景,如数字广播和流媒体。
  3. HE-AAC v2:在HE-AAC的基础上添加了一些音频增强功能,进一步提高了压缩效率。
  4. AAC-LD(低延迟):用于实时通信,如视频会议和VoIP。

AAC格式在许多设备和平台上都得到了支持,包括iOS、Android、Windows和macOS。由于其高质量和低比特率特性,AAC已经成为许多在线音乐和视频服务的首选音频编码格式。

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