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Resumen y descripción de puntos clave en este capítulo:
Este capítulo se centra principalmente en ➕ la parte superior izquierda de la grabación del mapa mental anterior. Explica principalmente el conocimiento básico de algunas grabaciones y, al mismo tiempo, comprende el proceso de grabación de Android a través de un programa de prueba nativo.
1 Conocimientos básicos de grabación
@ 1 Relación entre PCM y WAV
Los datos de audio PCM son los datos de audio originales que el reproductor no puede reproducir. Debe agregar un encabezado para indicar cuántos canales tiene el sonido, cuál es la frecuencia de muestreo, etc. Convierta
los datos de audio PCM al formato WAV para que otros jugadores puedan reproducirlos.
@ 2 3 parámetros clave de grabación
- Velocidad de muestreo: el número de veces que la onda de sonido se muestrea por segundo. Las tasas de muestreo comunes son 8000, 11025, 44100. . .
- Precisión de muestreo: actualmente fijado a 16 bits en el sistema Android.
- Número de canales: dos canales (estéreo estéreo, cada punto de muestra registra el valor de los canales izquierdo y derecho) o mono (Mono).
2 Procedimiento de prueba de grabación
Hay tres documentos clave involucrados:
- AudioRecordTest.cpp: programa de grabación, finalmente genera datos de formato de audio pcm.
- pcm2wav.cpp: agrega información de encabezado en formato pcm y convierte a formato WAV.
- Android.mk: compila la configuración.
@ 1 AudioRecordTest.cpp, utilizado para grabar datos pcm, pero aquí no se agrega información de encabezado. El código es el siguiente:
#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 implementación de 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 pasos de ejecución del procedimiento de prueba
@ 1 Comience a grabar:
./AudioRecordTest 44100 2 my.pcm@ 2 Conversión de formato de archivo (PCM a WAV):
./pcm2wav my.pcm 44100 2 my.wav4 Problemas y análisis encontrados
@ 1 tinyplay no puede reproducir sonido mono
Si debes jugar, solo puedes usar otros jugadores.
@ 2 ¿Por qué uso el sonido dual cuando grabo y solo un oído tiene sonido durante la reproducción? ¿Y cuando se usa la grabación monofónica, ambos oídos tienen sonido durante la reproducción?
- El hardware y el controlador son de doble canal; pero solo recibimos un MIC, por lo que en los datos de doble canal obtenidos por el controlador durante la grabación, uno de los datos del canal siempre es 0, y si la grabación de AudioRecordTest se especifica para doble canal Canal, entonces uno de los canales en los datos PCM obtenidos es siempre 0, y hará que solo un oído tenga sonido cuando se reproduzca.
- Si se especifica Mono durante la grabación de AudioRecordTest, los datos PCM obtenidos contienen solo un canal de datos, que es una mezcla de canales izquierdo y derecho de hardware. Esta mezcla se realiza mediante el sistema AudioFlinger. Al reproducir datos mono durante la reproducción, El sistema AudioFlinger enviará datos mono al DAC izquierdo del hardware (canal izquierdo) y al DAC derecho del hardware (canal derecho), para que ambos oídos puedan escuchar el sonido.
