Android 獲取麥克風的音量(分貝)
基礎知識
度量聲音強度。大家最熟悉的單位就是分貝（decibel，縮寫為dB）。這是一個無綱量的相對單位。計算公式例如以下：
分子是測量值的聲壓，分母是參考值的聲壓（20微帕。人類所能聽到的最小聲壓）。
因此日常中說道聲音強度是多少多少分貝時。都是默認了一個非常小的參考值的。
而Android設備傳感器能夠提供的物理量是場的幅值（amplitude），經常使用下列公式計算分貝值：
從SDK中讀取了某段音頻數據的振幅後，取最大振幅或平均振幅（能夠用平方和平均，或絕對值的和平均）。代入上述公式的A1。
如今問題是，作為參考值的振幅A0取多少呢？
博主查閱非常多帖子、博文，這裏是最一團漿糊的地方。
有的博文取600，是基於它視噪音的振幅為600的如果。此時算出來的是相對背景噪音的分貝值。要是用戶不正確麥克風發出聲音，算出的基本都是0分貝。而用戶實際使用場景下的背景噪音大小千差萬別。咱要是也照葫蘆畫瓢就不正確了。尤其是對於那些制作絕對分貝計的需求，應找出20微帕聲壓值相應的振幅（或者也能夠拿一個標準分貝計做校準參考）。
博主比較懶，把A0定為1，即Android設備麥克風所能”聽“到的最小聲音振幅。
這樣拿到測量值振幅直接代入第二個公式的A1中，就可以算出分貝值了。
Android API
使用麥克風須要在AndroidManifest.xml裏申請對應權限：
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
MediaRecorder：
這個類的對象初始化比較麻煩。由於它是被設計用來錄制一段完整的音頻並寫入文件系統中的。可是初始化之後獲得振幅卻比較方便，我們直接用它的無參方法getMaxAmplitude就可以獲得一小段時間內音源數據中的最大振幅。
只是取最大值的可能弊端是會受到極端數據的影響。使得後來計算的分貝值波動比較大。只是這種方法是非常多錄音應用計算音量等級所採用的辦法。
該方法返回的是0到32767範圍的16位整型。原理可能是對一段值域為-32768到32767的音源數據取當中絕對值最大的值並返回。這個值與單位為帕斯卡的聲壓值是有線性函數關系的。另外須要註意的是第一次調用這種方法取得的值是0，代入公式中算出的分貝值是負無窮大。故須要在代碼中對這樣的情況做推斷。能夠算出。因為getMaxAmplitude返回的數值最大是32767，因此算出的最大分貝值是90.3。
也就是說。博主令參考振幅值為1。計算出的分貝值正常值域為0 dB 到90.3 dB。
代碼片：
package com.example.atest;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import android.media.MediaRecorder;
import android.os.Handler;
import android.util.Log;
/**
* amr音頻處理
*/
public class MediaRecorderDemo {
private final String TAG = "MediaRecord";
private MediaRecorder mMediaRecorder;
public static final int MAX_LENGTH = 1000 * 60 * 10;// 最大錄音時長1000*60*10;
private String filePath;
public MediaRecorderDemo(){
this.filePath = "/dev/null";
}
public MediaRecorderDemo(File file) {
this.filePath = file.getAbsolutePath();
}
private long startTime;
private long endTime;
/**
* 開始錄音 使用amr格式
*
* 錄音文件
* @return
*/
public void startRecord() {
// 開始錄音
/* ①Initial：實例化MediaRecorder對象 */
if (mMediaRecorder == null)
mMediaRecorder = new MediaRecorder();
try {
/* ②setAudioSource/setVedioSource */
mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);// 設置麥克風
/* ②設置音頻文件的編碼：AAC/AMR_NB/AMR_MB/Default 聲音的（波形）的採樣 */
mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);
/*
* ②設置輸出文件的格式：THREE_GPP/MPEG-4/RAW_AMR/Default THREE_GPP(3gp格式
* 。H263視頻/ARM音頻編碼)、MPEG-4、RAW_AMR(僅僅支持音頻且音頻編碼要求為AMR_NB)
*/
mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);
/* ③準備 */
mMediaRecorder.setOutputFile(filePath);
mMediaRecorder.setMaxDuration(MAX_LENGTH);
mMediaRecorder.prepare();
/* ④開始 */
mMediaRecorder.start();
// AudioRecord audioRecord.
/* 獲取開始時間* */
startTime = System.currentTimeMillis();
updateMicStatus();
Log.i("ACTION_START", "startTime" + startTime);
} catch (IllegalStateException e) {
Log.i(TAG,
"call startAmr(File mRecAudioFile) failed!"
+ e.getMessage());
} catch (IOException e) {
Log.i(TAG,
"call startAmr(File mRecAudioFile) failed!"
+ e.getMessage());
}
}
/**
* 停止錄音
*
*/
public long stopRecord() {
if (mMediaRecorder == null)
return 0L;
endTime = System.currentTimeMillis();
Log.i("ACTION_END", "endTime" + endTime);
mMediaRecorder.stop();
mMediaRecorder.reset();
mMediaRecorder.release();
mMediaRecorder = null;
Log.i("ACTION_LENGTH", "Time" + (endTime - startTime));
return endTime - startTime;
}
private final Handler mHandler = new Handler();
private Runnable mUpdateMicStatusTimer = new Runnable() {
public void run() {
updateMicStatus();
}
};
/**
* 更新話筒狀態
*
*/
private int BASE = 1;
private int SPACE = 100;// 間隔取樣時間
private void updateMicStatus() {
if (mMediaRecorder != null) {
double ratio = (double)mMediaRecorder.getMaxAmplitude() /BASE;
double db = 0;// 分貝
if (ratio > 1)
db = 20 * Math.log10(ratio);
Log.d(TAG,"分貝值："+db);
mHandler.postDelayed(mUpdateMicStatusTimer, SPACE);
}
}
}
AudioRecord：
這個類能夠獲得詳細的音源數據值。將一段音源數據用read(byte[] audioData, int offsetInBytes, int sizeInBytes)方法從緩沖區讀取到我們傳入的字節數組audioData後，便能夠對其進行操作。如求平方和或絕對值的平均值。這樣能夠避免個別極端值的影響。使計算的結果更加穩定。求得平均值之後。假設是平方和則代入常數系數為10的公式中。假設是絕對值的則代入常數系數為20的公式中，算出分貝值。
代碼片
package com.example.atest;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;
import android.util.Log;
public class AudioRecordDemo {
private static final String TAG = "AudioRecord";
static final int SAMPLE_RATE_IN_HZ = 8000;
static final int BUFFER_SIZE = AudioRecord.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE_IN_HZ,
AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
AudioRecord mAudioRecord;
boolean isGetVoiceRun;
Object mLock;
public AudioRecordDemo() {
mLock = new Object();
}
public void getNoiseLevel() {
if (isGetVoiceRun) {
Log.e(TAG, "還在錄著呢");
return;
}
mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,
SAMPLE_RATE_IN_HZ, AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT,
AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, BUFFER_SIZE);
if (mAudioRecord == null) {
Log.e("sound", "mAudioRecord初始化失敗");
}
isGetVoiceRun = true;
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
mAudioRecord.startRecording();
short[] buffer = new short[BUFFER_SIZE];
while (isGetVoiceRun) {
//r是實際讀取的數據長度，一般而言r會小於buffersize
int r = mAudioRecord.read(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
long v = 0;
// 將 buffer 內容取出。進行平方和運算
for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {
v += buffer[i] * buffer[i];
}
// 平方和除以數據總長度，得到音量大小。
double mean = v / (double) r;
double volume = 10 * Math.log10(mean);
Log.d(TAG, "分貝值:" + volume);
// 大概一秒十次
synchronized (mLock) {
try {
mLock.wait(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
mAudioRecord.stop();
mAudioRecord.release();
mAudioRecord = null;
}
}).start();
}
}
代碼的調用Activity
package com.example.atest;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
new AudioRecordDemo().getNoiseLevel();
}
}
測試結果
源代碼下載地址：http://download.csdn.net/detail/pcaxb/9028495
Android 獲取麥克風的音量(分貝)