音視頻開發【2】--使用LAME庫轉換pcm文件到mp3
android 使用 AudioRecord 對麥克風進行錄音獲得的是 pcm 格式的原始音頻數據，pcm文件是不能用來播放的，須要進行編碼壓縮。java
LAME是目前很是優秀的一種MP3編碼引擎，在業界，轉碼成MP3格式的音頻文件時，最經常使用的編碼器就是LAME庫。當達到320Kbit/s以上時，LAME編碼出來的音頻質量幾乎能夠和CD的音質相媲美，而且還能保證整個音頻文件的體積很是小，所以若要在移動端平臺上編碼MP3文件，使用LAME便成爲惟一的選擇。android
編譯LAME庫
android studio3.0+ 默認使用CMake編譯native源文件，網上好多文章不合適，這裏推薦兩篇使用CMake編譯LAME庫的博客，介紹的都很詳細。c++
Android studio3.0+ 編譯Lame庫（CMake方式）app
音頻編碼
這裏借用《音視頻開發進階指南：基於Android與Ios的實踐》一書裏對各類音頻編碼的介紹。ide
WAV編碼ui
PCM（脈衝編碼調製）是Pulse Code Modulation的縮寫。前面已經介紹過PCM大體的工做流程，而WAV編碼的一種實現（有多種實現方式，可是都不會進行壓縮操做）就是在PCM數據格式的前面加上44字節，分別用來描述PCM的採樣率、聲道數、數據格式等信息。this
特色：音質很是好，大量軟件都支持。編碼
適用場合：多媒體開發的中間文件、保存音樂和音效素材。spa
MP3編碼
MP3具備不錯的壓縮比，使用LAME編碼（MP3編碼格式的一種實現）的中高碼率的MP3文件，聽感上很是接近源WAV文件，固然在不一樣的應用場景下，應該調整合適的參數以達到最好的效果。
特色：音質在128Kbit/s以上表現還不錯，壓縮比比較高，大量軟件和硬件都支持，兼容性好。
適用場合：高比特率下對兼容性有要求的音樂欣賞。
AAC編碼
AAC是新一代的音頻有損壓縮技術，它經過一些附加的編碼技術（好比PS、SBR等），衍生出了LC-AAC、HE-AAC、HE-AAC v2三種主要的編碼格式。LC-AAC是比較傳統的AAC，相對而言，其主要應用於中高碼率場景的編碼（≥80Kbit/s）；HE-AAC（至關於AAC+SBR）主要應用於中低碼率場景的編碼（≤80Kbit/s）；而新近推出的HE-AAC v2（至關於AAC+SBR+PS）主要應用於低碼率場景的編碼（≤48Kbit/s）。事實上大部分編碼器都設置爲≤48Kbit/s自動啓用PS技術，而>48Kbit/s則不加PS，至關於普通的HE-AAC。
特色：在小於128Kbit/s的碼率下表現優異，而且多用於視頻中的音頻編碼。
適用場合：128Kbit/s如下的音頻編碼，多用於視頻中音頻軌的編碼。
Ogg編碼
Ogg是一種很是有潛力的編碼，在各類碼率下都有比較優秀的表現，尤爲是在中低碼率場景下。Ogg除了音質好以外，仍是徹底免費的，這爲Ogg得到更多的支持打好了基礎。Ogg有着很是出色的算法，能夠用更小的碼率達到更好的音質，128Kbit/s的Ogg比192Kbit/s甚至更高碼率的MP3還要出色。但目前由於尚未媒體服務軟件的支持，所以基於Ogg的數字廣播還沒法實現。Ogg目前受支持的狀況還不夠好，不管是軟件上的仍是硬件上的支持，都沒法和MP3相提並論。
特色：能夠用比MP3更小的碼率實現比MP3更好的音質，高中低碼率下均有良好的表現，兼容性不夠好，流媒體特性不支持。
適用場合：語音聊天的音頻消息場景。
使用LAME轉換pcm文件到mp3
按照前面編譯lame庫的博客作下來，如今工程裏面已經能夠經過 jni 的方式，使用lame的相關方法了。
- 新建 Mp3Encoder.java 文件，添加相關的 native方法。
public class Mp3Encoder {
public native int init(String pcmPath, int audioChannels, int bitRate, int sampleRate, String mp3Path);
public native void encode();
public native void destroy();
}
複製代碼
- 生成 Mp3Encoder.java 對應的頭文件（.h文件，使用javah命令自動生成的）com_wyt_myapplication_Mp3Encoder.h ，要是忘了，再看看前面的兩篇博客。
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_wyt_myapplication_Mp3Encoder */
#ifndef _Included_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder
#define _Included_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* * Class: com_wyt_myapplication_Mp3Encoder * Method: init * Signature: (Ljava/lang/String;IIILjava/lang/String;)I */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder_init (JNIEnv *, jobject, jstring, jint, jint, jint, jstring);
/* * Class: com_wyt_myapplication_Mp3Encoder * Method: encode * Signature: ()V */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder_encode (JNIEnv *, jobject);
/* * Class: com_wyt_myapplication_Mp3Encoder * Method: destroy * Signature: ()V */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder_destroy (JNIEnv *, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
複製代碼
- 在 src/main/cpp 目錄下新建 Mp3Encoder.cpp 文件，對剛纔生成的 com_wyt_myapplication_Mp3Encoder.h 頭文件裏的方法進行實現。
可是方法的實現須要lame庫方法的支持，若是在這個文件裏完成pcm轉mp3的邏輯的話，這個文件邏輯就複雜了。咱們先把lame轉換pcm到mp3的相關邏輯封裝到心得 c/c++ 文件中，在 Mp3Encoder.cpp 文件裏僅調用就行，將 java對native方法調用的實現和native方法的具體邏輯的實現分開。
也就是說整個邏輯分爲了4層：java 代碼——java調用native方法的實現——lame方法的封裝——lame方法。對應的四個表明文件爲：Mp3Encoder.java——Mp3Encoder.cpp——mp3_encode.cpp(稍後會建立並實現裏面的pcm到Mp3的轉換邏輯)——lame方法
這裏先給除出Mp3Encoder.cpp的代碼（我寫完代碼才寫的文章），實際工做中，這一步要放到 mp3_encode.cpp 以後實現。
主要就是3各方法，分別是初始化 lame、進行編碼、編碼結束後資源釋放。
#include "com_wyt_myapplication_Mp3Encoder.h"
#include "mp3_encoder.h"
Mp3Encoder *encoder = NULL;
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder_init (JNIEnv *env, jobject jobj, jstring pcmPathParam, jint audioChannelsParam, jint bitRateParam, jint sampleRateParam, jstring mp3PahtParam){
const char* pcmPath = env->GetStringUTFChars(pcmPathParam,NULL);
const char* mp3Path = env->GetStringUTFChars(mp3PahtParam,NULL);
encoder = new Mp3Encoder();
int ret = encoder->lint(pcmPath,
mp3Path,
sampleRateParam,
audioChannelsParam,
bitRateParam);
env->ReleaseStringUTFChars(mp3PahtParam, mp3Path);
env->ReleaseStringUTFChars(pcmPathParam, pcmPath);
return ret;
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder_encode (JNIEnv *, jobject){
encoder->Encode();
}
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_wyt_myapplication_Mp3Encoder_destroy (JNIEnv *, jobject){
encoder->Destory();
}
複製代碼
- mp3_encode.cpp 建立
mp3_encode.cpp 裏主要是在 lame 庫方法的基礎上，進行簡單封裝，完成 pcm 到 mp3的轉換。
首先定義下 mp3_encode.cpp 對應的頭文件（.h文件），頭文件裏定義了一個 Mp3Encoder 的類，注意這是native層的C++類，和剛纔定義的 Mp3Encoder.java 類沒有關係。
類裏面向外暴露三個方法，供 Mp3Encoder.cpp 文件的三個方法調用。
#include <stdio.h>
#include "lame.h"
#ifndef MYAPPLICATION_MP3_ENCODER_H
#define MYAPPLICATION_MP3_ENCODER_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
class Mp3Encoder {
private:
FILE *pcmFIle;
FILE *mp3File;
lame_t lameClient;
public:
Mp3Encoder();
~Mp3Encoder();
int lint(const char *pcmFilePath, const char *mp3FilePath, int sampleRate, int channels, int bitRate);
void Encode();
void Destory();
};
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
複製代碼
mp3_encode.cpp 文件的實現，代碼看着有點長，其實很好理解，主要是初始化lame的相關參數；pcm文件讀取的buffer通過lame轉換，造成mp3buffer；將mp3buffer寫到文件。
#include "mp3_encoder.h"
extern "C"
Mp3Encoder::Mp3Encoder(){
}
Mp3Encoder::~Mp3Encoder(){
}
int Mp3Encoder::lint(const char *pcmFilePath,
const char *mp3FilePath,
int sampleRate,
int channels,
int bitRate) {
int ret = 1;
pcmFIle = fopen(pcmFilePath, "rb");
if (pcmFIle) {
mp3File = fopen(mp3FilePath, "wb");
if (mp3File) {
//初始化lame相關參數，輸入/輸出採樣率、音頻聲道數、碼率
lameClient = lame_init();
lame_set_in_samplerate(lameClient, sampleRate);
lame_set_out_samplerate(lameClient, sampleRate);
lame_set_num_channels(lameClient, channels);
lame_set_brate(lameClient, 128);
lame_init_params(lameClient);
ret = 0;
}
}
return ret;
}
void Mp3Encoder::Encode() {
int bufferSize = 1024 * 256;
short *buffer = new short[bufferSize / 2];
short *leftChannelBuffer = new short[bufferSize / 4];//左聲道
short *rightChannelBuffer = new short[bufferSize / 4];//右聲道
unsigned char *mp3_buffer = new unsigned char[bufferSize];
size_t readBufferSize = 0;
while ((readBufferSize = fread(buffer, 2, bufferSize / 2, pcmFIle)) > 0) {
for (int i = 0; i < readBufferSize; i++) {
if (i % 2 == 0) {
leftChannelBuffer[i / 2] = buffer[i];
} else {
rightChannelBuffer[i / 2] = buffer[i];
}
}
size_t writeSize = lame_encode_buffer(
lameClient,
(short int *) leftChannelBuffer,
(short int *) rightChannelBuffer,
(int) (readBufferSize / 2),
mp3_buffer,
bufferSize);
fwrite(mp3_buffer, 1, writeSize, mp3File);
}
delete [] buffer;
delete [] leftChannelBuffer;
delete [] rightChannelBuffer;
delete [] mp3_buffer;
}
void Mp3Encoder::Destory() {
if (pcmFIle){
fclose(pcmFIle);
}
if (mp3File){
fclose(mp3File);
lame_close(lameClient);
}
}
複製代碼
-
將 src/main/cpp/mp3_encoder.cpp，src/main/cpp/Mp3Encoder.cpp 添加到 CMakeLists.txt 的 add_libraty 方法中。不會的話，看一開始那兩篇博客。
-
android 文件的讀寫權限別忘了，設置 manifest.xml，6.0以上的適配動態權限獲取機制，這裏就不說了。
-
到這裏基本上就完成了，下面就能夠在工程裏使用了，好比這裏我在 MainActivity 的onCreate() 裏使用。
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
private static final String TAG = "MainActivity";
private String[] permissions = new String[]{
Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE,
Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE
};
private List<String> mPermissionList = new ArrayList<>();
private static final int MY_PERMISSIONS_REQUEST = 1001;
//採樣率，如今可以保證在全部設備上使用的採樣率是44100Hz, 可是其餘的採樣率（22050, 16000, 11025）在一些設備上也可使用。
public static final int SAMPLE_RATE_INHZ = 44100;
//聲道數。CHANNEL_IN_MONO and CHANNEL_IN_STEREO. 其中CHANNEL_IN_MONO是能夠保證在全部設備可以使用的。
public static final int CHANNEL_CONFIG = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;
//返回的音頻數據的格式。 ENCODING_PCM_8BIT, ENCODING_PCM_16BIT, and ENCODING_PCM_FLOAT.
public static final int AUDIO_FORMAT = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
// Used to load the 'native-lib' library on application startup.
static {
System.loadLibrary("native-lib");
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// Example of a call to a native method
TextView tv = (TextView) findViewById(R.id.sample_text);
tv.setText(stringFromJNI());
checkPermissions();
String pcmPath, mp3Path;
pcmPath = "/storage/emulated/0/0001.pcm";//pcm文件路徑，文件要存在！
mp3Path = "/storage/emulated/0/0001.mp3";//轉換後mp3文件的保存路徑
Mp3Encoder encoder = new Mp3Encoder();
if(encoder.init(pcmPath,CHANNEL_CONFIG,128,SAMPLE_RATE_INHZ,mp3Path) == 0){
Log.d(TAG, "onCreate: encoder-init:success");
encoder.encode();
encoder.destroy();
Log.d(TAG, "onCreate:encode finish");
}else {
Log.d(TAG, "onCreate: encoder-init:failed");
}
}
/** * A native method that is implemented by the 'native-lib' native library, * which is packaged with this application. */
public native String stringFromJNI();
private void checkPermissions() {
// Marshmallow開始才用申請運行時權限
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
for (int i = 0; i < permissions.length; i++) {
if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, permissions[i]) !=
PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
mPermissionList.add(permissions[i]);
}
}
if (!mPermissionList.isEmpty()) {
String[] permissions = mPermissionList.toArray(new String[mPermissionList.size()]);
ActivityCompat.requestPermissions(this, permissions, MY_PERMISSIONS_REQUEST);
}
}
}
@Override
public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String[] permissions, @NonNull int[] grantResults) {
if (requestCode == MY_PERMISSIONS_REQUEST) {
for (int i = 0; i < grantResults.length; i++) {
if (grantResults[i] != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
Log.i(TAG, permissions[i] + " 權限被用戶禁止！");
}
}
// 運行時權限的申請不是本demo的重點，因此再也不作更多的處理，請贊成權限申請。
}
}
}
複製代碼
- 沒有pcm文件？本身動手豐衣足食，本身用 AudioRecorder 寫個app ，錄製一個pcm！（錄製pcm的代碼寫好了，文章尚未寫，別在這等啊，我也不知道哪天會寫文章。。。）
總結
本爲推薦了兩篇在android studio 3.0以上，使用 CMake 方式編譯lame庫的博客，完成lame庫的集成；而後，經過jni開發，使用java代碼，調用封裝好音頻編碼邏輯的native層代碼，完成pcm文件到mp3文件的轉換，完整的描述了jni開發的基本流程。
- 1. pcm錄音文件轉轉MP3方法
- 2. 如何將MP4視頻文件轉換成MP3音頻格式
- 3. Android 音視頻開發(三)：使用 AudioTrack 播放PCM音頻
- 4. 使用FFMpeg將音頻PCM數據生成WAV和MP3文件
- 5. bin音頻文件轉MP3
- 6. C#WAV音頻文件轉化PCM數據文件PCM轉化WAV音頻
- 7. 音頻(六)-安卓ndk將pcm轉換爲mp3
- 8. Android 音視頻開發(二)：使用 AudioRecord 採集音頻PCM並保存到文件
- 9. 視頻轉mp3 kux視頻怎麼轉換成mp3格式
- 10. java 將.amr音頻文件轉換爲.mp3或.wav文件
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