Android中實(shí)時獲取音量分貝值詳解
基礎(chǔ)知識
度量聲音強(qiáng)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，計算公式如下：
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(qiáng)度是多少多少分貝時，都是默認(rèn)了一個很小的參考值的。
而Android設(shè)備傳感器可以提供的物理量是場的幅值（amplitude），常用下列公式計算分貝值：
從SDK中讀取了某段音頻數(shù)據(jù)的振幅后，取最大振幅或平均振幅（可以用平方和平均，或絕對值的和平均），代入上述公式的A1。
現(xiàn)在問題是，作為參考值的振幅A0取多少呢？
博主查閱很多帖子、博文，這里是最一團(tuán)漿糊的地方。有的博文取600，是基于它視噪音的振幅為600的假設(shè)，此時算出來的是相對背景噪音的分貝值，要是用戶不對麥克風(fēng)發(fā)出聲音，算出的基本都是0分貝。而用戶實(shí)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對了，尤其是對于那些制作絕對分貝計的需求，應(yīng)找出20微帕聲壓值對應(yīng)的振幅（或者也可以拿一個標(biāo)準(zhǔn)分貝計做校準(zhǔn)參考）。
博主比較懶，把A0定為1，即Android設(shè)備麥克風(fēng)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，即可算出分貝值了。
Android API
使用麥克風(fēng)需要在AndroidManifest.xml里申請相應(yīng)權(quán)限：
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
能夠獲得音源數(shù)據(jù)的類有兩個：android.media.MediaRecorder和android.media.AudioRecord。
MediaRecorder：
這個類的對象初始化比較麻煩，因?yàn)樗潜辉O(shè)計用來錄制一段完整的音頻并寫入文件系統(tǒng)中的。但是初始化之后獲得振幅卻比較方便，我們直接用它的無參方法getMaxAmplitude即可獲得一小段時間內(nèi)音源數(shù)據(jù)中的最大振幅。不過取最大值的可能弊端是會受到極端數(shù)據(jù)的影響，使得后來計算的分貝值波動比較大。不過這個方法是很多錄音應(yīng)用計算音量等級所采用的辦法。
該方法返回的是0到32767范圍的16位整型，原理可能是對一段值域?yàn)?32768到32767的音源數(shù)據(jù)取其中絕對值最大的值并返回。這個值與單位為帕斯卡的聲壓值是有線性函數(shù)關(guān)系的。另外需要注意的是第一次調(diào)用這個方法取得的值是0，代入公式中算出的分貝值是負(fù)無窮大，故需要在代碼中對這種情況做判斷?？梢运愠?，由于getMaxAmplitude返回的數(shù)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?yàn)? dB 到90.3 dB。
演示代碼如下，基于hongfa.yy的代碼改寫：
package com.example.myapp;
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
*
* @author hongfa.yy
* @version 創(chuàng)建時間2012-11-21 下午4:33:28
*/
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(shí)例化MediaRecorder對象 */
if (mMediaRecorder == null)
mMediaRecorder = new MediaRecorder();
try {
/* ②setAudioSource/setVedioSource */
mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);// 設(shè)置麥克風(fēng)
/* ②設(shè)置音頻文件的編碼：AAC/AMR_NB/AMR_MB/Default 聲音的（波形）的采樣 */
mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);
/*
* ②設(shè)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(只支持音頻且音頻編碼要求為AMR_NB)
*/
mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);
/* ③準(zhǔn)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(tài)
*
*/
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：
這個類可以獲得具體的音源數(shù)據(jù)值。將一段音源數(shù)據(jù)用read(byte[] audioData, int offsetInBytes, int sizeInBytes)方法從緩沖區(qū)讀取到我們傳入的字節(jié)數(shù)組audioData后，便可以對其進(jìn)行操作，如求平方和或絕對值的平均值。這樣可以避免個別極端值的影響，使計算的結(jié)果更加穩(wěn)定。求得平均值之后，如果是平方和則代入常數(shù)系數(shù)為10的公式中，如果是絕對值的則代入常數(shù)系數(shù)為20的公式中，算出分貝值。
演示代碼如下：
package com.example.myapp;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;
import android.util.Log;
/**
* Created by greatpresident on 2014/8/5.
*/
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(shí)際讀取的數(shù)據(jù)長度，一般而言r會小于buffersize
int r = mAudioRecord.read(buffer, 0, BUFFER_SIZE);
long v = 0;
// 將 buffer 內(nèi)容取出，進(jìn)行平方和運(yùn)算
for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {
v += buffer[i] * buffer[i];
}
// 平方和除以數(shù)據(jù)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();
}
}
實(shí)測結(jié)果（設(shè)備小米2S），MediaRecorderDemo波動很大，只要對麥克風(fēng)一吹氣，分貝值就能上90：
而AudioRecordDemo就很穩(wěn)定了，很用力吹氣也很難到88以上：
相關(guān)文章
Android Studio實(shí)現(xiàn)長方體表面積計算器
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Android Studio實(shí)現(xiàn)長方體表面積計算器，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2020-05-05
android開發(fā)教程之handle實(shí)現(xiàn)多線程和異步處理
這篇文章主要介紹了android的handle實(shí)現(xiàn)多線程和異步處理的示例，大家參考使用吧2014-01-01
最近的一個項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)需求，希望從一個View上調(diào)用輸入法和接收輸入法傳過來的內(nèi)容，下面這篇文章就給大家分享下Android自定義View接收輸入法輸入的內(nèi)容的方法，有需要的朋友們可以參考借鑒，下面來一起看看吧。2016-12-12
Android設(shè)置默認(rèn)鎖屏壁紙接口的方法
這篇文章主要介紹了Android默認(rèn)鎖屏壁紙接口的設(shè)置方法，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2022-01-01
Android加載loading對話框的功能及實(shí)例代碼(不退出沉浸式效果)
這篇文章主要介紹了Android加載loading對話框的功能及實(shí)例代碼,不退出沉浸式效果,本文通過實(shí)例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下2018-12-12
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了android好看的音量旋鈕，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2020-02-02
這篇文章主要為大家介紹了Android實(shí)現(xiàn)平鋪圖片效果的相關(guān)方法，感興趣的小伙伴們可以參考一下2016-02-02
Android7.0以上Uri轉(zhuǎn)路徑的方法實(shí)現(xiàn)(已驗(yàn)證)
這篇文章主要介紹了Android7.0以上Uri轉(zhuǎn)路徑的方法實(shí)現(xiàn)，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-03-03
Android實(shí)現(xiàn)WIFI和GPRS網(wǎng)絡(luò)的切換
這篇文章主要介紹了Android實(shí)現(xiàn)WIFI和GPRS網(wǎng)絡(luò)的切換，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2019-11-11
android使用FlipAnimation實(shí)現(xiàn)3D垂直翻轉(zhuǎn)動畫
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了android使用FlipAnimation實(shí)現(xiàn)3D垂直翻轉(zhuǎn)動畫，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2017-12-12