一、初识PCM

以下介绍来自百度百科

PCM 脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。脉冲编码调制是数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样，使其离散化，同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化，同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。

简而言之，语音、图像经过采样、量化之后进行二进制编码，最后得到的二进制码即为PCM数据。

二、Android平台上的实现

1、采集

对于音频的采集使用AudioRecord：

The AudioRecord class manages the audio resources for Java applications
to record audio from the audio input hardware of the platform

AudioRecord用于管理音频源，从音频输入硬件记录音频。
下面开始一步步来实现：

权限

<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

创建文件

audioFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() +
                "/test.pcm");
if (audioFile.exists()) {
    audioFile.delete();
}
audioFile.createNewFile();
OutputStream os = new FileOutputStream(audioFile);

创建的PCM文件用于存储采集的音频，输出流用于将音频数据写入到文件。

创建AudioRecord对象

AudioRecord有两个构造方法，其中一个被@SystemApi标记，故一般使用另外一个：

public AudioRecord(int audioSource, int sampleRateInHz, 
    int channelConfig, int audioFormat,int bufferSizeInBytes)

• audioSource
  记录源，在 MediaRecorder.AudioSource中可看到所有类型，此处传入MediaRecorder.AudioSource.MIC。
• sampleRateInHz
  采样频率，单位Hz，常见的有44100，22050、16000,、和11025 ，其中44100可以保证在所有设备上正常工作，此处取该值。
• channelConfig
  音频通道设置，有AudioFormat.CHANNEL_IN_MONOAudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO，前者可以保证在所有设备上正常工作，此处取该值。
• audioFormat
  音频格式，有AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT、AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT和AudioFormat.ENCODING_PCM_FLOAT，精度依次递增，此处取16bit。
• bufferSizeInBytes
  缓冲区大小，单位是byte，可调用以下方法获取：

getMinBufferSize(int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat)

开始记录

audioRecord.startRecording();
byte bytes[] = new byte[minBufferSize];
while (isRecord) {
    int length = audioRecord.read(bytes, 0, minBufferSize);
    if (length > 0) {
         os.write(bytes);
    }
}

停止记录

audioRecord.stop();
audioRecord.release();

2、播放

创建播放器

使用AudioTrack播放PCM，在SDK23前后，创建的方法不一样：

int sampleRateInHz = 44100;
int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO;
int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
int minBufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRateInHz , channelConfig , audioFormat);
int length = minBufferSize + 1024;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) {
    player = new AudioTrack.Builder()
    .setAudioFormat(new AudioFormat.Builder()
    .setEncoding(audioFormat)
    .setSampleRate(sampleRateInHz)
    .setChannelMask(channelConfig)
    .build())
    .setBufferSizeInBytes(length)
    .build();
} else {
    player = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, sampleRateInHz,
                            channelConfig, audioFormat,
                            length, MODE_STREAM);
}

上面的几个参数与创建AudioRecord时是相似且对应的，但是注意channelConfig有in和out的区别。
关于length这个参数，最初使用的如下方式：

int length = (int) audioFile.length();

实测发现过大或者过小都有可能引发“play() called on uninitialized AudioTrack”的异常，现在的写法是借鉴了stackoverflow的解决方法。

给播放器写入数据

InputStream is = new FileInputStream(audioFile);
int read;
while ((read = is.read(bytes)) > 0) {
     player.write(bytes, 0, read);
}

很眼熟吧，其实就是Java输入流的基本用法。

播放

调用player.play();

停止播放

if (player != null && player.getPlayState() == AudioTrack.PLAYSTATE_PLAYING) {
    player.stop();
    player.release();
}

把与停止无关的判断也一并写在这里了，因为实际开发时是很有必要进行这样的判断的。

后记

一直以来都对音视频领域比较感兴趣，奈何工作上一直没有机会基础，无意间看见Jhuster大神的Android 音视频开发入门指南，决定利用闲暇时间入坑，在此表示感谢。

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