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Android实时获取音量（单位：分贝）

基础知识

度量声音强度，大家最熟悉的单位就是分贝（decibel，缩写为dB）。这是一个无纲量的相对单位，计算公式如下：

L_p=20 log_{10}left(frac{p_{mathrm{rms}}}{p_{mathrm{ref}}} ight)mbox{ dB}

分子是测量值的声压，分母是参考值的声压（20微帕，人类所能听到的最小声压）。因此日常中说道声音强度是多少多少分贝时，都是默认了一个很小的参考值的。

而Android设备传感器可以提供的物理量是场的幅值（amplitude），常用下列公式计算分贝值：

L_mathrm{dB} = 10 log_{10} igg(frac{A_1^2}{A_0^2}igg) = 20 log_{10} igg(frac{A_1}{A_0}igg). ,

从SDK中读取了某段音频数据的振幅后，取最大振幅或平均振幅（可以用平方和平均，或绝对值的和平均），代入上述公式的A1。

现在问题是，作为参考值的振幅A0取多少呢？

博主查阅很多帖子、博文，这里是最一团浆糊的地方。有的博文取600，是基于它视噪音的振幅为600的假设，此时算出来的是相对背景噪音的分贝值，要是用户不对麦克风发出声音，算出的基本都是0分贝。而用户实际使用场景下的背景噪音大小千差万别，咱要是也照葫芦画瓢就不对了，尤其是对于那些制作绝对分贝计的需求，应找出20微帕声压值对应的振幅（或者也可以拿一个标准分贝计做校准参考）。

博主比较懒，把A0定为1，即Android设备麦克风所能”听“到的最小声音振幅。这样拿到测量值振幅直接代入第二个公式的A1中，即可算出分贝值了。

Android API

使用麦克风需要在AndroidManifest.xml里申请相应权限：

 

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

能够获得音源数据的类有两个：android.media.MediaRecorder和android.media.AudioRecord。

 

MediaRecorder：

这个类的对象初始化比较麻烦，因为它是被设计用来录制一段完整的音频并写入文件系统中的。但是初始化之后获得振幅却比较方便，我们直接用它的无参方法getMaxAmplitude即可获得一小段时间内音源数据中的最大振幅。不过取最大值的可能弊端是会受到极端数据的影响，使得后来计算的分贝值波动比较大。不过这个方法是很多录音应用计算音量等级所采用的办法。

该方法返回的是0到32767范围的16位整型，原理可能是对一段值域为-32768到32767的音源数据取其中绝对值最大的值并返回。这个值与单位为帕斯卡的声压值是有线性函数关系的。另外需要注意的是第一次调用这个方法取得的值是0，代入公式中算出的分贝值是负无穷大，故需要在代码中对这种情况做判断。可以算出，由于getMaxAmplitude返回的数值最大是32767，因此算出的最大分贝值是90.3。也就是说，博主令参考振幅值为1，计算出的分贝值正常值域为0 dB 到90.3 dB。

演示代码如下，基于hongfa.yy的代码改写：

 

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
 
  1. package com.example.myapp;  
  2.   
  3. import java.io.File;  
  4. import java.io.IOException;  
  5.   
  6. import android.media.MediaRecorder;  
  7. import android.os.Handler;  
  8. import android.util.Log;  
  9.   
  10. /** 
  11.  * amr音频处理 
  12.  * 
  13.  * @author hongfa.yy 
  14.  * @version 创建时间2012-11-21 下午4:33:28 
  15.  */  
  16. public class MediaRecorderDemo {  
  17.     private final String TAG = "MediaRecord";  
  18.     private MediaRecorder mMediaRecorder;  
  19.     public static final int MAX_LENGTH = 1000 * 60 * 10;// 最大录音时长1000*60*10;  
  20.     private String filePath;  
  21.   
  22.     public MediaRecorderDemo(){  
  23.         this.filePath = "/dev/null";  
  24.     }  
  25.   
  26.     public MediaRecorderDemo(File file) {  
  27.         this.filePath = file.getAbsolutePath();  
  28.     }  
  29.   
  30.     private long startTime;  
  31.     private long endTime;  
  32.   
  33.     /** 
  34.      * 开始录音 使用amr格式 
  35.      * 
  36.      *            录音文件 
  37.      * @return 
  38.      */  
  39.     public void startRecord() {  
  40.         // 开始录音  
  41.         /* ①Initial：实例化MediaRecorder对象 */  
  42.         if (mMediaRecorder == null)  
  43.             mMediaRecorder = new MediaRecorder();  
  44.         try {  
  45.             /* ②setAudioSource/setVedioSource */  
  46.             mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);// 设置麦克风  
  47.             /* ②设置音频文件的编码：AAC/AMR_NB/AMR_MB/Default 声音的（波形）的采样 */  
  48.             mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);  
  49.                         /* 
  50.              * ②设置输出文件的格式：THREE_GPP/MPEG-4/RAW_AMR/Default THREE_GPP(3gp格式 
  51.              * ，H263视频/ARM音频编码)、MPEG-4、RAW_AMR(只支持音频且音频编码要求为AMR_NB) 
  52.              */  
  53.             mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);  
  54.   
  55.             /* ③准备 */  
  56.             mMediaRecorder.setOutputFile(filePath);  
  57.             mMediaRecorder.setMaxDuration(MAX_LENGTH);  
  58.             mMediaRecorder.prepare();  
  59.             /* ④开始 */  
  60.             mMediaRecorder.start();  
  61.             // AudioRecord audioRecord.  
  62.             /* 获取开始时间* */  
  63.             startTime = System.currentTimeMillis();  
  64.             updateMicStatus();  
  65.             Log.i("ACTION_START", "startTime" + startTime);  
  66.         } catch (IllegalStateException e) {  
  67.             Log.i(TAG,  
  68.                     "call startAmr(File mRecAudioFile) failed!"  
  69.                             + e.getMessage());  
  70.         } catch (IOException e) {  
  71.             Log.i(TAG,  
  72.                     "call startAmr(File mRecAudioFile) failed!"  
  73.                             + e.getMessage());  
  74.         }  
  75.     }  
  76.   
  77.     /** 
  78.      * 停止录音 
  79.      * 
  80.      */  
  81.     public long stopRecord() {  
  82.         if (mMediaRecorder == null)  
  83.             return 0L;  
  84.         endTime = System.currentTimeMillis();  
  85.         Log.i("ACTION_END", "endTime" + endTime);  
  86.         mMediaRecorder.stop();  
  87.         mMediaRecorder.reset();  
  88.         mMediaRecorder.release();  
  89.         mMediaRecorder = null;  
  90.         Log.i("ACTION_LENGTH", "Time" + (endTime - startTime));  
  91.         return endTime - startTime;  
  92.     }  
  93.   
  94.     private final Handler mHandler = new Handler();  
  95.     private Runnable mUpdateMicStatusTimer = new Runnable() {  
  96.         public void run() {  
  97.             updateMicStatus();  
  98.         }  
  99.     };  
  100.   
  101.     /** 
  102.      * 更新话筒状态 
  103.      * 
  104.      */  
  105.     private int BASE = 1;  
  106.     private int SPACE = 100;// 间隔取样时间  
  107.   
  108.     private void updateMicStatus() {  
  109.         if (mMediaRecorder != null) {  
  110.             double ratio = (double)mMediaRecorder.getMaxAmplitude() /BASE;  
  111.             double db = 0;// 分贝  
  112.             if (ratio > 1)  
  113.                 db = 20 * Math.log10(ratio);  
  114.             Log.d(TAG,"分贝值："+db);  
  115.             mHandler.postDelayed(mUpdateMicStatusTimer, SPACE);  
  116.         }  
  117.     }  
  118. }  

AudioRecord：

这个类可以获得具体的音源数据值。将一段音源数据用read(byte[] audioData, int offsetInBytes, int sizeInBytes)方法从缓冲区读取到我们传入的字节数组audioData后，便可以对其进行操作，如求平方和或绝对值的平均值。这样可以避免个别极端值的影响，使计算的结果更加稳定。求得平均值之后，如果是平方和则代入常数系数为10的公式中，如果是绝对值的则代入常数系数为20的公式中，算出分贝值。

演示代码如下：

 

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
 
  1. package com.example.myapp;  
  2.   
  3. import android.media.AudioFormat;  
  4. import android.media.AudioRecord;  
  5. import android.media.MediaRecorder;  
  6. import android.util.Log;  
  7.   
  8. /** 
  9.  * Created by greatpresident on 2014/8/5. 
  10.  */  
  11. public class AudioRecordDemo {  
  12.   
  13.     private static final String TAG = "AudioRecord";  
  14.     static final int SAMPLE_RATE_IN_HZ = 8000;  
  15.     static final int BUFFER_SIZE = AudioRecord.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE_IN_HZ,  
  16.                     AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);  
  17.     AudioRecord mAudioRecord;  
  18.     boolean isGetVoiceRun;  
  19.     Object mLock;  
  20.   
  21.     public AudioRecordDemo() {  
  22.         mLock = new Object();  
  23.     }  
  24.   
  25.     public void getNoiseLevel() {  
  26.         if (isGetVoiceRun) {  
  27.             Log.e(TAG, "还在录着呢");  
  28.             return;  
  29.         }  
  30.         mAudioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,  
  31.                 SAMPLE_RATE_IN_HZ, AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT,  
  32.                 AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, BUFFER_SIZE);  
  33.         if (mAudioRecord == null) {  
  34.             Log.e("sound", "mAudioRecord初始化失败");  
  35.         }  
  36.         isGetVoiceRun = true;  
  37.   
  38.         new Thread(new Runnable() {  
  39.             @Override  
  40.             public void run() {  
  41.                 mAudioRecord.startRecording();  
  42.                 short[] buffer = new short[BUFFER_SIZE];  
  43.                 while (isGetVoiceRun) {  
  44.                     //r是实际读取的数据长度，一般而言r会小于buffersize  
  45.                     int r = mAudioRecord.read(buffer, 0, BUFFER_SIZE);  
  46.                     long v = 0;  
  47.                     // 将 buffer 内容取出，进行平方和运算  
  48.                     for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {  
  49.                         v += buffer[i] * buffer[i];  
  50.                     }  
  51.                     // 平方和除以数据总长度，得到音量大小。  
  52.                     double mean = v / (double) r;  
  53.                     double volume = 10 * Math.log10(mean);  
  54.                     Log.d(TAG, "分贝值:" + volume);  
  55.                     // 大概一秒十次  
  56.                     synchronized (mLock) {  
  57.                         try {  
  58.                             mLock.wait(100);  
  59.                         } catch (InterruptedException e) {  
  60.                             e.printStackTrace();  
  61.                         }  
  62.                     }  
  63.                 }  
  64.                 mAudioRecord.stop();  
  65.                 mAudioRecord.release();  
  66.                 mAudioRecord = null;  
  67.             }  
  68.         }).start();  
  69.     }  
  70. }  

实测结果（设备小米2S），MediaRecorderDemo波动很大，只要对麦克风一吹气，分贝值就能上90：

而AudioRecordDemo就很稳定了，很用力吹气也很难到88以上：

转载于:https://www.cnblogs.com/Free-Thinker/p/4745692.html

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