android 声音转波形

原创

mob649e81664bd9 2024-11-03 09:45:24 ©著作权

文章标签 android Data Android 文章分类 Android 移动开发

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在 Android 中实现声音转波形的技术探讨

声音是由空气中振动的波动产生的，利用这些波动，我们可以生成波形图，用于可视化声音的特征。在 Android 开发中，实现将声音转换为波形图的功能，通常涉及音频采集、数据处理和图形可视化等多个步骤。本文将为大家介绍相关技术，并提供代码示例。

系统架构

在实现声音转波形的过程中，我们可以构建以下类结构：

classDiagram
    class AudioRecorder {
        +startRecording()
        +stopRecording()
        +getAudioData() 
    }

    class WaveformRenderer {
        +drawWaveform(audioData)
    }

    class MainActivity {
        +onCreate()
        +initViews()
        +onRecordButtonClick()
    }

    AudioRecorder --> MainActivity
    WaveformRenderer --> MainActivity

类的职责说明

AudioRecorder：负责任务的音频采集，包括开始和停止录音以及获取音频数据。
WaveformRenderer：用于将音频数据渲染成波形图。
MainActivity：Android 应用的主界面，处理用户交互并协调其他类的工作。

代码示例

下面的代码示例展示了如何实现一个简单的音频录制和波形渲染功能。

1. 音频录制

首先，我们需要在 AudioRecorder 类中实现音频录制功能。

import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioRecord;
import android.media.MediaRecorder;

public class AudioRecorder {
    private static final int SAMPLE_RATE = 44100;
    private AudioRecord audioRecord;
    private boolean isRecording = false;

    public void startRecording() {
        int bufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(SAMPLE_RATE, 
            AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);
        audioRecord = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, SAMPLE_RATE, 
            AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, bufferSize);
        audioRecord.startRecording();
        isRecording = true;

        new Thread(() -> {
            short[] audioBuffer = new short[bufferSize];
            while (isRecording) {
                int readSize = audioRecord.read(audioBuffer, 0, bufferSize);
                // 处理音频数据，进行后续处理
            }
        }).start();
    }

    public void stopRecording() {
        isRecording = false;
        audioRecord.stop();
        audioRecord.release();
    }
}

2. 波形渲染

接下来，在 WaveformRenderer 类中，我们实现波形的绘制。

import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Paint;

public class WaveformRenderer {
    private Paint paint;

    public WaveformRenderer() {
        paint = new Paint();
        paint.setColor(0xFF00FF00); // 设置波形颜色
        paint.setStrokeWidth(2);
    }

    public void drawWaveform(Canvas canvas, short[] audioData) {
        int width = canvas.getWidth();
        int height = canvas.getHeight();
        float centerY = height / 2;

        for (int i = 0; i < audioData.length - 1; i++) {
            canvas.drawLine(
                (float) i / audioData.length * width, centerY - audioData[i] / 32768f * centerY,
                (float) (i + 1) / audioData.length * width, centerY - audioData[i + 1] / 32768f * centerY
            );
        }
    }
}

3. 主活动类

最后，我们在 MainActivity 中集成上述功能。

import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private AudioRecorder audioRecorder;
    private WaveformRenderer waveformRenderer;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        audioRecorder = new AudioRecorder();
        waveformRenderer = new WaveformRenderer();
        
        findViewById(R.id.record_button).setOnClickListener(v -> {
            audioRecorder.startRecording();
        });

        findViewById(R.id.stop_button).setOnClickListener(v -> {
            audioRecorder.stopRecording();
        });
    }
}