Java实现音频格式转换 WAV---mp3，可使音频压缩

冷不防 2022-09-18 15:50 1640阅读 0赞

最近做的一个小项目中，师兄安排的任务，要实现录音然后保存文件，实现网络传输，然后我用初学的java实现了一个录音机的功能(见前面的博客)，但是windows录音默认保存的格式是WAVE，后缀是WAV，经过大量测试，录制一分钟要1M大小，这样不便于网络的传输，于是下面的任务就是实现音频压缩了，搜了几天，找到了一个不错的软件Monkey Audio(实现说明，我们的项目得全是代码实现的)，这个软件的开源的，但是在官网下载的源代码经过我们一个下午的测试，竟然跟最新软件的压缩差的很远，于是我们便尝试走其他的路，比如：音频格式转换也可以达到音频压缩的目的，于是便搜类似的东西，于是便找到了Lame解码器。

百度百科普及：

LAME 是最好的MP3编码器，编码高品质MP3的最好也是唯一的选择。LAME本身是DOS下的文件，需要加[外壳程序][Link 1]才比较容易使用，也可以在别的[软件][Link 2]（比如EAC）中间调用。是一款出色的MP3压缩程序，它使用了独创的人体听音心理学模型和声学模型，改变了人们对MP3高音发哑、低音发破的音质的印象。

然后我就通过代码在程序调用这个解码器，实现了最后的音频格式转换，当然也达到的压缩的目地，并且经过大量的测试，效果非常不错，并没有损坏音频，同时压缩比很高。

事先说明：Lame.exe文件必须得有，并且在程序调用的时候，如果没在java的src同一个文件夹下的话，必须在程序中使用绝对路径，否则报错。

贴出完整的录音代码(这次与上次博文中代码添加了音频格式转换的代码)

/*
     * 实现录音机的功能
     */
    package com.liuyun.MyRecord1;
    
    import java.awt.*;
    
    import javax.swing.*;
    import java.awt.event.*;
    import java.io.*;
    import javax.sound.sampled.*;
    import java.lang.*;
    
    public class MyRecord extends JFrame implements ActionListener{
    
    	//定义录音格式
    	AudioFormat af = null;
    	//定义目标数据行,可以从中读取音频数据,该 TargetDataLine 接口提供从目标数据行的缓冲区读取所捕获数据的方法。
    	TargetDataLine td = null;
    	//定义源数据行,源数据行是可以写入数据的数据行。它充当其混频器的源。应用程序将音频字节写入源数据行，这样可处理字节缓冲并将它们传递给混频器。
    	SourceDataLine sd = null;
    	//定义字节数组输入输出流
    	ByteArrayInputStream bais = null;
    	ByteArrayOutputStream baos = null;
    	//定义音频输入流
    	AudioInputStream ais = null;
    	//定义停止录音的标志，来控制录音线程的运行
    	Boolean stopflag = false;
    	//记录开始录音的时间
    	long startPlay;
    	
    	//定义所需要的组件
    	JPanel jp1,jp2,jp3;
    	JLabel jl1=null;
    	JButton captureBtn,stopBtn,playBtn,saveBtn;
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		//创造一个实例
    		MyRecord mr = new MyRecord();
    
    	}
    	//构造函数
    	public MyRecord()
    	{
    		//组件初始化
    		jp1 = new JPanel();
    		jp2 = new JPanel();
    		jp3 = new JPanel();
    		
    		//定义字体
    		Font myFont = new Font("华文新魏",Font.BOLD,30);
    		jl1 = new JLabel("录音机功能的实现");
    		jl1.setFont(myFont);
    		jp1.add(jl1);
    		
    		captureBtn = new JButton("开始录音");
    		//对开始录音按钮进行注册监听
    		captureBtn.addActionListener(this);
    		captureBtn.setActionCommand("captureBtn");
    		//对停止录音进行注册监听
    		stopBtn = new JButton("停止录音");
    		stopBtn.addActionListener(this);
    		stopBtn.setActionCommand("stopBtn");
    		//对播放录音进行注册监听
    		playBtn = new JButton("播放录音");
    		playBtn.addActionListener(this);
    		playBtn.setActionCommand("playBtn");
    		//对保存录音进行注册监听
    		saveBtn = new JButton("保存录音");
    		saveBtn.addActionListener(this);
    		saveBtn.setActionCommand("saveBtn");
    		
    		
    		this.add(jp1,BorderLayout.NORTH);
    		this.add(jp2,BorderLayout.CENTER);
    		this.add(jp3,BorderLayout.SOUTH);
    		jp3.setLayout(null);
    		jp3.setLayout(new GridLayout(1, 4,10,10));
    		jp3.add(captureBtn);
    		jp3.add(stopBtn);
    		jp3.add(playBtn);
    		jp3.add(saveBtn);
    		//设置按钮的属性
    		captureBtn.setEnabled(true);
            stopBtn.setEnabled(false);
            playBtn.setEnabled(false);
            saveBtn.setEnabled(false);
    		//设置窗口的属性
    		this.setSize(400,300);
    		this.setTitle("录音机");
    		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    		this.setLocationRelativeTo(null);
    		this.setVisible(true);
    		
    		
    	}
    	
    	public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    		
    		if(e.getActionCommand().equals("captureBtn"))
    		{
    			//点击开始录音按钮后的动作
    			//停止按钮可以启动
    			captureBtn.setEnabled(false);
                stopBtn.setEnabled(true);
                playBtn.setEnabled(false);
                saveBtn.setEnabled(false);
                
                //调用录音的方法
                capture();
                //记录开始录音的时间
                startPlay = System.currentTimeMillis();
    		}else if (e.getActionCommand().equals("stopBtn")) {
    			//点击停止录音按钮的动作
    			captureBtn.setEnabled(true);
                stopBtn.setEnabled(false);
                playBtn.setEnabled(true);
                saveBtn.setEnabled(true);
                //调用停止录音的方法     
                stop();
    			//记录停止录音的时间
                long stopPlay = System.currentTimeMillis();
                //输出录音的时间
                System.out.println("Play continues " + (stopPlay-startPlay));
    		}else if(e.getActionCommand().equals("playBtn"))
    		{
    			//调用播放录音的方法
    			play();
    		}else if(e.getActionCommand().equals("saveBtn"))
    		{
    			//调用保存录音的方法
    			save();
    		}
    	}
    	//开始录音
    	public void capture()
    	{
    		try {
    			//af为AudioFormat也就是音频格式
    			af = getAudioFormat();
    			DataLine.Info info = new DataLine.Info(TargetDataLine.class,af);
    			td = (TargetDataLine)(AudioSystem.getLine(info));
    			//打开具有指定格式的行，这样可使行获得所有所需的系统资源并变得可操作。
    			td.open(af);
    			//允许某一数据行执行数据 I/O
    			td.start();
    			
    			//创建播放录音的线程
    			Record record = new Record();
    			Thread t1 = new Thread(record);
    			t1.start();
    			
    		} catch (LineUnavailableException ex) {
    			ex.printStackTrace();
    			return;
    		}
    	}
    	//停止录音
    	public void stop()
    	{
    		stopflag = true;			
    	}
    	//播放录音
    	public void play()
    	{
    		//将baos中的数据转换为字节数据
    		byte audioData[] = baos.toByteArray();
    		//转换为输入流
    		bais = new ByteArrayInputStream(audioData);
    		af = getAudioFormat();
    		ais = new AudioInputStream(bais, af, audioData.length/af.getFrameSize());
    		
    		try {
    			DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(SourceDataLine.class, af);
                sd = (SourceDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);
                sd.open(af);
                sd.start();
                //创建播放进程
                Play py = new Play();
                Thread t2 = new Thread(py);
                t2.start();           
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}finally{
    			try {
    				//关闭流
    				if(ais != null)
    				{
    					ais.close();
    				}
    				if(bais != null)
    				{
    					bais.close();
    				}
    				if(baos != null)
    				{
    					baos.close();
    				}
    				
    			} catch (Exception e) {		
    				e.printStackTrace();
    			}
    		}
    		
    	}
    	//保存录音
    	public void save()
    	{
    		 //取得录音输入流
            af = getAudioFormat();
    
            byte audioData[] = baos.toByteArray();
            bais = new ByteArrayInputStream(audioData);
            ais = new AudioInputStream(bais,af, audioData.length / af.getFrameSize());
            //定义最终保存的文件名
            File file = null;
            //写入文件
            try {	
            	//以当前的时间命名录音的名字
            	//将录音的文件存放到F盘下语音文件夹下
            	File filePath = new File("F:/语音文件");
            	if(!filePath.exists())
            	{//如果文件不存在，则创建该目录
            		filePath.mkdir();
            	}
            	long time = System.currentTimeMillis();
            	file = new File(filePath+"/"+time+".wav");      
                AudioSystem.write(ais, AudioFileFormat.Type.WAVE, file);
                //将录音产生的wav文件转换为容量较小的mp3格式
                //定义产生后文件名
                String tarFileName = time+".mp3";
                Runtime run = null;
                
                try {
    				run = Runtime.getRuntime();
    				long start=System.currentTimeMillis();
    				//调用解码器来将wav文件转换为mp3文件
    				Process p=run.exec(filePath+"/"+"lame -b 16 "+filePath+"/"+file.getName()+" "+filePath+"/"+tarFileName); //16为码率，可自行修改
    				//释放进程
    				p.getOutputStream().close();
    				p.getInputStream().close();
    				p.getErrorStream().close();
    				p.waitFor();
    				long end=System.currentTimeMillis();
    				System.out.println("convert need costs:"+(end-start)+"ms");
    				//删除无用的wav文件
    				if(file.exists())
    				{
    					file.delete();
    				}
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    			}finally{
    				//最后都要执行的语句
    				//run调用lame解码器最后释放内存
    				run.freeMemory();
    			}
                
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally{
            	//关闭流
            	try {
            		
            		if(bais != null)
            		{
            			bais.close();
            		} 
            		if(ais != null)
            		{
            			ais.close();		
            		}
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    			}   	
            }
    	}
    	//设置AudioFormat的参数
    	public AudioFormat getAudioFormat() 
    	{
    		//下面注释部分是另外一种音频格式，两者都可以
    		AudioFormat.Encoding encoding = AudioFormat.Encoding.
            PCM_SIGNED ;
    		float rate = 8000f;
    		int sampleSize = 16;
    		String signedString = "signed";
    		boolean bigEndian = true;
    		int channels = 1;
    		return new AudioFormat(encoding, rate, sampleSize, channels,
    				(sampleSize / 8) * channels, rate, bigEndian);
    //		//采样率是每秒播放和录制的样本数
    //		float sampleRate = 16000.0F;
    //		// 采样率8000,11025,16000,22050,44100
    //		//sampleSizeInBits表示每个具有此格式的声音样本中的位数
    //		int sampleSizeInBits = 16;
    //		// 8,16
    //		int channels = 1;
    //		// 单声道为1，立体声为2
    //		boolean signed = true;
    //		// true,false
    //		boolean bigEndian = true;
    //		// true,false
    //		return new AudioFormat(sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed,bigEndian);
    	}
    	//录音类，因为要用到MyRecord类中的变量，所以将其做成内部类
    	class Record implements Runnable
    	{
    		//定义存放录音的字节数组,作为缓冲区
    		byte bts[] = new byte[10000];
    		//将字节数组包装到流里，最终存入到baos中
    		//重写run函数
    		public void run() {	
    			baos = new ByteArrayOutputStream();		
    			try {
    				stopflag = false;
    				while(stopflag != true)
    				{
    					//当停止录音没按下时，该线程一直执行	
    					//从数据行的输入缓冲区读取音频数据。
    					//要读取bts.length长度的字节,cnt 是实际读取的字节数
    					int cnt = td.read(bts, 0, bts.length);
    					if(cnt > 0)
    					{
    						baos.write(bts, 0, cnt);
    					}
    				}
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    			}finally{
    				try {
    					//关闭打开的字节数组流
    					if(baos != null)
    					{
    						baos.close();
    					}	
    				} catch (IOException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}finally{
    					td.drain();
    					td.close();
    				}
    			}
    		}
    		
    	}
    	//播放类,同样也做成内部类
    	class Play implements Runnable
    	{
    		//播放baos中的数据即可
    		public void run() {
    			byte bts[] = new byte[10000];
    			try {
    				int cnt;
    	            //读取数据到缓存数据
    	            while ((cnt = ais.read(bts, 0, bts.length)) != -1) 
    	            {
    	                if (cnt > 0) 
    	                {
    	                    //写入缓存数据
    	                    //将音频数据写入到混频器
    	                    sd.write(bts, 0, cnt);
    	                }
    	            }
    	           
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    			}finally{
    				 sd.drain();
    		         sd.close();
    			}
    			
    			
    		}		
    	}	
    }

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/542.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/37.htm