Android中实时获取音量分贝值详解_Android
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：
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：
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：
<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：
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音频处理 * * @author hongfa.yy * @version 创建时间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;// 最大录音时长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; /** * 开始录音 使用amr格式 * * 录音文件 * @return */ public void startRecord() { // 开始录音 /* ①Initial：实例化MediaRecorder对象 */ if (mMediaRecorder == null) mMediaRecorder = new MediaRecorder(); try { /* ②setAudioSource/setVedioSource */ mMediaRecorder.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);// 设置麦克风 /* ②设置音频文件的编码：AAC/AMR_NB/AMR_MB/Default 声音的（波形）的采样 */ mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT); /* * ②设置输出文件的格式：THREE_GPP/MPEG-4/RAW_AMR/Default THREE_GPP(3gp格式 * ，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) */ mMediaRecorder.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB); /* ③准备 */ mMediaRecorder.setOutputFile(filePath); mMediaRecorder.setMaxDuration(MAX_LENGTH); mMediaRecorder.prepare(); /* ④开始 */ mMediaRecorder.start(); // AudioRecord audioRecord. /* 获取开始时间* */ 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()); } } /** * 停止录音 * */ 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(); } }; /** * 更新话筒状态 * */ private int BASE = 1; private int SPACE = 100;// 间隔取样时间 private void updateMicStatus() { if (mMediaRecorder != null) { double ratio = (double)mMediaRecorder.getMaxAmplitude() /BASE; double db = 0;// 分贝 if (ratio > 1) db = 20 * Math.log10(ratio); Log.d(TAG,"分贝值："+db); mHandler.postDelayed(mUpdateMicStatusTimer, SPACE); } }}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：
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, "还在录着呢"); 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初始化失败"); } isGetVoiceRun = true; new Thread(new Runnable() { @Override public void run() { mAudioRecord.startRecording(); short[] buffer = new short[BUFFER_SIZE]; while (isGetVoiceRun) { //r是实际读取的数据长度，一般而言r会小于buffersize int r = mAudioRecord.read(buffer, 0, BUFFER_SIZE); long v = 0; // 将 buffer 内容取出，进行平方和运算 for (int i = 0; i < buffer.length; i++) { v += buffer[i] * buffer[i]; } // 平方和除以数据总长度，得到音量大小。 double mean = v / (double) r; double volume = 10 * Math.log10(mean); Log.d(TAG, "分贝值:" + 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(); }}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：
