Android語音——speex編碼解碼（一）

Android中錄音使用AudioRecord錄音後的格式爲pcm，要想播放需要轉換格式，可以加入44字節的頭轉換爲wav格式然後播放，但是我們要在網絡上傳輸還是要把音頻壓縮一下，壓縮爲speex文件方便傳輸，節省流量，下面講解怎樣打speex的so庫，和怎樣使用speex在wav和spx文件之間相互轉換。

1.在speex官網上下載speex源碼 https://www.speex.org/downloads/

2.得到speex-1.2rc2.tar.gz ，然後解壓縮得到speex文件夾內容如圖

3.創建一個Android項目，命名爲Speex，項目中新建jni目錄，並把speex源碼目錄下的libspeex和include目錄及其子目錄文件全部拷貝到$project/jni目錄下，拷貝完成如下圖：

4.創建幾個文件

• 在jni目錄下新增Android.mk文件，複製如下內容（意思是編譯speex_jni.cpp和libspeex下所有的c文件，有三個測試文件不用編譯testenc_uwb.c、testenc_wb.c 、testenc.c ）

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

LOCAL_MODULE    := libspeex
LOCAL_CFLAGS = -DFIXED_POINT -DUSE_KISS_FFT -DEXPORT="" -UHAVE_CONFIG_H
LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include

#LOCAL_SRC_FILES :=  
LOCAL_SRC_FILES := speex_jni.cpp \
        ./libspeex/bits.c \
        ./libspeex/cb_search.c \
        ./libspeex/exc_10_16_table.c \
        ./libspeex/exc_10_32_table.c \
        ./libspeex/exc_20_32_table.c \
        ./libspeex/exc_5_256_table.c \
        ./libspeex/exc_5_64_table.c \
        ./libspeex/exc_8_128_table.c \
        ./libspeex/filters.c \
        ./libspeex/gain_table_lbr.c \
        ./libspeex/gain_table.c \
        ./libspeex/hexc_10_32_table.c \
        ./libspeex/hexc_table.c \
        ./libspeex/high_lsp_tables.c \
        ./libspeex/kiss_fft.c \
        ./libspeex/kiss_fftr.c \
        ./libspeex/lpc.c \
        ./libspeex/lsp_tables_nb.c \
        ./libspeex/lsp.c \
        ./libspeex/ltp.c \
        ./libspeex/modes_wb.c \
        ./libspeex/modes.c \
        ./libspeex/nb_celp.c \
        ./libspeex/quant_lsp.c \
        ./libspeex/sb_celp.c \
        ./libspeex/smallft.c \
        ./libspeex/speex_callbacks.c \
        ./libspeex/speex_header.c \
        ./libspeex/speex.c \
        ./libspeex/stereo.c \
        ./libspeex/vbr.c \
        ./libspeex/vorbis_psy.c \
        ./libspeex/vq.c \
        ./libspeex/window.c \

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

• 在jni目錄下增加Application.mk，複製內容如下（意思是編譯所有平臺下的so文件）：

APP_ABI := all

• 在jni/include/speex/目錄下新增speex_config_types.h文件，複製內容如下：

#ifndef __SPEEX_TYPES_H__
#define __SPEEX_TYPES_H__

typedef short spx_int16_t;
typedef unsigned short spx_uint16_t;
typedef int spx_int32_t;
typedef unsigned int spx_uint32_t;

#endif

• 在包com.speex.util中新建SpeexUtil類，複製以下內容（主要定義native方法）

package com.speex.util;

/**
 * 
 * @author jxn
 * 2016年11月15日有更新，更改默認壓縮比，並增加單例模式，重新打jar包
 */
public class SpeexUtil {

    /*
     * quality 1 : 4kbps (very noticeable artifacts, usually intelligible) 2 :
     * 6kbps (very noticeable artifacts, good intelligibility) 4 : 8kbps
     * (noticeable artifacts sometimes) 6 : 11kpbs (artifacts usually only
     * noticeable with headphones) 8 : 15kbps (artifacts not usually noticeable)
     */
    //設置爲4時壓縮比爲1/16(與編解碼密切相關)
    private static final int DEFAULT_COMPRESSION = 4;

    static {
        try {
            System.loadLibrary("speex");
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static SpeexUtil speexUtil = null;

    SpeexUtil() {
        open(DEFAULT_COMPRESSION);
    }

    public static SpeexUtil getInstance(){
        if (speexUtil == null) {    
            synchronized (SpeexUtil.class) {    
               if (speexUtil == null) {    
                   speexUtil = new SpeexUtil();   
               }    
            }    
        }    
        return speexUtil;
    }

    public native int open(int compression);

    public native int getFrameSize();

    public native int decode(byte encoded[], short lin[], int size);

    public native int encode(short lin[], int offset, byte encoded[], int size);

    public native void close();


}

• 在jni根目錄下新建speex_jni.cpp實現剛纔的native方法，複製內容：

#include <jni.h>

#include <string.h>
#include <unistd.h>

#include <speex/speex.h>

static int codec_open = 0;

static int dec_frame_size;
static int enc_frame_size;

static SpeexBits ebits, dbits;
void *enc_state;
void *dec_state;

static JavaVM *gJavaVM;

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_open
  (JNIEnv *env, jobject obj, jint compression) {
    int tmp;

    if (codec_open++ != 0)
        return (jint)0;

    speex_bits_init(&ebits);
    speex_bits_init(&dbits);

    enc_state = speex_encoder_init(&speex_nb_mode); 
    dec_state = speex_decoder_init(&speex_nb_mode); 
    tmp = compression;
    speex_encoder_ctl(enc_state, SPEEX_SET_QUALITY, &tmp);
    speex_encoder_ctl(enc_state, SPEEX_GET_FRAME_SIZE, &enc_frame_size);
    speex_decoder_ctl(dec_state, SPEEX_GET_FRAME_SIZE, &dec_frame_size);

    return (jint)0;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_encode
    (JNIEnv *env, jobject obj, jshortArray lin, jint offset, jbyteArray encoded, jint size) {

        jshort buffer[enc_frame_size];
        jbyte output_buffer[enc_frame_size];
    int nsamples = (size-1)/enc_frame_size + 1;
    int i, tot_bytes = 0;

    if (!codec_open)
        return 0;

    speex_bits_reset(&ebits);

    for (i = 0; i < nsamples; i++) {
        env->GetShortArrayRegion(lin, offset + i*enc_frame_size, enc_frame_size, buffer);
        speex_encode_int(enc_state, buffer, &ebits);
    }

    tot_bytes = speex_bits_write(&ebits, (char *)output_buffer,
                     enc_frame_size);
    env->SetByteArrayRegion(encoded, 0, tot_bytes,
                output_buffer);

        return (jint)tot_bytes;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_decode
    (JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray encoded, jshortArray lin, jint size) {

        jbyte buffer[dec_frame_size];
        jshort output_buffer[dec_frame_size];
        jsize encoded_length = size;

    if (!codec_open)
        return 0;

    env->GetByteArrayRegion(encoded, 0, encoded_length, buffer);
    speex_bits_read_from(&dbits, (char *)buffer, encoded_length);
    speex_decode_int(dec_state, &dbits, output_buffer);
    env->SetShortArrayRegion(lin, 0, dec_frame_size,
                 output_buffer);

    return (jint)dec_frame_size;
}

extern "C"
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_getFrameSize
    (JNIEnv *env, jobject obj) {

    if (!codec_open)
        return 0;
    return (jint)enc_frame_size;

}

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_speex_util_SpeexUtil_close
    (JNIEnv *env, jobject obj) {

    if (--codec_open != 0)
        return;

    speex_bits_destroy(&ebits);
    speex_bits_destroy(&dbits);
    speex_decoder_destroy(dec_state); 
    speex_encoder_destroy(enc_state); 
}

新增完成後目錄結構如下（共增加了5個文件）：

5.下面開始生成so庫

使用ndk-build生成so文件，生成方法參考本文：HelloJni導入到Eclipse及命令行編譯

編譯完成，如圖：

刷新項目後，生成了obj文件夾：

6.將Speex提供爲jar包和so的形式供外部項目使用，使用時拷貝jar包到lib中，so拷貝到lib中對應的平臺下

打開cmd，運行下圖中命令將SpeexUtil.class打入jar包內

最後附上源碼和打包的jar和so庫下載地址：

http://download.csdn.net/detail/jianiuqi/9683657

下一篇文件中將介紹怎樣使用生成的jar完成wav轉speex和speex轉wav，並提供了使用示例源碼下載（包括AS和Eclipse版本）：
Android語音——speex編碼解碼（二）