iOS 使用AVAudioPlayer开发录音功能

最近要做一个类似对讲的功能，所以需要用到录音上传，然后再播放的功能。

一、音频格式分析

因为之前没研究过音频这块，所以很多音频格式都是第一次见。

• AAC:
  AAC其实是“高级音频编码（advanced audio coding）”的缩写，它是被设计用来取代MP3格式的。你可能会想，它压缩了原始的声音，导致容量占用少但是质量肯定会有所下降。不过这些质量的损失 取决于声音比特率的大小，当比特率合适的时候，这些损失人耳是很难听出来的。事实上，aac比mp3有更好的压缩率，特别是在比特率低于128bit/s 的时候。
• HE-AAC:
  HE-AAC是AAC的一个超集，这个“HE”代表的是“High efficiency”。 HE-AAC是专门为低比特率所优化的一种音频编码格式，比如streaming audio就特别适合使用这种编码格式。
• AMR:
  AMR全称是“Adaptive Multi-Rate”，它也是另一个专门为“说话（speech）”所优化的编码格式，也是适合低比特率环境下采用。
• ALAC:
  它全称是“Apple Lossless”，这是一种没有任何质量损失的音频编码方式，也就是我们说的无损压缩。在实际使用过程中，它能够压缩40%-60%的原始数据。这种编码格式的解码速度非常快，这对iphone或者ipod这种小型设备来说非常适合。
• iLBC:
  这是另一种专门为说话所设计的音频编码格式，它非常适合于IP电话等其它需要流式音频的场合。
• IMA4:
  这是一个在16-bit音频文件下按照4：1的压缩比来进行压缩的格式。这是iphone上面一种非常重要的编码格式。
  
  它的中文意思是基于线性脉冲编码调制，用于将模拟声音数据转换成数字声音数据。简而言之，就是意味着无压缩数据。由于数据是非压缩的，它可以非常快的播放，并且当空间不是问题时，这是在iphone上面首选的音频编码方式。
• μ-law
  and a-law: 就我所知道的，这种编码是交替的编码模拟数据为数字格式数据，但是在speech优化方面比linear PCM更好。
• MP3:
  这种格式是我们都知道也喜欢的，虽然很多年过去了，但MP3到目前为止仍然是一种非常流行的编码格式，它也能被iphone很好地支持。
• LPCM也很早就被定义在DVD播放机
  的标准内，为了和CD有所区别，DVD的的采样规格为16bit/48KHz，随着技术的发展，DVD的的采样规格更提升到24bit/96KHz，以达 到更高的播放品质，用96KHz/24bit方式记录的音频信号所能达到的频率上限是96÷2= 48KHz，而它的最大动态范围将可以达到24×6=144dB。从指标上就可以看出：它的声音比CD要好得多。pcm编码的最大的优点就是音质好，最大的缺点就是体数据量大。

录制音频需要选择音频的编码方式以及文件的格式。因为这个功能是项目中新添加的，所以格式和编码方式都还没有确定，所以我也只是写了个小Demo测试一下。所以我用的是aac的文件格式，而编码方式的话，因为在网上找到一些这样的说法：

文件格式选好以后，还是有很多的参数可以自己设定的，比特率、采样率和位宽等。当然，选用合适的音频格式还是比较重要，因为不同的格式之间文件大小差异还是比较明显的。就以AAC和LPCM对比为例，采样率同为44100Hz，默认的AAC一分钟的大小约为500kB，但是16bit位宽的LPCM就可以达到5MB。但作为我用于录音的用途，这么大的录音文件，估计录不了多少，用户就会骂我的程序怎么占用这么多空间了。录音务求能够听得出咬字清晰，不需要追求无损的音质。因此，我就选择了AAC格式，同时更小的空间占用也便于上传。

所以呢，我也选择aac的这些参数测试了一下，录制20多秒的音频，文件大小差不多是200多KB，非常小。

二、代码部分

首先需要导入两个框架，AVFoundation.framework与CoreAudio.framework ，网上有的讲解是用另外两个框架，

AudioToolbox.framework 和AVFoundation.framework，其中导入AVFoundation.framework就够了，这里需要用到AVFoundation.framework
框架中的三个对象，AVAudioRecorder、AVAudioPlayer、AVAudioSession 。

录音的大致过程是：先设置AVAudioSession的参数，录音的时候配置AVAudioRecorder的设置，然后开始录音。

录音按钮的操作：

- (IBAction)recordAction:(id)sender {
    AVAudioSession *audioSession = [AVAudioSession sharedInstance];
    NSError *error1;
    [audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&error1];

    if (toggle) {
        toggle = NO;

        [_startButton setTitle:@"停止" forState:UIControlStateNormal];

        _playButton.enabled = toggle;
        _playButton.hidden = !toggle;

        NSMutableDictionary *recordSetting = [[NSMutableDictionary alloc] init];
        //设置录音格式  AVFormatIDKey==kAudioFormatLinearPCM
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:kAudioFormatMPEG4AAC] forKey:AVFormatIDKey];
        //设置录音采样率(Hz) 如：AVSampleRateKey==8000/44100/96000（影响音频的质量）
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithFloat:44100] forKey:AVSampleRateKey];
        //录音通道数  1 或 2
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:1] forKey:AVNumberOfChannelsKey];
        //线性采样位数  8、16、24、32
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:16] forKey:AVLinearPCMBitDepthKey];
        //录音的质量
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:AVAudioQualityHigh] forKey:AVEncoderAudioQualityKey];

        NSString *strUrl = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
        NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:[NSString stringWithFormat:@"%@/%@.aac", strUrl,[self getCurrentTimeLong]]];
        fileURL = url;

        [audioSession setActive:YES error:&error1];
        //初始化
        recorder = [[AVAudioRecorder alloc]initWithURL:url settings:recordSetting error:&error1];
        //开启音量检测
        recorder.meteringEnabled = YES;
        recorder.delegate = self;

        //the subsstems so that when we actually say "record" it starts right away.
        [recorder prepareToRecord];
        //Start the actual Recording
        [recorder record];

    } else{
        toggle = YES;
        [audioSession setActive:NO error:&error1];
        [_startButton setTitle:@"开始" forState:UIControlStateNormal ];
        _playButton.enabled = toggle;
        _playButton.hidden = !toggle;

        NSLog(@"Using File called: %@",fileURL);
        //Stop the recorder.
        [recorder stop];
    }
}

这里开始录音和结束录音都是同一个按钮。主要是设置AVAudioSession的活动状态。

播放录音操作如下：

- (IBAction)playAction:(id)sender {
    AVAudioSession *audioSession = [AVAudioSession sharedInstance];
    NSError *error1;
    [audioSession setCategory:AVAudioSessionCategorySoloAmbient error:&error1];
    [audioSession setActive:YES error:&error1];

//    NSURL *URL = [[NSURL alloc] initWithString:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"1408341057084" ofType:@"aac"]];

    NSError *error3;
    avPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:fileURL error:&error3];
    avPlayer.volume = 1.0f;
    [avPlayer prepareToPlay];
    [avPlayer play];
    NSLog(@"duration:%f",avPlayer.duration);
}

这里当时遇到一个问题，一开始avPlayer 我是在该方法里中初始化的，结果还没有开始播放就已经被释放咯，因为用的arc。然后改成实例变量之后，就OK咯。

.h文件代码如下：

#import <UIKit/UIKit.h>
#import <AVFoundation/AVFoundation.h>
#import <CoreAudio/CoreAudioTypes.h>

@interface RootViewController : UIViewController<AVAudioRecorderDelegate>
{
    BOOL                toggle;
    NSURL               *fileURL;
    AVAudioRecorder     *recorder;
    NSError             *error;
    AVAudioPlayer       * avPlayer;
}

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *startButton;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *playButton;

- (IBAction)recordAction:(id)sender;
- (IBAction)playAction:(id)sender;

@end

.m文件代码如下：

//
//  RootViewController.m
//  Audio_Test
//
//  Created by MacOS on 14-8-18.
//  Copyright (c) 2014年 MacOS. All rights reserved.
//

#import "RootViewController.h"

@interface RootViewController ()

@end

@implementation RootViewController

- (id)initWithNibName:(NSString *)nibNameOrNil bundle:(NSBundle *)nibBundleOrNil
{
    self = [super initWithNibName:nibNameOrNil bundle:nibBundleOrNil];
    if (self) {
        // Custom initialization
    }
    return self;
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view from its nib.

    toggle = YES;
    _playButton.hidden = YES;

}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}

- (IBAction)recordAction:(id)sender {
    AVAudioSession *audioSession = [AVAudioSession sharedInstance];
    NSError *error1;
    [audioSession setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&error1];

    if (toggle) {
        toggle = NO;

        [_startButton setTitle:@"停止" forState:UIControlStateNormal];

        _playButton.enabled = toggle;
        _playButton.hidden = !toggle;

        NSMutableDictionary *recordSetting = [[NSMutableDictionary alloc] init];
        //设置录音格式  AVFormatIDKey==kAudioFormatLinearPCM
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:kAudioFormatMPEG4AAC] forKey:AVFormatIDKey];
        //设置录音采样率(Hz) 如：AVSampleRateKey==8000/44100/96000（影响音频的质量）
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithFloat:44100] forKey:AVSampleRateKey];
        //录音通道数  1 或 2
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:1] forKey:AVNumberOfChannelsKey];
        //线性采样位数  8、16、24、32
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:16] forKey:AVLinearPCMBitDepthKey];
        //录音的质量
        [recordSetting setValue:[NSNumber numberWithInt:AVAudioQualityHigh] forKey:AVEncoderAudioQualityKey];

        NSString *strUrl = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
        NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:[NSString stringWithFormat:@"%@/%@.aac", strUrl,[self getCurrentTimeLong]]];
        fileURL = url;

        [audioSession setActive:YES error:&error1];
        //初始化
        recorder = [[AVAudioRecorder alloc]initWithURL:url settings:recordSetting error:&error1];
        //开启音量检测
        recorder.meteringEnabled = YES;
        recorder.delegate = self;

        //the subsstems so that when we actually say "record" it starts right away.
        [recorder prepareToRecord];
        //Start the actual Recording
        [recorder record];

    } else{
        toggle = YES;
        [audioSession setActive:NO error:&error1];
        [_startButton setTitle:@"开始" forState:UIControlStateNormal ];
        _playButton.enabled = toggle;
        _playButton.hidden = !toggle;

        NSLog(@"Using File called: %@",fileURL);
        //Stop the recorder.
        [recorder stop];
    }
}

/**
 *  播放录音
 *
 *  @param sender 播放按钮
 */
- (IBAction)playAction:(id)sender {
    AVAudioSession *audioSession = [AVAudioSession sharedInstance];
    NSError *error1;
    [audioSession setCategory:AVAudioSessionCategorySoloAmbient error:&error1];
    [audioSession setActive:YES error:&error1];

//    NSURL *URL = [[NSURL alloc] initWithString:[[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"1408341057084" ofType:@"aac"]];

    NSError *error3;
    avPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:fileURL error:&error3];
    avPlayer.volume = 1.0f;
    [avPlayer prepareToPlay];
    [avPlayer play];
    NSLog(@"duration:%f",avPlayer.duration);
}

- (NSString *)getCurrentTimeLong
{
    NSDate* dat = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:0];
    NSTimeInterval a=[dat timeIntervalSince1970]*1000;
    //为字符型
    NSString *timeString = [NSString stringWithFormat:@"%f", a];
    return [timeString substringToIndex:13];
}

@end