前言

上一篇我们已经学习了PCM音频的保存格式，这一篇我们通过掌握的知识，完成PCM音频的单声道和双声道的互相转换。

正文

首先我们把上一篇的最核心部分贴出来：

我们首先完成单声道转双声道的操作。

单声道转双声道

单声道转双声道的基本原理：

由图可知，我们需要把单声道的每一份数据都拷贝一份到右声道，这样使用双声道播放就没有问题了。

首先我录制了一个音频保存到ArrayList中：

 private val recordThread = Thread(
        Runnable {
            val iMinBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(
                Constants.SAMPLE_RATE,
                currentChannel,
                AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT
            )

            val audioRecord = AudioRecord(
                MediaRecorder.AudioSource.MIC,
                Constants.SAMPLE_RATE,
                currentChannel,
                AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
                iMinBufferSize
            )

            audioRecord.startRecording()
            monoByteList.clear()
            val recordBytes = ByteArray(iMinBufferSize)
            var lastTime = 0L
            var pcmSize = 0
            while (lastTime < recordTime * 1000000L) {
                val readSize = audioRecord.read(recordBytes, 0, recordBytes.size)
                // 保存音频数据到ArrayList中
                monoByteList.addAll(recordBytes.asList())
                pcmSize += readSize
                lastTime = pcmSize * 1000000L / 2 / Constants.SAMPLE_RATE
            }

            audioRecord.stop()
            audioRecord.release()
            recordCallback()
        }
)

录制的是16位的数据，所以我们每一个采样的数据会占据两位，所以在拷贝的过程中，我们也要每两位拷贝一次：

private val convertMonoToStereoThread = Thread(Runnable {
        // 单声道转双声道
        // 双声道的存储格式为 LRLRLR
        // 所以把左声道的内容拷贝到右声道即可
        for (index in 0 until monoByteList.size step 2) {
            // 目前保存的是16位的数据，所以要复制前两位
            stereoByteList.add(monoByteList[index])
            stereoByteList.add(monoByteList[index + 1])
            // 目前保存的是16位的数据，所以要复制前两位
            stereoByteList.add(monoByteList[index])
            stereoByteList.add(monoByteList[index + 1])
        }
        convertCallback()
})

单声道转声道的操作就完成了。

双声道转单声道的操作

双声道转单声道的原理：

双声道转单声道有两种做法：
1、丢弃其中一路数据（丢失左声道或右声道的数据）
2、两路数据相加的平局值。（也可以是其他算法）

第一种做法：丢弃一路数据

我们可以按照单声道双声道的做法，每四位取前两位或后两位的数据即可。但是这里我们换一种做法。

// 保存了录制的16位双声道音频数据，过程省略，里面保存类型Byte
stereoByteList

// 目标输出ArrayList，类型为Short，如果你需要Byte数据，可以再自行转换一次
monoByteList

// 开始转换
private fun convertStereoToMono() {
        thread {
            // 双声道转单声道
            // 方案1：丢掉一路数据，此方法最简单
            // 这里只取左声道的声音
            monoByteList.clear()
            // ByteOrder.LITTLE_ENDIAN 从小到大 ，高位在后
            // ByteOrder.BIG_ENDIAN 从大到小，高位在前，默认
            val shortBuffer = ByteBuffer.wrap(stereoByteList.toByteArray()).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).asShortBuffer()
            for (index in 0 until shortBuffer.capacity() step 2) {
                monoByteList.add(shortBuffer.get(index))
            }
            convertCallback()
        }
    }

这里我们使用了ByteBuffer帮助我们把Byte转成Short。其中有一个很重要的坑，就是设置Byte转Short的规则：

ByteOrder.LITTLE_ENDIAN 从小到大 ，高位在后
ByteOrder.BIG_ENDIAN 从大到小，高位在前，默认

short的长度为16位，所以需要两个8位的Byte一起保存，其中一个Byte保存的是前8位，也就是高位另外的一个Byte保存的后8位，也就是低位。

所以我们一定要确保高低位的顺序，否则得到的Short一定是错的，经过测试，录制的音频是低位在前，所以我们修改ByteBuffer默认的高位在前的配置：

ByteBuffer.wrap(stereoByteList.toByteArray()).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).asShortBuffer()
// 读取指定位置的Short
val short = shortBuffer.get(index)

相同的原理，我们需要Byte转Int都可以借助对应的Buffer进行读取，非常的方便。

第二种做法：左右声道取平局值

// 保存了录制的16位双声道音频数据，过程省略，里面保存类型Byte
stereoByteList

// 目标输出ArrayList，类型为Short，如果你需要Byte数据，可以再自行转换一次
monoByteList

 private fun convertStereoToMono() {
        thread {
            // 双声道转单声道
            monoByteList.clear()
            // ByteOrder.LITTLE_ENDIAN 从小到大 ，高位在后
            // ByteOrder.BIG_ENDIAN 从大到小，高位在前，默认
            val shortBuffer = ByteBuffer.wrap(stereoByteList.toByteArray()).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).asShortBuffer()
            // 方案二：把左右声道的声音相加，取平均值
            // 使用kotlin的位运算 and shl等，无法得到正确的byte转short，short转init
            for (index in 0 until shortBuffer.capacity() step 2) {
                monoByteList.add((shortBuffer.get(index) + shortBuffer.get(index + 1) / 2).toShort())
            }
            convertCallback()
        }
    }

基本流程和第一种方法一样，如果是你用的Java，你还可以通过位运算进行Short和Byte的转换，但是kotlin的对应的运算符却无法正确转换，具体原因还不清楚，这也是为什么我使用了Buffer进行转换的原因。

总结

只要我们掌握了PCM的保存格式，单声道和双声道的互相转换还是非常轻松的，下一篇我们来了解一下新的音频格式：WAV。