如何在 Android 上获取和修改元数据以支持音频文件？

Posted 2023-02-25

【中文标题】如何在 Android 上获取和修改元数据以支持音频文件？

【英文标题】：How to get&modify metadata to supported audio files on Android?

【发布时间】：2016-04-07 10:23:41

【问题描述】：

背景

android 支持various audio files 编码和解码。

我使用 android.media.MediaRecorder 类将音频录制到音频文件中，但我也希望显示有关我录制的文件的信息（不是标准数据，但仍然只是文本，甚至可以配置由用户），我认为最好将此信息存储在文件中。

可能要存储的数据示例：记录时间、记录地点、用户注释...

问题

MediaRecorder 类没有我能找到的任何函数，用于添加甚至读取录制的音频文件的元数据。

我也找不到类似的课程。

我尝试过的

我尝试搜索如何针对特定文件类型执行此操作，并且还尝试找到可以执行此操作的库。

我什至没有找到有关此信息的线索。

我为 MediaRecorder 类找到的唯一东西是一个名为“setLocation”的函数，它用于指示录制开始的位置（地理上），查看它的代码，我可以看到它设置了参数：

public void setLocation(float latitude, float longitude) 
    int latitudex10000  = (int) (latitude * 10000 + 0.5);
    int longitudex10000 = (int) (longitude * 10000 + 0.5);

    if (latitudex10000 > 900000 || latitudex10000 < -900000) 
        String msg = "Latitude: " + latitude + " out of range.";
        throw new IllegalArgumentException(msg);
    
    if (longitudex10000 > 1800000 || longitudex10000 < -1800000) 
        String msg = "Longitude: " + longitude + " out of range";
        throw new IllegalArgumentException(msg);
    

    setParameter("param-geotag-latitude=" + latitudex10000);
    setParameter("param-geotag-longitude=" + longitudex10000);

但是setParameter 是私有的，我不确定是否可以将我想要的任何内容放入其中，即使我有办法访问它（例如反射）：

private native void setParameter(String nameValuePair);

对于音频/视频文件，我也不知道如何获取/修改此类信息。例如，它不适用于SimpleExoPlayer。

问题

如何读取、写入和修改 Android 支持的音频文件中的元数据？

这些操作是否有任何限制/限制？

可以使用哪些文件格式？

是否可以在录制音频时添加元数据？

是否有可能通过 MediaStore ？但是那我该怎么做这些操作呢？以及支持哪些文件？元数据是否保留在文件中？

---

编辑：好的，我查看了提供给我的解决方案（here，repo here，基于here），它似乎运作良好。但是，它不适用于它使用的最新版本的库（org.mp4parser.isoparser:1.9.37 依赖于 mp4parser），所以我留下这个问题有待回答：为什么它不适用于这个库的最新版本？

代码：

object MediaMetaDataUtil 
    interface PrepareBoxListener 
        fun prepareBox(existingBox: Box?): Box
    

    @WorkerThread
    fun <T : Box> readMetadata(mediaFilePath: String, boxType: String): T? 
        return try 
            val isoFile = IsoFile(FileDataSourceImpl(FileInputStream(mediaFilePath).channel))
            val nam = Path.getPath<T>(isoFile, "/moov[0]/udta[0]/meta[0]/ilst/$boxType")
            isoFile.close()
            nam
         catch (e: Exception) 
            null
        
    

    /**
     * @param boxType the type of the box. Example is "©nam" (AppleNameBox.TYPE). More available here: https://kdenlive.org/en/project/adding-meta-data-to-mp4-video/
     * @param listener used to prepare the existing or new box
     * */
    @WorkerThread
    @Throws(IOException::class)
    fun writeMetadata(mediaFilePath: String, boxType: String, listener: PrepareBoxListener) 
        val videoFile = File(mediaFilePath)
        if (!videoFile.exists()) 
            throw FileNotFoundException("File $mediaFilePath not exists")
        
        if (!videoFile.canWrite()) 
            throw IllegalStateException("No write permissions to file $mediaFilePath")
        
        val isoFile = IsoFile(mediaFilePath)
        val moov = isoFile.getBoxes<MovieBox>(MovieBox::class.java)[0]
        var freeBox = findFreeBox(moov)
        val correctOffset = needsOffsetCorrection(isoFile)
        val sizeBefore = moov.size
        var offset: Long = 0
        for (box in isoFile.boxes) 
            if ("moov" == box.type) 
                break
            
            offset += box.size
        
        // Create structure or just navigate to Apple List Box.
        var userDataBox: UserDataBox? = Path.getPath(moov, "udta")
        if (userDataBox == null) 
            userDataBox = UserDataBox()
            moov.addBox(userDataBox)
        
        var metaBox: MetaBox? = Path.getPath(userDataBox, "meta")
        if (metaBox == null) 
            metaBox = MetaBox()
            val hdlr = HandlerBox()
            hdlr.handlerType = "mdir"
            metaBox.addBox(hdlr)
            userDataBox.addBox(metaBox)
        
        var ilst: AppleItemListBox? = Path.getPath(metaBox, "ilst")
        if (ilst == null) 
            ilst = AppleItemListBox()
            metaBox.addBox(ilst)
        
        if (freeBox == null) 
            freeBox = FreeBox(128 * 1024)
            metaBox.addBox(freeBox)
        
        // Got Apple List Box
        var nam: Box? = Path.getPath(ilst, boxType)
        nam = listener.prepareBox(nam)
        ilst.addBox(nam)
        var sizeAfter = moov.size
        var diff = sizeAfter - sizeBefore
        // This is the difference of before/after
        // can we compensate by resizing a Free Box we have found?
        if (freeBox.data.limit() > diff) 
            // either shrink or grow!
            freeBox.data = ByteBuffer.allocate((freeBox.data.limit() - diff).toInt())
            sizeAfter = moov.size
            diff = sizeAfter - sizeBefore
        
        if (correctOffset && diff != 0L) 
            correctChunkOffsets(moov, diff)
        
        val baos = BetterByteArrayOutputStream()
        moov.getBox(Channels.newChannel(baos))
        isoFile.close()
        val fc: FileChannel = if (diff != 0L) 
            // this is not good: We have to insert bytes in the middle of the file
            // and this costs time as it requires re-writing most of the file's data
            splitFileAndInsert(videoFile, offset, sizeAfter - sizeBefore)
         else 
            // simple overwrite of something with the file
            RandomAccessFile(videoFile, "rw").channel
        
        fc.position(offset)
        fc.write(ByteBuffer.wrap(baos.buffer, 0, baos.size()))
        fc.close()
    

    @WorkerThread
    @Throws(IOException::class)
    fun splitFileAndInsert(f: File, pos: Long, length: Long): FileChannel 
        val read = RandomAccessFile(f, "r").channel
        val tmp = File.createTempFile("ChangeMetaData", "splitFileAndInsert")
        val tmpWrite = RandomAccessFile(tmp, "rw").channel
        read.position(pos)
        tmpWrite.transferFrom(read, 0, read.size() - pos)
        read.close()
        val write = RandomAccessFile(f, "rw").channel
        write.position(pos + length)
        tmpWrite.position(0)
        var transferred: Long = 0
        while (true) 
            transferred += tmpWrite.transferTo(0, tmpWrite.size() - transferred, write)
            if (transferred == tmpWrite.size())
                break
            //System.out.println(transferred);
        
        //System.out.println(transferred);
        tmpWrite.close()
        tmp.delete()
        return write
    

    @WorkerThread
    private fun needsOffsetCorrection(isoFile: IsoFile): Boolean 
        if (Path.getPath<Box>(isoFile, "moov[0]/mvex[0]") != null) 
            // Fragmented files don't need a correction
            return false
         else 
            // no correction needed if mdat is before moov as insert into moov want change the offsets of mdat
            for (box in isoFile.boxes) 
                if ("moov" == box.type) 
                    return true
                
                if ("mdat" == box.type) 
                    return false
                
            
            throw RuntimeException("I need moov or mdat. Otherwise all this doesn't make sense")
        
    

    @WorkerThread
    private fun findFreeBox(c: Container): FreeBox? 
        for (box in c.boxes) 
            //            System.err.println(box.type)
            if (box is FreeBox)
                return box
            if (box is Container) 
                val freeBox = findFreeBox(box as Container)
                if (freeBox != null) 
                    return freeBox
                
            
        
        return null
    

    @WorkerThread
    private fun correctChunkOffsets(movieBox: MovieBox, correction: Long) 
        var chunkOffsetBoxes = Path.getPaths<ChunkOffsetBox>(movieBox as Box, "trak/mdia[0]/minf[0]/stbl[0]/stco[0]")
        if (chunkOffsetBoxes.isEmpty())
            chunkOffsetBoxes = Path.getPaths(movieBox as Box, "trak/mdia[0]/minf[0]/stbl[0]/st64[0]")
        for (chunkOffsetBox in chunkOffsetBoxes) 
            val cOffsets = chunkOffsetBox.chunkOffsets
            for (i in cOffsets.indices)
                cOffsets[i] += correction
        
    

    private class BetterByteArrayOutputStream : ByteArrayOutputStream() 
        val buffer: ByteArray
            get() = buf
    

写作和阅读标题的示例用法：

object MediaMetaData 
    @JvmStatic
    @Throws(IOException::class)
    fun writeTitle(mediaFilePath: String, title: String) 
        MediaMetaDataUtil.writeMetadata(mediaFilePath, AppleNameBox.TYPE, object : MediaMetaDataUtil.PrepareBoxListener 
            override fun prepareBox(existingBox: Box?): Box 
                var nam: AppleNameBox? = existingBox as AppleNameBox?
                if (nam == null)
                    nam = AppleNameBox()
                nam.dataCountry = 0
                nam.dataLanguage = 0
                nam.value = title
                return nam
            
        )
    

    @JvmStatic
    fun readTitle(mediaFilePath: String): String? 
        return MediaMetaDataUtil.readMetadata<AppleNameBox>(mediaFilePath, AppleNameBox.TYPE)?.value
    

【问题讨论】：

MediaMetadataRetriever 能解决您的问题吗？ developer.android.com/reference/android/media/…顺便说一句，要搜索的关键字是ID3

@LukasKnuth ID3 不是仅用于 MP3，仅在 Android 上支持解码？我需要这个来录制，所以我需要使用一种可以读取和修改其元数据的格式，还需要使用录制器进行编码。另外，如何将 MediaMetadataRetriever 用于这两个任务？

【参考方案1】：

似乎没有办法对 Android 中所有支持的音频格式进行统一处理。但是对于特定格式有一些有限的选项，所以我建议坚持使用一种格式。

MP3 是最受欢迎的，应该有很多选择，比如this one。

如果不想处理编码/解码，有some options for a WAV format。

还有一种方法可以将元数据轨道添加到 MP4 容器 using MediaMuxer（您可以拥有纯音频 MP4 文件）或 like this。

关于 MediaStore：here's an example（在第 318 页末尾）关于如何在使用 MediaRecorder 之后向其中添加元数据。虽然据我所知，数据不会记录在文件中。

更新

我使用this MP4 parser library 和MediaRecorder example from SDK docs 编译了an example app。它记录一个音频，将其放入 MP4 容器中，然后像这样添加 String 元数据：

MetaDataInsert cmd = new MetaDataInsert();
cmd.writeRandomMetadata(fileName, "lore ipsum tralalala");

然后在下一次应用启动时读取并显示此元数据：

MetaDataRead cmd = new MetaDataRead();
String text = cmd.read(fileName);
tv.setText(text);

更新 #2

关于 m4a 文件扩展名：m4a is just an alias for an mp4 file with AAC audio and has the same file format。所以你可以使用我上面的示例应用程序，只需将文件名从 audiorecordtest.mp4 更改为 audiorecordtest.m4a 并将音频编码器从 MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB 更改为 MediaRecorder.AudioEncoder.AAC。

【讨论】：

AMR、M4A 等呢？ MP3 是个问题，因为它不支持编码（包括录音），不是吗？

是的，遗憾的是没有对 MP3 编码的开箱即用支持，仅用于解码。编码/解码都支持 AMR 和 AAC。 MediaMuxer 还支持 3gp，因此您可以像使用 MP4 一样向其添加元数据轨道。我不确定 MediaMuxer 是否支持 M4A。

事实证明 MediaMuxer 仅支持 MP4 用于元数据轨道。此轨道的预期用途是用于绑定到音频/视频轨道时间戳的连续数据，因此虽然从技术上讲您可以编写任意数据（例如某些字符串），但它会很丑陋并且不受任何其他元数据阅读器的支持。我将添加另一个使用 MP4 解析器库的示例。

我不确定，但我自己在尝试一些 1.9.* 版本时遇到了这些问题。据我所知，没有。

肯定不在 Android SDK 中。还有其他开源库，但在我看来，这个似乎拥有最好的 API。