AAC--ffmpeg编码

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发布时间：2019-05-23

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音频编码分为波形编码和参数编码，常见得编码方式如AAC等是两者之间的编码方式。波形编码就是对声波波形的采样数据进行编码，完全不考虑这个波内部的信息，如时域或者频域上的冗余。参数编码如一个正弦波我们不需要知道在不同时间采样数值，只有知道振幅，频率，相位等信息，编码只保存该信息，在接收方按照这些参数重新建立波形即可播放。G711A/G711U就是波形编码，编码比较简单，只是把样本值从PCM的存储方式16Bit压缩成8Bit,在安防和电话中有应用。

DEMO实现把PCM编码成G711A,代码如下：https://blog.csdn.net/hiwubihe/article/details/81258879

int AVFrame::formatformat of the frame, -1 if unknown or unset Values correspond to enum AVPixelFormat for video frames, enum AVSampleFormat for audio)AVSampleFormat :AV_SAMPLE_FMT_NONE 	AV_SAMPLE_FMT_U8 	unsigned 8 bitsAV_SAMPLE_FMT_S16 	signed 16 bitsAV_SAMPLE_FMT_S32 	signed 32 bitsAV_SAMPLE_FMT_FLT 	floatAV_SAMPLE_FMT_DBL 	doubleAV_SAMPLE_FMT_U8P 	unsigned 8 bits, planarAV_SAMPLE_FMT_S16P 	signed 16 bits, planarAV_SAMPLE_FMT_S32P 	signed 32 bits, planarAV_SAMPLE_FMT_FLTP 	float, planarAV_SAMPLE_FMT_DBLP 	double, planarAV_SAMPLE_FMT_NB 	Number of sample formats. DO NOT USE if linking dynamically.

为什么设置采样率48k 而比特率64k？不应该48k16bit2通道=比特率？

pcm编码成aac/mp3（ mp3必须为palne 而pcm是交叉存储，不是plane👉具体反应在avcodec_open2会失败，故需要重采样）

需要重采样–即swr转换

1.ffmpeg使用封装格式实现pcm👉aac/mp3

/*Description:	代码实现PCM编码AAC,MP3格式*/#include 
   
    #include "libavcodec/avcodec.h"#include "libavformat/avformat.h"#include "libswresample/swresample.h" #define INPUT_FILE_NAME			("huangdun_r48000_FMT_S16_c2.pcm")//输出文件前缀#define OUTPUT_FILE_NAME_PREFIX	("huangdun")//输出文件后缀//#define OUTPUT_FILE_NAME_SUFFIX	("aac")//输出文件后缀#define OUTPUT_FILE_NAME_SUFFIX	("mp3")//输出文件比特率 该值越大 音频质量越好 音质损失越小#define OUTPUT_FILE_BIT_RATE	(64000) int flush_encoder(AVFormatContext *fmt_ctx,unsigned int stream_index){
   	int ret;	int got_frame;	AVPacket enc_pkt;	if (!(fmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &CODEC_CAP_DELAY))		return 0;	while (1) 	{
   		enc_pkt.data = NULL;		enc_pkt.size = 0;		av_init_packet(&enc_pkt);		//输入视频帧为NULL		ret = avcodec_encode_audio2 (fmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,NULL, &got_frame);		av_frame_free(NULL);		if (ret < 0)			break;		if (!got_frame)		{
   			ret=0;			break;		}		printf("Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame!\tsize:%5d\n",enc_pkt.size);		/* mux encoded frame */		ret = av_write_frame(fmt_ctx, &enc_pkt);		if (ret < 0)			break;	}	return ret;} int main(){
    	static char*pFormatName[]=	{
   		"FMT_U8","FMT_S16","FMT_S32","FMT_FLT","FMT_DBL",		"FMT_U8P","FMT_S16P","FMT_S32P","FMT_FLTP","FMT_DBLP"	}; 	//各种不同格式对应字节数	static int mapSampleBytes[AV_SAMPLE_FMT_NB]	={
   1,2,4,4,8,1,2,4,4,8}; 	//PCM原始数据格式	uint64_t iInputLayout				= AV_CH_LAYOUT_STEREO;	//双声道  AV_CH_LAYOUT_SURROUND则是三声道	int      iInputChans				= av_get_channel_layout_nb_channels(iInputLayout);	AVSampleFormat eInputSampleFormat   = AV_SAMPLE_FMT_S16;	int	     iInputSampleRate			= 48000;	//不同样本格式长度	int iInputSampleBytes				= mapSampleBytes[eInputSampleFormat];	 	//PCM需要重采样的格式 部分编码器不支持原始PCM的数据格式如MP3	uint64_t iOutputLayout				= AV_CH_LAYOUT_STEREO;	//双声道  AV_CH_LAYOUT_SURROUND则是三声道	int      iOutputChans				= av_get_channel_layout_nb_channels(iOutputLayout);	AVSampleFormat eOutputSampleFormat ;	int	     iOutputSampleRate			= 48000;  	if(strcmp(OUTPUT_FILE_NAME_SUFFIX,"aac") == 0)	{
   		eOutputSampleFormat	  = AV_SAMPLE_FMT_S16;		//	aac支持pcm的格式AV_SAMPLE_FMT_S16	}	else if(strcmp(OUTPUT_FILE_NAME_SUFFIX,"mp3") == 0)	{
   		//MP3不支持AV_SAMPLE_FMT_S16这种格式		eOutputSampleFormat	  = AV_SAMPLE_FMT_S16P;			//MP3格式编码只支持样本平行存储的方式	}	//编码样本长度	int iOutputSampleBytes	= mapSampleBytes[eOutputSampleFormat]; 	//是否需要重采样	bool bNeedResample = false;	if(eInputSampleFormat != eOutputSampleFormat)	{
   		bNeedResample = true;	} 	//是否平面存储结构	bool bPlanner      = false;	if((eOutputSampleFormat>=AV_SAMPLE_FMT_U8P) &&(eOutputSampleFormat<=AV_SAMPLE_FMT_DBLP))		bPlanner = true;		//打开输入文件	FILE *pInputFile = fopen("huangdun_r48000_FMT_S16_c2.pcm", "rb");	if(pInputFile == NULL)	{
   }		//打开输出文件	char szOutFileName[256]={
   0};	sprintf(szOutFileName,"%s_br%d_sr%d.%s",OUTPUT_FILE_NAME_PREFIX,OUTPUT_FILE_BIT_RATE,iOutputSampleRate,OUTPUT_FILE_NAME_SUFFIX);	FILE *pOutputFile = fopen(szOutFileName, "wb"); 	//打开中间测试文件	char szTempFileName[256]={
   0};	sprintf(szTempFileName,"%s_sr%d_c1.pcm",OUTPUT_FILE_NAME_PREFIX,iOutputSampleRate);	FILE *pTempFile = fopen(szTempFileName, "wb"); 	int iReturn; 	///编码器操作	//注册所有编解码器	av_register_all();	 	//封装格式上下文 AVFormatContext中有AVInputFormat和AVOutputFormat	//解复用时avformat_open_input()初始化AVInputFormat，复用时用户自己初始化AVOutputFormat	AVFormatContext* pFormatCtx;	AVOutputFormat * fmt; 	//Method 1.分配一个封装格式	pFormatCtx = avformat_alloc_context();	//根据后缀名 填充 输出格式上下文	fmt = av_guess_format(NULL, szOutFileName, NULL);	pFormatCtx->oformat = fmt;  	//Method 2.	//avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);	//fmt = pFormatCtx->oformat; 	//添加一个流	AVStream  *audio_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0); 	//添加一个输出路径			//Create and initialize a AVIOContext for accessing the resource indicated by url.	avio_open(&pFormatCtx->pb,szOutFileName, AVIO_FLAG_READ_WRITE)； 	//Show some information 日志信息	av_dump_format(pFormatCtx, 0, szOutFileName, 1); 	//初始化编码器相关结构体 获取输出流中的编码上下文	AVCodecContext* pCodecCtx = audio_st->codec; 	pCodecCtx->codec_id		  = fmt->audio_codec	;	pCodecCtx->codec_type	  = AVMEDIA_TYPE_AUDIO	;	//立体声	pCodecCtx->channel_layout = iOutputLayout	;	pCodecCtx->channels		  = iOutputChans    ;	//编码比特率 AAC支持多种比特率 一般比特率越高 视频质量越好 需要传输带宽越大	pCodecCtx->bit_rate		  = OUTPUT_FILE_BIT_RATE; 	pCodecCtx->sample_rate    = iOutputSampleRate;	//PCM样本深度为AV_SAMPLE_FMT_S16 但不是所有格式的编码都支持这种格式	pCodecCtx->sample_fmt	  = eOutputSampleFormat;  	//编码器	AVCodec* pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);	if (!pCodec)	{
   		printf("Can not find encoder!\n");		return -1;	} 	//打开解码器 有可能失败 -22 错误，原因不同的编码格式支持的样本格式不一样	//如封装AAC格式样本格式是AV_SAMPLE_FMT_FLT，打开就出错	if ((iReturn = avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)) < 0)	{
   		printf("Failed to open encoder :[%d]!\n",iReturn);		return -1;	}    	//重采用上下文	SwrContext *pSwrCtx = NULL;  	//原始数据帧	AVFrame* pRawframe  = NULL;	//原始帧一Planer的大小 非平面分布的情况就是缓存总大小	int iRawLineSize = 0;	//原始帧缓存大小	int iRawBuffSize = 0;	//原始帧缓存	uint8_t *pRawBuff= NULL;   	//重采样后数据帧	AVFrame* pConvertframe = NULL;	//重采样后一Planer的大小	int iConvertLineSize  = 0;	//重采样后缓存大小	int iConvertBuffSize  = 0;	//重采样后帧缓存	uint8_t *pConvertBuff = NULL; 	//1帧数据样本数	int iFrameSamples = pCodecCtx->frame_size;   	// 存储原始数据 	iRawLineSize = 0;	iRawBuffSize  = av_samples_get_buffer_size(&iRawLineSize, iInputChans, iFrameSamples, eInputSampleFormat, 0);	pRawBuff = (uint8_t *)av_malloc(iRawBuffSize); 	//原始数据保存在AVFrame结构体中	pRawframe = av_frame_alloc();	pRawframe->nb_samples	= iFrameSamples;	pRawframe->format		= eInputSampleFormat;	pRawframe->channels     = iInputChans; 	avcodec_fill_audio_frame(pRawframe, iInputChans, eInputSampleFormat, (const uint8_t*)pRawBuff, iRawBuffSize, 0); 		if(bNeedResample)	//需要重采样	{
   		pSwrCtx = swr_alloc_set_opts(NULL,iOutputLayout, eOutputSampleFormat, iOutputSampleRate,iInputLayout,eInputSampleFormat , iInputSampleRate,0, NULL);		swr_init(pSwrCtx); 		// 存储转换后数据 		iConvertLineSize  = 0;		iConvertBuffSize  = av_samples_get_buffer_size(&iConvertLineSize, iOutputChans, iFrameSamples, eOutputSampleFormat, 0);		pConvertBuff      = (uint8_t *)av_malloc(iConvertBuffSize); 		//转换后数据保存在AVFrame结构体中		pConvertframe = av_frame_alloc();		pConvertframe->nb_samples	= iFrameSamples;		pConvertframe->format		= eOutputSampleFormat;		pConvertframe->channels     = iOutputChans; 		avcodec_fill_audio_frame(pConvertframe, iOutputChans, eOutputSampleFormat, (const uint8_t*)pConvertBuff, iConvertBuffSize, 0);	} 	 	//编码以后的数据是AVPacket	AVPacket pkt;	if(!bNeedResample){
   		av_new_packet(&pkt,iRawBuffSize);		//设定预计需要的payload size	}else{
   		av_new_packet(&pkt,iConvertBuffSize);	}	 	//Write Header	avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);    	//统计读取样本数	long long lReadTotalSamples = 0;	//每次读取样本数	int iReadSamples;	//统计所有的帧数	int iFrameNum =0;	//是否编码成功	int got_frame =0;	//临时	AVFrame* pTempFrame=NULL;	//读取数据 保存在pConvertframe->data	int iRealRead = fread(pRawBuff, 1, iRawBuffSize, pInputFile);	while(iRealRead>0){
   		iReadSamples = iRealRead/(iInputSampleBytes*iInputChans);		//数据长度/（单样本长度*通道数）=样本数		if(bNeedResample)		{
   			swr_convert(pSwrCtx, (uint8_t**)pConvertframe->data, iFrameSamples ,(const uint8_t**)pRawframe->data, iFrameSamples );						if(bPlanner)			{
    				//只保存一个通道 因为保存多个通道测试工具 audacity看不了				fwrite(pConvertframe->data[0],pConvertframe->linesize[0],1,pTempFile);			}			printf("Convert Frame :%d\n",++iFrameNum);			pTempFrame = pConvertframe;		}		else		{
   			pTempFrame = pRawframe;		} 		pTempFrame->pts		    = lReadTotalSamples;  //一帧的pts为该帧的最后一个样本序号		got_frame				= 0;		//Encode		if(avcodec_encode_audio2(pCodecCtx, &pkt,pTempFrame, &got_frame)<0)		{
   			printf("Failed to encode!\n");			return -1;		}		if (got_frame==1)		{
   			printf("Succeed to encode 1 frame! \tsize:%5d\n",pkt.size);			pkt.stream_index = audio_st->index;			av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);			av_free_packet(&pkt);		}				//统计样本数以转换前为准 转换前后样本数是一样的		lReadTotalSamples += (iReadSamples); 		iRealRead = fread(pRawBuff, 1, iRawBuffSize, pInputFile);	} 	//刷新编码器	if(flush_encoder(pFormatCtx,0)<0)	{
   		printf("Flushing encoder failed\n");		return -1;	} 	fclose(pInputFile);	fclose(pOutputFile);	fclose(pTempFile); 	av_free(pRawBuff); 	if(bNeedResample)	{
   		av_free(pConvertBuff);		swr_free(&pSwrCtx);	}	printf("Convert Success!!\n");	getchar();	return 0; }

数据buf大小地计算：iRawBuffSize  = av_samples_get_buffer_size(&iRawLineSize, iInputChans, iFrameSamples, eInputSampleFormat, 0); pRawframe申请后要设置 样本数 通道数 采样格式 绑定数据buf（计算出来）av_new_packet(&pkt,iRawBuffSize);//读取数据 保存在pConvertframe->dataint iRealRead = fread(pRawBuff, 1, iRawBuffSize, pInputFile);while(iRealRead>0){
   	iReadSamples = iRealRead/(iInputSampleBytes*iInputChans);		pRawframe->pts		    = lReadTotalSamples;	got_frame				= 0;	//Encode	avcodec_encode_audio2(pCodecCtx, &pkt,pRawframe, &got_frame)；	if (got_frame==1)	{
   		printf("Succeed to encode 1 frame! \tsize:%5d\n",pkt.size);		//一帧前面头ADTS		MakeAdtsHeader(szAdtsHead,&iAdtsHeadLen,iAacProfile,iInputSampleRate,iInputChans ,pkt.size);		fwrite(szAdtsHead, iAdtsHeadLen, 1, pOutputFile);//写头（包括同步符）		fwrite(pkt.data, 1, pkt.size, pOutputFile);		//解码数据写文件		av_free_packet(&pkt);	}	//统计样本数以转换前为准 转换前后样本数是一样的	lReadTotalSamples += (iReadSamples);	iRealRead = fread(pRawBuff, 1, iRawBuffSize, pInputFile);}//Flush Encoder

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