Android pcma编解码 android音频解码

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轩辕 2024-08-04 17:11:20

文章标签 Android pcma编解码 ffmpeg 移动开发 android 采样率 文章分类 Android 移动开发

###前言 #####基于Android NDK开发之旅30--FFmpeg视频播放这篇文章，我们已经学会视频解码基本过程。这篇文章就对音频解码进行分析。 #####音频解码和视频解码的套路基本是一样的，否则怎么会做到音视频同步播放呢？

###1.FFmpeg音视解码过程分析 参考视频解码过程，得到音频解码过程 ![参考视频解码过程](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1824809-79b9f19d44b14f2c.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240) ####1.1.注册所有组件 ``` av_register_all(); ``` 这个函数，可以注册所有支持的容器和对应的codec。 ####1.2.打开输入音频文件 ``` AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context(); avformat_open_input(&pFormatCtx, input_cstr, NULL, NULL) ``` ####1.3.获取音频文件信息 ``` avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) ``` ``` //获取音频流索引位置 int i = 0, audio_stream_idx = -1; for (; i < pFormatCtx->nb_streams; i++) { if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) { audio_stream_idx = i; break; } } if (audio_stream_idx == -1) { LOGI("%s", "找不到音频流"); return; } ```

####1.4.根据编解码上下文中的编码id查找对应的解码器

//获取解码器
	AVCodecContext *pCodeCtx = pFormatCtx->streams[audio_stream_idx]->codec;
	AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(pCodeCtx->codec_id);
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####1.5.打开解码器

avcodec_open2(pCodeCtx, codec, NULL)
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来打开解码器，AVFormatContext、AVStream、AVCodecContext、AVCodec四者之间的关系为

####1.6.配置音频参数

//输入采样率格式
	enum AVSampleFormat in_sample_fmt = pCodeCtx->sample_fmt;
	//输出采样率格式16bit PCM
	enum AVSampleFormat out_sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
	//输入采样率
	int in_sample_rate = pCodeCtx->sample_rate;
	//输出采样率
	int out_sample_rate = 44100;
	//获取输入的声道布局
	//根据声道个数获取默认的声道布局(2个声道，默认立体声)
	//av_get_default_channel_layout(pCodeCtx->channels);
	uint64_t in_ch_layout = pCodeCtx->channel_layout;
	//输出的声道布局
	uint64_t out_ch_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;

	swr_alloc_set_opts(swrCtx, out_ch_layout, out_sample_fmt, out_sample_rate, in_ch_layout, in_sample_fmt, in_sample_rate, 0, NULL);

	swr_init(swrCtx);
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####1.7. 一帧一帧读取压缩的音频数据AVPacket

while (av_read_frame(pFormatCtx, packet) >= 0) {
省略...
}
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####1.8.解码一帧音频数据AVPacket->AVFrame

avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet)
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###2.关键代码 #####VideoUtils.class

package com.haocai.ffmpegtest;

public class VideoUtils {

	//音频解码
    public native void audioDecode(String input,String output);

	static{
		System.loadLibrary("avutil-54");
		System.loadLibrary("swresample-1");
		System.loadLibrary("avcodec-56");
		System.loadLibrary("avformat-56");
		System.loadLibrary("swscale-3");
		System.loadLibrary("postproc-53");
		System.loadLibrary("avfilter-5");
		System.loadLibrary("avdevice-56");
		System.loadLibrary("myffmpeg");
	}
}

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#####MainActivity.class

/**
     * 音频解码
     */
    public void doAudioDecode(){
        String input = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"说散就散.mp3").getAbsolutePath();
        String output = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"说散就散.pcm").getAbsolutePath();
        VideoUtils player = new VideoUtils();
        player.audioDecode(input, output);
        Toast.makeText(this,"正在解码...",Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
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#####ffmpeg_voicer.c

#include <com_haocai_ffmpegtest_VideoUtils.h>
#include <android/log.h>
#include <android/native_window_jni.h>
#include <android/native_window.h>
#include <stdio.h>
//解码
#include "include/libavcodec/avcodec.h"
//封装格式处理
#include "include/libavformat/avformat.h"
//像素处理
#include "include/libswscale/swscale.h"
//重采样
#include "include/libswresample/swresample.h"


#define  LOG_TAG    "ffmpegandroidplayer"
#define  LOGI(FORMAT,...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,LOG_TAG,FORMAT,##__VA_ARGS__);
#define  LOGE(FORMAT,...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,LOG_TAG,FORMAT,##__VA_ARGS__);
#define  LOGD(FORMAT,...)  __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG,FORMAT, ##__VA_ARGS__)

//音频解码 采样率 新版版可达48000 * 4
#define MAX_AUDIO_FRME_SIZE  2 * 44100

//音频解码
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_haocai_ffmpegtest_VideoUtils_audioDecode
(JNIEnv *env, jobject jobj, jstring input_jstr, jstring output_jstr) {
	const char* input_cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, input_jstr, NULL);
	const char* output_cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env, output_jstr, NULL);
	LOGI("%s", "init");
	//注册组件
	av_register_all();
	AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();
	//打开音频文件
	if (avformat_open_input(&pFormatCtx, input_cstr, NULL, NULL) != 0) {
		LOGI("%s", "无法打开音频文件");
		return;
	}
	//获取输入文件信息
	if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0) {
		LOGI("%s", "无法获取输入文件信息");
		return;
	}
	//获取音频流索引位置
	int i = 0, audio_stream_idx = -1;
	for (; i < pFormatCtx->nb_streams; i++) {
		if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
			audio_stream_idx = i;
			break;
		}
	}
	if (audio_stream_idx == -1)
	{
		LOGI("%s", "找不到音频流");
		return;
	}
	//获取解码器
	AVCodecContext *pCodeCtx = pFormatCtx->streams[audio_stream_idx]->codec;
	AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(pCodeCtx->codec_id);
	if (codec == NULL) {
		LOGI("%s", "无法获取加码器");
		return;
	}
	//打开解码器
	if (avcodec_open2(pCodeCtx, codec, NULL) < 0) {
		LOGI("%s", "无法打开解码器");
		return;
	}

	//压缩数据
	AVPacket *packet = (AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));
	//解压缩数据
	AVFrame *frame = av_frame_alloc();
	//frame->16bit  44100 PCM 统一音频采样格式与采样率
	SwrContext *swrCtx = swr_alloc();
	//重采样设置参数--------------start
	//输入采样率格式
	enum AVSampleFormat in_sample_fmt = pCodeCtx->sample_fmt;
	//输出采样率格式16bit PCM
	enum AVSampleFormat out_sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
	//输入采样率
	int in_sample_rate = pCodeCtx->sample_rate;
	//输出采样率
	int out_sample_rate = 44100;
	//获取输入的声道布局
	//根据声道个数获取默认的声道布局(2个声道，默认立体声)
	//av_get_default_channel_layout(pCodeCtx->channels);
	uint64_t in_ch_layout = pCodeCtx->channel_layout;
	//输出的声道布局
	uint64_t out_ch_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;


	swr_alloc_set_opts(swrCtx, out_ch_layout, out_sample_fmt, out_sample_rate, in_ch_layout, in_sample_fmt, in_sample_rate, 0, NULL);


	swr_init(swrCtx);

	//获取输入输出的声道个数
	int out_channel_nb = av_get_channel_layout_nb_channels(out_ch_layout);
	LOGI("out_count:%d", out_channel_nb);
	//重采样设置参数--------------end

	//16bit 44100 PCM 数据
	uint8_t *out_buffer = (uint8_t *)av_malloc(MAX_AUDIO_FRME_SIZE);

	FILE *fp_pcm = fopen(output_cstr, "wb");
	int got_frame = 0, framecount = 0, ret;
	//6.一帧一帧读取压缩的音频数据AVPacket
	while (av_read_frame(pFormatCtx, packet) >= 0) {
		if (packet->stream_index == audio_stream_idx) {
			//解码
			ret = avcodec_decode_audio4(pCodeCtx, frame, &got_frame, packet);

			if (ret < 0) {
				LOGI("%s", "解码完成");
				break;
			}
			//非0，正在解码
			if (got_frame > 0) {
				LOGI("解码：%d", framecount++);
				swr_convert(swrCtx, &out_buffer, MAX_AUDIO_FRME_SIZE, frame->data, frame->nb_samples);
				//获取sample的size
				int out_buffer_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, out_channel_nb, frame->nb_samples, out_sample_fmt, 1);


				fwrite(out_buffer, 1, out_buffer_size, fp_pcm);

			}
		}
		av_free_packet(packet);
	}
	fclose(fp_pcm);
	av_frame_free(&frame);
	av_free(out_buffer);
	swr_free(&swrCtx);
	avcodec_close(pCodeCtx);
	avformat_close_input(&pFormatCtx);

	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, input_jstr, input_cstr);
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, output_jstr, output_cstr);


}
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######说明：其它视频格式也支持

###3.输出结果 ####3.1Log输出

12-12 14:23:40.733 15985-15985/com.haocai.ffmpegtest I/ffmpegandroidplayer: init
12-12 14:23:40.803 15985-15985/com.haocai.ffmpegtest I/ffmpegandroidplayer: out_count:2
12-12 14:23:40.843 15985-15985/com.haocai.ffmpegtest I/ffmpegandroidplayer: 解码：0
12-12 14:23:40.843 15985-15985/com.haocai.ffmpegtest I/ffmpegandroidplayer: 解码：1
12-12 14:23:40.843 15985-15985/com.haocai.ffmpegtest I/ffmpegandroidplayer: 解码：2
复制代码

####3.1.mp3格式解码生成.pcm格式数据

###源码下载 #####Github：github.com/kpioneer123…

###特别感谢： CrazyDiode

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