iOS AVDemo(5):音频解码,免费获得源码丨音视频工程示例

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毕加索《小夜曲》像素版

这个公众号会路线图 式的遍历分享音视频技术:音视频基础(完成) → 音视频工具(完成) → 音视频工程示例(进行中) → 音视频工业实战(准备)。

iOS/Android 客户端开发同学如果想要开始学习音视频开发,最丝滑的方式是对音视频基础概念知识有一定了解后,再借助本地平台的音视频能力上手去实践音视频的采集 → 编码 → 封装 → 解封装 → 解码 → 渲染过程,并借助音视频工具来分析和理解对应的音视频数据。

在音视频工程示例这个栏目,我们将通过拆解采集 → 编码 → 封装 → 解封装 → 解码 → 渲染流程并实现 Demo 来向大家介绍如何在 iOS/Android 平台上手音视频开发。

这里是第五篇:iOS 音频解码 Demo。这个 Demo 里包含以下内容:

  • 1)实现一个音频解封装模块;
  • 2)实现一个音频解码模块;
  • 3)实现对 MP4 文件中音频部分的解封装和解码逻辑,并将解封装、解码后的数据存储为 PCM 文件;
  • 4)详尽的代码注释,帮你理解代码逻辑和原理。

你可以在关注微信公众号后,在公众号发送消息『AVDemo』来获取 Demo 的全部源码。

1、音频解封装模块

在这个 Demo 中,解封装模块 KFMP4Demuxer 的实现与 《iOS 音频解封装 Demo》 中一样,这里就不再重复介绍了,其接口如下:

KFMP4Demuxer.h

#import 
#import 
#import "KFDemuxerConfig.h"

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

typedef NS_ENUM(NSInteger, KFMP4DemuxerStatus) {
    KFMP4DemuxerStatusUnknown = 0,
    KFMP4DemuxerStatusRunning = 1,
    KFMP4DemuxerStatusFailed = 2,
    KFMP4DemuxerStatusCompleted = 3,
    KFMP4DemuxerStatusCancelled = 4,
};

@interface KFMP4Demuxer : NSObject
+ (instancetype)new NS_UNAVAILABLE;
- (instancetype)init NS_UNAVAILABLE;
- (instancetype)initWithConfig:(KFDemuxerConfig *)config;

@property (nonatomic, strong, readonly) KFDemuxerConfig *config;
@property (nonatomic, copy) void (^errorCallBack)(NSError *error);
@property (nonatomic, assign, readonly) BOOL hasAudioTrack; // 是否包含音频数据。
@property (nonatomic, assign, readonly) BOOL hasVideoTrack; // 是否包含视频数据。
@property (nonatomic, assign, readonly) CGSize videoSize; // 视频大小。
@property (nonatomic, assign, readonly) CMTime duration; // 媒体时长。
@property (nonatomic, assign, readonly) CMVideoCodecType codecType; // 编码类型。
@property (nonatomic, assign, readonly) KFMP4DemuxerStatus demuxerStatus; // 解封装器状态。
@property (nonatomic, assign, readonly) BOOL audioEOF; // 是否音频结束。
@property (nonatomic, assign, readonly) BOOL videoEOF; // 是否视频结束。
@property (nonatomic, assign, readonly) CGAffineTransform preferredTransform; // 图像的变换信息。比如:视频图像旋转。

- (void)startReading:(void (^)(BOOL success, NSError *error))completeHandler; // 开始读取数据解封装。
- (void)cancelReading; // 取消读取。

- (BOOL)hasAudioSampleBuffer; // 是否还有音频数据。
- (CMSampleBufferRef)copyNextAudioSampleBuffer CF_RETURNS_RETAINED; // 拷贝下一份音频采样。

- (BOOL)hasVideoSampleBuffer; // 是否还有视频数据。
- (CMSampleBufferRef)copyNextVideoSampleBuffer CF_RETURNS_RETAINED; // 拷贝下一份视频采样。
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

2、音频解码模块

接下来,我们来实现一个音频解码模块 KFAudioDecoder,在这里输入解封装后的编码数据,输出解码后的数据。

KFAudioDecoder.h

#import 
#import 

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface KFAudioDecoder : NSObject
@property (nonatomic, copy) void (^sampleBufferOutputCallBack)(CMSampleBufferRef sample); // 解码器数据回调。
@property (nonatomic, copy) void (^errorCallBack)(NSError *error); // 解码器错误回调。

- (void)decodeSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer; // 解码。
@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

上面是 KFAudioDecoder 接口的设计,主要是有音频解码数据回调错误回调的接口,另外就是解码的接口。

在上面的解码接口和解码器数据回调接口中,我们使用的是依然 CMSampleBufferRef[1] 作为参数或返回值类型。

解码接口中,我们通过 CMSampleBufferRef 打包的是解封装后得到的 AAC 编码数据。

解码器数据回调接口中,我们通过 CMSampleBufferRef 打包的是对 AAC 解码后得到的音频 PCM 数据。

KFAudioDecoder.m

#import "KFAudioDecoder.h"
#import 

// 自定义数据,用于封装音频解码回调中用到的数据。
typedef struct KFAudioUserData {
    UInt32 mChannels;
    UInt32 mDataSize;
    void *mData;
    AudioStreamPacketDescription mPacketDesc;
} KFAudioUserData;

@interface KFAudioDecoder () {
    UInt8 *_pcmBuffer; // 解码缓冲区。
}
@property (nonatomic, assign) AudioConverterRef audioDecoderInstance; // 音频解码器实例。
@property (nonatomic, assign) CMFormatDescriptionRef pcmFormat; // 音频解码参数。
@property (nonatomic, strong) dispatch_queue_t decoderQueue;
@property (nonatomic, assign) BOOL isError;
@end

@implementation KFAudioDecoder
#pragma mark - Lifecycle
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        _decoderQueue = dispatch_queue_create("com.KeyFrameKit.audioDecoder", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    }
    
    return self;
}

- (void)dealloc {
    // 清理解码器。
    if (_audioDecoderInstance) {
        AudioConverterDispose(_audioDecoderInstance);
        _audioDecoderInstance = nil;
    }
    if (_pcmFormat) {
        CFRelease(_pcmFormat);
        _pcmFormat = NULL;
    }
    
    // 清理缓冲区。
    if (_pcmBuffer) {
        free(_pcmBuffer);
        _pcmBuffer = NULL;
    }
}

#pragma mark - Public Method
- (void)decodeSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer {
    if (!sampleBuffer || !CMSampleBufferGetDataBuffer(sampleBuffer) || self.isError) {
        return;
    }
    
    // 异步处理,防止主线程卡顿。
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    CFRetain(sampleBuffer);
    dispatch_async(_decoderQueue, ^{
        [weakSelf _decodeSampleBuffer:sampleBuffer];
        CFRelease(sampleBuffer);
    });
}

#pragma mark - Private Method
- (void)_setupAudioDecoderInstanceWithInputAudioFormat:(AudioStreamBasicDescription)inputFormat error:(NSError **)error{
    if (_audioDecoderInstance != nil) {
        return;
    }
    
    // 1、设置音频解码器输出参数。其中一些参数与输入的音频数据参数一致。
    AudioStreamBasicDescription outputFormat = {0};
    outputFormat.mSampleRate = inputFormat.mSampleRate; // 输出采样率与输入一致。
    outputFormat.mFormatID = kAudioFormatLinearPCM; // 输出的 PCM 格式。
    outputFormat.mFormatFlags = kAudioFormatFlagIsSignedInteger | kAudioFormatFlagsNativeEndian | kAudioFormatFlagIsPacked;
    outputFormat.mChannelsPerFrame = (UInt32) inputFormat.mChannelsPerFrame; // 输出声道数与输入一致。
    outputFormat.mFramesPerPacket = 1; // 每个包的帧数。对于 PCM 这样的非压缩音频数据,设置为 1。
    outputFormat.mBitsPerChannel = 16; // 对于 PCM,表示采样位深。
    outputFormat.mBytesPerFrame = outputFormat.mChannelsPerFrame * outputFormat.mBitsPerChannel / 8; // 每帧字节数 (byte = bit / 8)。
    outputFormat.mBytesPerPacket = outputFormat.mFramesPerPacket * outputFormat.mBytesPerFrame; // 每个包的字节数。
    outputFormat.mReserved = 0; // 对齐方式,0 表示 8 字节对齐。

    // 2、基于音频输入和输出参数创建音频解码器。
    OSStatus status = AudioConverterNew(&inputFormat, &outputFormat, &_audioDecoderInstance);
    if (status != 0) {
        *error = [NSError errorWithDomain:NSStringFromClass(self.class) code:status userInfo:nil];
    }
    
    // 3、创建编码格式信息 _pcmFormat。
    OSStatus result = CMAudioFormatDescriptionCreate(kCFAllocatorDefault, &outputFormat, 0, NULL, 0, NULL, NULL, &_pcmFormat);
    if (result != noErr) {
        *error = [NSError errorWithDomain:NSStringFromClass(self.class) code:result userInfo:nil];
        return;
    }
}

- (void)_decodeSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer {
    // 1、从输入数据中获取音频格式信息。
    CMAudioFormatDescriptionRef audioFormatRef = CMSampleBufferGetFormatDescription(sampleBuffer);
    if (!audioFormatRef) {
        return;
    }
    // 获取音频参数信息,AudioStreamBasicDescription 包含了音频的数据格式、声道数、采样位深、采样率等参数。
    AudioStreamBasicDescription audioFormat = *CMAudioFormatDescriptionGetStreamBasicDescription(audioFormatRef);
    
    // 2、根据音频参数创建解码器实例。
    NSError *error = nil;
    // 第一次解码时创建解码器。
    if (!_audioDecoderInstance) {
        [self _setupAudioDecoderInstanceWithInputAudioFormat:audioFormat error:&error];
        if (error) {
            [self _callBackError:error];
            return;
        }
        if (!_audioDecoderInstance) {
            return;
        }
    }
    
    // 3、获取输入数据中的 AAC 编码数据。
    CMBlockBufferRef blockBuffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(sampleBuffer);
    size_t audioLength;
    char *dataPointer = NULL;
    CMBlockBufferGetDataPointer(blockBuffer, 0, NULL, &audioLength, &dataPointer);
    if (audioLength == 0 || !dataPointer) {
        return;
    }
    
    // 4、创建解码回调中要用到的自定义数据。
    KFAudioUserData userData = {0};
    userData.mChannels = (UInt32) audioFormat.mChannelsPerFrame;
    userData.mDataSize = (UInt32) audioLength;
    userData.mData = (void *) dataPointer; // 绑定 AAC 编码数据。
    userData.mPacketDesc.mDataByteSize = (UInt32) audioLength;
    userData.mPacketDesc.mStartOffset = 0;
    userData.mPacketDesc.mVariableFramesInPacket = 0;

    // 5、创建解码输出数据缓冲区内存空间。
    // AAC 编码的每个包有 1024 帧。
    UInt32 pcmDataPacketSize = 1024;
    // 缓冲区长度:pcmDataPacketSize * 2(16 bit 采样深度) * 声道数量。
    UInt32 pcmBufferSize = (UInt32) (pcmDataPacketSize * 2 * audioFormat.mChannelsPerFrame);
    if (!_pcmBuffer) {
        _pcmBuffer = malloc(pcmBufferSize);
    }
    memset(_pcmBuffer, 0, pcmBufferSize);
    
    // 6、创建解码器接口对应的解码缓冲区 AudioBufferList,绑定缓冲区的内存空间。
    AudioBufferList outAudioBufferList = {0};
    outAudioBufferList.mNumberBuffers = 1;
    outAudioBufferList.mBuffers[0].mNumberChannels = (UInt32) audioFormat.mChannelsPerFrame;
    outAudioBufferList.mBuffers[0].mDataByteSize = (UInt32) pcmBufferSize; // 设置解码缓冲区大小。
    outAudioBufferList.mBuffers[0].mData = _pcmBuffer; // 绑定缓冲区空间。

    // 7、输出数据描述。
    AudioStreamPacketDescription outputPacketDesc = {0};
    
    // 9、解码。
    OSStatus status = AudioConverterFillComplexBuffer(self.audioDecoderInstance, inputDataProcess, &userData, &pcmDataPacketSize, &outAudioBufferList, &outputPacketDesc);
    if (status != noErr) {
        [self _callBackError:[NSError errorWithDomain:NSStringFromClass(self.class) code:status userInfo:nil]];
        return;
    }
    
    if (outAudioBufferList.mBuffers[0].mDataByteSize > 0) {
        // 10、获取解码后的 PCM 数据并进行封装。
        // 把解码后的 PCM 数据先封装到 CMBlockBuffer 中。
        CMBlockBufferRef pcmBlockBuffer;
        size_t pcmBlockBufferSize = outAudioBufferList.mBuffers[0].mDataByteSize;
        char *pcmBlockBufferDataPointer = malloc(pcmBlockBufferSize);
        memcpy(pcmBlockBufferDataPointer, outAudioBufferList.mBuffers[0].mData, pcmBlockBufferSize);
        OSStatus status  = CMBlockBufferCreateWithMemoryBlock(kCFAllocatorDefault,
                                                              pcmBlockBufferDataPointer,
                                                              pcmBlockBufferSize,
                                                              NULL,
                                                              NULL,
                                                              0,
                                                              pcmBlockBufferSize,
                                                              0,
                                                              &pcmBlockBuffer);
        if (status != noErr) {
            return;
        }
        
        // 把 PCM 数据所在的 CMBlockBuffer 封装到 CMSampleBuffer 中。
        CMSampleBufferRef pcmSampleBuffer = NULL;
        CMSampleTimingInfo timingInfo = {CMTimeMake(1, audioFormat.mSampleRate), CMSampleBufferGetPresentationTimeStamp(sampleBuffer), kCMTimeInvalid };
        status = CMSampleBufferCreateReady(kCFAllocatorDefault,
                                           pcmBlockBuffer,
                                           _pcmFormat,
                                           pcmDataPacketSize,
                                           1,
                                           &timingInfo,
                                           0,
                                           NULL,
                                           &pcmSampleBuffer);
        CFRelease(pcmBlockBuffer);
        
        // 11、回调解码数据。
        if (pcmSampleBuffer) {
            if (self.sampleBufferOutputCallBack) {
                self.sampleBufferOutputCallBack(pcmSampleBuffer);
            }
            CFRelease(pcmSampleBuffer);
        }
        
    }
}

- (void)_callBackError:(NSError*)error {
    self.isError = YES;
    if (error && self.errorCallBack) {
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.errorCallBack(error);
        });
    }
}

#pragma mark - Decoder CallBack
static OSStatus inputDataProcess(AudioConverterRef inConverter, UInt32 *ioNumberDataPackets, AudioBufferList *ioData, AudioStreamPacketDescription **outDataPacketDescription, void *inUserData) {
    KFAudioUserData *userData = (KFAudioUserData *) inUserData;
    if (userData->mDataSize <= 0) {
        ioNumberDataPackets = 0;
        return -1;
    }
    
    // 设置解码输出数据格式信息。
    *outDataPacketDescription = &userData->mPacketDesc;
    (*outDataPacketDescription)[0].mStartOffset = 0;
    (*outDataPacketDescription)[0].mDataByteSize = userData->mDataSize;
    (*outDataPacketDescription)[0].mVariableFramesInPacket = 0;

    // 将待解码的数据拷贝到解码器的缓冲区的对应位置进行解码。
    ioData->mBuffers[0].mData = userData->mData;
    ioData->mBuffers[0].mDataByteSize = userData->mDataSize;
    ioData->mBuffers[0].mNumberChannels = userData->mChannels;
    
    return noErr;
}

@end

上面是 KFAudioDecoder 的实现,从代码上可以看到主要有这几个部分:

  • 1)创建音频解码实例。第一次调用 -decodeSampleBuffer:-_decodeSampleBuffer: 才会创建音频解码实例。
    • -_setupAudioDecoderInstanceWithInputAudioFormat:error: 方法中实现。
  • 2)实现音频解码逻辑,并在将数据封装到 CMSampleBufferRef 结构中,抛给 KFAudioDecoder 的对外数据回调接口。
    • -decodeSampleBuffer:-_decodeSampleBuffer: 中实现解码流程,其中涉及到待解码缓冲区、解码缓冲区的管理,并最终在 inputDataProcess(...) 回调中将待解码的数据拷贝到解码器的缓冲区进行解码,并设置对应的解码数据格式。
  • 3)捕捉音频解码过程中的错误,抛给 KFAudioDecoder 的对外错误回调接口。
    • -_decodeSampleBuffer: 方法中捕捉错误,在 -_callBackError: 方法向外回调。
  • 4)清理音频解码器实例、解码缓冲区。
    • -dealloc 方法中实现。

更具体细节见上述代码及其注释。

3、解封装和解码 MP4 文件中的音频部分存储为 PCM 文件

我们在一个 ViewController 中来实现音频解封装及解码逻辑,并将解码后的数据存储为 PCM 文件。

#import "KFAudioDecoderViewController.h"
#import "KFMP4Demuxer.h"
#import "KFAudioDecoder.h"

@interface KFAudioDecoderViewController ()
@property (nonatomic, strong) KFDemuxerConfig *demuxerConfig;
@property (nonatomic, strong) KFMP4Demuxer *demuxer;
@property (nonatomic, strong) KFAudioDecoder *decoder;
@property (nonatomic, strong) NSFileHandle *fileHandle;
@end

@implementation KFAudioDecoderViewController
#pragma mark - Property
- (KFDemuxerConfig *)demuxerConfig {
    if (!_demuxerConfig) {
        _demuxerConfig = [[KFDemuxerConfig alloc] init];
        _demuxerConfig.demuxerType = KFMediaAudio;
        NSString *videoPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"input" ofType:@"mp4"];
        _demuxerConfig.asset = [AVAsset assetWithURL:[NSURL fileURLWithPath:videoPath]];
    }
    
    return _demuxerConfig;
}

- (KFMP4Demuxer *)demuxer {
    if (!_demuxer) {
        _demuxer = [[KFMP4Demuxer alloc] initWithConfig:self.demuxerConfig];
        _demuxer.errorCallBack = ^(NSError *error) {
            NSLog(@"KFMP4Demuxer error:%zi %@", error.code, error.localizedDescription);
        };
    }
    
    return _demuxer;
}

- (KFAudioDecoder *)decoder {
    if (!_decoder) {
        __weak typeof(self) weakSelf = self;
        _decoder = [[KFAudioDecoder alloc] init];
        _decoder.errorCallBack = ^(NSError *error) {
            NSLog(@"KFAudioDecoder error:%zi %@", error.code, error.localizedDescription);
        };
        // 解码数据回调。在这里把解码后的音频 PCM 数据存储为文件。
        _decoder.sampleBufferOutputCallBack = ^(CMSampleBufferRef sampleBuffer) {
            if (sampleBuffer) {
                CMBlockBufferRef blockBuffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(sampleBuffer);
                size_t totolLength;
                char *dataPointer = NULL;
                CMBlockBufferGetDataPointer(blockBuffer, 0, NULL, &totolLength, &dataPointer);
                if (totolLength == 0 || !dataPointer) {
                    return;
                }
                
                [weakSelf.fileHandle writeData:[NSData dataWithBytes:dataPointer length:totolLength]];
            }
        };
    }
    
    return _decoder;
}

- (NSFileHandle *)fileHandle {
    if (!_fileHandle) {
        NSString *videoPath = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject] stringByAppendingPathComponent:@"output.pcm"];
        [[NSFileManager defaultManager] removeItemAtPath:videoPath error:nil];
        [[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:videoPath contents:nil attributes:nil];
        _fileHandle = [NSFileHandle fileHandleForWritingAtPath:videoPath];
    }

    return _fileHandle;
}

#pragma mark - Lifecycle
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    [self setupUI];
    
    // 完成音频解码后,可以将 App Document 文件夹下面的 output.pcm 文件拷贝到电脑上,使用 ffplay 播放:
    // ffplay -ar 44100 -channels 1 -f s16le -i output.pcm
}

- (void)dealloc {
    if (_fileHandle) {
        [_fileHandle closeFile];
        _fileHandle = nil;
    }
}

#pragma mark - Setup
- (void)setupUI {
    self.edgesForExtendedLayout = UIRectEdgeAll;
    self.extendedLayoutIncludesOpaqueBars = YES;
    self.title = @"Audio Decoder";
    self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
    
    // Navigation item.
    UIBarButtonItem *startBarButton = [[UIBarButtonItem alloc] initWithTitle:@"Start" style:UIBarButtonItemStylePlain target:self action:@selector(start)];
    self.navigationItem.rightBarButtonItems = @[startBarButton];
}

#pragma mark - Action
- (void)start {
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    NSLog(@"KFMP4Demuxer start");
    [self.demuxer startReading:^(BOOL success, NSError * _Nonnull error) {
        if (success) {
            // Demuxer 启动成功后,就可以从它里面获取解封装后的数据了。
            [weakSelf fetchAndDecodeDemuxedData];
        } else {
            NSLog(@"KFMP4Demuxer error:%zi %@", error.code, error.localizedDescription);
        }
    }];
}

#pragma mark - Utility
- (void)fetchAndDecodeDemuxedData {
    // 异步地从 Demuxer 获取解封装后的 AAC 编码数据,送给解码器进行解码。
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        while (weakSelf.demuxer.hasAudioSampleBuffer) {
            CMSampleBufferRef audioBuffer = [weakSelf.demuxer copyNextAudioSampleBuffer];
            if (audioBuffer) {
                [weakSelf decodeSampleBuffer:audioBuffer];
                CFRelease(audioBuffer);
            }
        }
        if (weakSelf.demuxer.demuxerStatus == KFMP4DemuxerStatusCompleted) {
            NSLog(@"KFMP4Demuxer complete");
        }
    });
}

- (void)decodeSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer {
    // 获取解封装后的 AAC 编码裸数据。
    CMBlockBufferRef blockBuffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(sampleBuffer);
    size_t totolLength;
    char *dataPointer = NULL;
    CMBlockBufferGetDataPointer(blockBuffer, 0, NULL, &totolLength, &dataPointer);
    if (totolLength == 0 || !dataPointer) {
        return;
    }
    
    // 目前 AudioDecoder 的解码接口实现的是单包(packet,1 packet 有 1024 帧)解码。而从 Demuxer 获取的一个 CMSampleBuffer 可能包含多个包,所以这里要拆一下包,再送给解码器。
    NSLog(@"SampleNum: %ld", CMSampleBufferGetNumSamples(sampleBuffer));
    for (NSInteger index = 0; index < CMSampleBufferGetNumSamples(sampleBuffer); index++) {
        // 1、获取一个包的数据。
        size_t sampleSize = CMSampleBufferGetSampleSize(sampleBuffer, index);
        CMSampleTimingInfo timingInfo;
        CMSampleBufferGetSampleTimingInfo(sampleBuffer, index, &timingInfo);
        char *sampleDataPointer = malloc(sampleSize);
        memcpy(sampleDataPointer, dataPointer, sampleSize);
        
        // 2、将数据封装到 CMBlockBuffer 中。
        CMBlockBufferRef packetBlockBuffer;
        OSStatus status = CMBlockBufferCreateWithMemoryBlock(kCFAllocatorDefault,
                                                              sampleDataPointer,
                                                              sampleSize,
                                                              NULL,
                                                              NULL,
                                                              0,
                                                              sampleSize,
                                                              0,
                                                              &packetBlockBuffer);
        
        if (status == noErr) {
            // 3、将 CMBlockBuffer 封装到 CMSampleBuffer 中。
            CMSampleBufferRef frameSampleBuffer = NULL;
            const size_t sampleSizeArray[] = {sampleSize};
            status = CMSampleBufferCreateReady(kCFAllocatorDefault,
                                               packetBlockBuffer,
                                               CMSampleBufferGetFormatDescription(sampleBuffer),
                                               1,
                                               1,
                                               &timingInfo,
                                               1,
                                               sampleSizeArray,
                                               &frameSampleBuffer);
            CFRelease(packetBlockBuffer);
            
            // 4、解码这个包的数据。
            if (frameSampleBuffer) {
                [self.decoder decodeSampleBuffer:frameSampleBuffer];
                CFRelease(frameSampleBuffer);
            }
        }
        dataPointer += sampleSize;
    }
}

@end

上面是 KFAudioDecoderViewController 的实现,其中主要包含这几个部分:

  • 1)通过启动音频解封装来驱动整个解封装和解码流程。
    • -start 中实现开始动作。
  • 2)在解封装模块 KFMP4Demuxer 启动成功后,开始读取解封装数据并启动解码。
    • -fetchAndDecodeDemuxedData 方法中实现。
  • 3)将解封装后的数据拆包,以包为单位封装为 CMSampleBuffer 送给解码器解码。
    • -decodeSampleBuffer: 方法中实现。
  • 4)在解码模块 KFAudioDecoder 的数据回调中获取解码后的 PCM 数据存储为文件。
    • KFAudioDecodersampleBufferOutputCallBack 回调中实现。

4、用工具播放 PCM 文件

完成音频解码后,可以将 App Document 文件夹下面的 output.pcm 文件拷贝到电脑上,使用 ffplay 播放来验证一下音频采集是效果是否符合预期:

$ ffplay -ar 44100 -channels 1 -f s16le -i output.pcm

注意这里的参数要对齐在工程中输入视频源的采样率声道数采样位深。比如我们的 Demo 中输入视频源的声道数是 1,所以上面的声道数需要设置为 1 才能播放正常的声音。

关于播放 PCM 文件的工具,可以参考《FFmpeg 工具》第 2 节 ffplay 命令行工具和《可视化音视频分析工具》第 1.1 节 Adobe Audition。

参考资料

[1]

CMSampleBufferRef: https://developer.apple.com/documentation/coremedia/cmsamplebufferref/

- 完 -

推荐阅读

《iOS AVDemo(4):音频解封装》

《iOS AVDemo(3):音频封装》

《iOS AVDemo(2):音频编码》

《iOS AVDemo(1):音频采集》

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