视频编解码七：FFmpeg音频编码

音频编码流程pcm->aac

FFmpeg默认不包含aac音频编码器库，需要自行下载

• acc音频编码器库：fdkaac

• 旧的FFmpeg框架里面->faac格式

• 新的FFmpeg框架里面->libfdk_aac格式

• faac和fdk_aac区别？
  fdk_aac编码出来音频质量高，占用内存少

• 使用脚本编译音频编解码库

  • 编译fdkaac编译脚本，注意阅读脚本替换路径 （脚本编译的为1.4的版本）
  • 添加fdkaac生成的库路径，编译ffmpeg脚本，注意替换路径
  • 音视频所有编解码库脚本下载(注意脚本路径和依赖库下载)

• iOS/Android编解码Demo代码有详细注释自行阅读

//这个函数作用：统计程序报错信息->FFmpeg报错信息->打印到av_log文件中
//我们将av_log保存到了sdcard（外部存储）
//或者你打印到控制台也可以->我们将错误信息打印到文件中
void custom_log(void *ptr, int level, const char* fmt, va_list vl){
    FILE *fp=fopen("/storage/emulated/0/av_log.txt","a+");
    if(fp){
        vfprintf(fp,fmt,vl);
        fflush(fp);
        fclose(fp);
    }
}

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);
        ret = avcodec_encode_video2(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;
        }
        __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "main",
                            "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;
}

JNIEXPORT void JNICALL
Java_yochi_com_yochi_1ffmpeg_1audioencode_MainActivity_ffmpegAudioEncode(
        JNIEnv *env,
        jobject jobj, jstring jinFilePath, jstring joutFilePath) {

    /** 第一步：注册组件->音频编码器等等… */
    av_register_all();

    /** 第二步：初始化封装格式上下文->视频编码->处理为音频压缩数据格式 */
    AVFormatContext *avformat_context = avformat_alloc_context();

    //注意事项：FFmepg程序推测输出文件类型->音频压缩数据格式类型->aac格式
    const char *coutFilePath = env->GetStringUTFChars(joutFilePath, NULL);
    //得到音频压缩数据格式类型(aac、mp3等...)
    AVOutputFormat *avoutput_format = av_guess_format(NULL, coutFilePath, NULL);
    //指定类型
    avformat_context->oformat = avoutput_format;

    /** 第三步：打开输出文件 */
    //参数一：输出流
    //参数二：输出文件
    //参数三：权限->输出到文件中
    if(avio_open(&avformat_context->pb, coutFilePath, AVIO_FLAG_WRITE) <0){
        __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","打开输出文件失败");
        return;
    }

    // 设置log错误监听函数
    av_log_set_callback(custom_log);

    /** 第四步：创建输出码流->创建了一块内存空间->不知道是什么类型流 */
    AVStream *audio_st = avformat_new_stream(avformat_context,NULL);

    /** 第五步：查找音频编码器 */
    //1、获取编码器上下文
    AVCodecContext *avcodec_context = audio_st->codec;

    //2、设置编解码器上下文->目标：设置为是一个音频编码器上下文->指定的是音频编码器

    //2.1 设置音频编码器ID
    avcodec_context->codec_id = avoutput_format->audio_codec;

    //2.2 设置编码器类型->音频编码器
    //视频编码器->AVMEDIA_TYPE_VIDEO
    //音频编码器->AVMEDIA_TYPE_AUDIO
    avcodec_context->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;

    //2.3 设置读取音频采样数据格式->编码的是音频采样数据格式->音频采样数据格式->pcm格式
    //注意：这个类型是根据你解码的时候指定的解码的音频采样数据格式类型
    avcodec_context->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;

    //设置采样率
    avcodec_context->sample_rate = 44100;
    //立体声
    avcodec_context->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    //声道数量
    int channels = av_get_channel_layout_nb_channels(avcodec_context->channel_layout);
    avcodec_context->channels = channels;
    //设置码率 基本的算法是：【码率】(kbps)=【视频大小 - 音频大小】(bit位) /【时间】(秒)
    avcodec_context->bit_rate = 128000;

    //3.查找音频编码器->aac libfdk_aac ffmpeg ./configre help 查看
    AVCodec *avcodec = avcodec_find_encoder_by_name("libfdk_aac");
    if (avcodec == NULL) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "main", "找不到音频编码器");
        return;
    }

    /** 第六步：打开aac编码器 */
    if (avcodec_open2(avcodec_context,avcodec,NULL)<0) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","打开音频编码器失败");
        return;
    }

    /** 第七步：写文件头 （对于某些没有文件头的封装格式，不需要此函数。比如说MPEG2TS）*/
    avformat_write_header(avformat_context,NULL);

    //打开音频输入文件
    const char *c_inFilePath = env->GetStringUTFChars(jinFilePath,NULL);
    FILE *in_file = fopen(c_inFilePath, "rb");

    if(in_file==NULL) {

        __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","打开文件失败");
    }

    /** 第八步：初始化音频采样数据缓存区 */
    AVFrame *av_frame = av_frame_alloc();
    av_frame->nb_samples = avcodec_context->frame_size;
    av_frame->format = avcodec_context->sample_fmt;

    //得到音频采样数据缓冲区大小
    int buffer_size = av_samples_get_buffer_size(NULL,
                                                 avcodec_context->channels,
                                                 avcodec_context->frame_size,
                                                 avcodec_context->sample_fmt,
                                                 1);
    //创建缓冲区
    uint8_t *out_buffer = (uint8_t *) av_malloc(buffer_size);
    avcodec_fill_audio_frame(av_frame,
                             avcodec_context->channels,
                             avcodec_context->sample_fmt,
                             (const uint8_t *)out_buffer,
                             buffer_size,
                             1);

    /** 第九步：创建音频压缩数据->缓存空间 */
    AVPacket *av_packet = (AVPacket *) av_malloc(buffer_size);

    /** 第十步：循环读取视频像素数据格式->编码压缩->视频压缩数据格式 */
    int frame_current = 1;
    int i = 0, ret = 0;

    //即将AVFrame（存储pcm采样数据）编码为AVPacket (acc)
    while (true) {

        // 1、读取一帧音频采样数据
        if (fread(out_buffer, 1, buffer_size, in_file) <=0) {

            __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","读取数据失败");
            break;
        } else if (feof(in_file)) {

            break;
        }

        //2、设置音频采样数据格式
        av_frame->data[0] = out_buffer;
        av_frame->pts = i;
        i++;

        // 3、编码一帧音频采样数据->得到音频压缩数据->aac

        // 3.1 发送一帧音频采样数据
        ret = avcodec_send_frame(avcodec_context, av_frame);
        if (ret != 0) {
            __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","发送数据失败");
        }

        // 3.2 编码一帧音频采样数据
        ret = avcodec_receive_packet(avcodec_context, av_packet);

        if (ret == 0) {
            /**第十一步：将编码后的音频码流写入文件*/
            __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "main", "当前编码到了第%d帧", frame_current);
            frame_current++;
            av_packet->stream_index = audio_st->index;
            ret = av_write_frame(avformat_context, av_packet);
            if (ret < 0) {
                __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "main","写入失败");
                return;
            }
        } else {
            __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","无采样数据编码");
            return;
        }
    }

    //输入的像素数据读取完成后调用此函数。用于输出编码器中剩余的AVPacket。
    ret = flush_encoder(avformat_context, 0);
    if (ret < 0) {
        __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"main","无剩余压缩包");
        return;
    }

    // 写文件尾（对于某些没有文件头的封装格式，不需要此函数。比如说MPEG2TS）
    av_write_trailer(avformat_context);

    /** 释放内存，关闭解码器 */
    avcodec_close(avcodec_context);
    av_free(av_frame);
    av_free(out_buffer);
    av_packet_free(&av_packet);
    avio_close(avformat_context->pb);
    avformat_free_context(avformat_context);
    fclose(in_file);
}