【秒懂音视频开发】08_音频录制02_编程

通过编程录音

开发录音功能的主要步骤是：

• 注册设备
• 获取输入格式对象
• 打开设备
• 采集数据
• 释放资源

 需要用到的FFmpeg库有4个。

extern "C" {
// 设备相关API
#include 
// 格式相关API
#include 
// 工具相关API（比如错误处理）
#include 
// 编码相关API
#include 
}

 

权限申请

在Mac平台，有2个注意点：

• 需要在Info.plist中添加麦克风的使用说明，申请麦克风的使用权限
• 使用Debug模式运行程序
• 不然会出现闪退的情况

• 
  
  
  
          NSMicrophoneUsageDescription
          使用麦克风采集您的天籁之音
  
  

  注册设备

  在整个程序的运行过程中，只需要执行1次注册设备的代码。

• // 初始化libavdevice并注册所有输入和输出设备
  avdevice_register_all();

  获取输入格式对象

  宏定义

  Windows和Mac环境的格式名称、设备名称都是不同的，所以使用条件编译实现跨平台。

• // 格式名称、设备名称目前暂时使用宏定义固定死
  #ifdef Q_OS_WIN
      // 格式名称
      #define FMT_NAME "dshow"
      // 设备名称
      #define DEVICE_NAME "audio=麦克风阵列 (Realtek(R) Audio)"
  #else
      #define FMT_NAME "avfoundation"
      #define DEVICE_NAME ":0"
  #endif

  核心代码

  根据格式名称获取输入格式对象，后面需要利用输入格式对象打开设备。

• AVInputFormat *fmt = av_find_input_format(FMT_NAME);
  if (!fmt) {
      // 如果找不到输入格式
      qDebug() << "找不到输入格式" << FMT_NAME;
      return;
  }

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• 

   

• 打开设备

  // 格式上下文（后面通过格式上下文操作设备）
  AVFormatContext *ctx = nullptr;
  // 打开设备
  int ret = avformat_open_input(&ctx, DEVICE_NAME, fmt, nullptr);
  // 如果打开设备失败
  if (ret < 0) {
      char errbuf[1024] = {0};
      // 根据函数返回的错误码获取错误信息
      av_strerror(ret, errbuf, sizeof (errbuf));
      qDebug() << "打开设备失败" << errbuf;
      return;
  }

  采集数据

  宏定义

• #ifdef Q_OS_WIN
      // PCM文件的文件名
      #define FILENAME "F:/out.pcm"
  #else
      #define FILENAME "/Users/mj/Desktop/out.pcm"
  #endif

  核心代码

• #include 
   
  // 文件
  QFile file(FILENAME);
   
  // WriteOnly：只写模式。如果文件不存在，就创建文件；如果文件存在，就删除文件内容
  if (!file.open(QFile::WriteOnly)) {
      qDebug() << "文件打开失败" << FILENAME;
      // 关闭设备
      avformat_close_input(&ctx);
      return;
  }
   
  // 暂时假定只采集50个数据包
  int count = 50;
   
  // 数据包
  AVPacket *pkt = av_packet_alloc();
  while (count-- > 0) {
      // 从设备中采集数据，返回值为0，代表采集数据成功
      ret = av_read_frame(ctx, pkt);
   
      if (ret == 0) { // 读取成功
          // 将数据写入文件
          file.write((const char *) pkt->data, pkt->size);
      
          // 释放资源
          av_packet_unref(pkt);
      } else if (ret == AVERROR(EAGAIN)) { // 资源临时不可用
          continue;
      } else { // 其他错误
          char errbuf[1024];
          av_strerror(ret, errbuf, sizeof (errbuf));
          qDebug() << "av_read_frame error" << errbuf << ret;
          break;
      }
  }

  释放资源

• // 关闭文件
  file.close();
   
  // 释放资源
  av_packet_free(&pkt);
   
  // 关闭设备
  avformat_close_input(&ctx);
  

  想要了解每一个函数的具体作用，可以查询：官方API文档。

  获取录音设备的相关参数

• // 从AVFormatContext中获取录音设备的相关参数
  void showSpec(AVFormatContext *ctx) {
      // 获取输入流
      AVStream *stream = ctx->streams[0];
      // 获取音频参数
      AVCodecParameters *params = stream->codecpar;
      // 声道数
      qDebug() << params->channels;
      // 采样率
      qDebug() << params->sample_rate;
      // 采样格式
      qDebug() << params->format;
      // 每一个样本的一个声道占用多少个字节
      qDebug() << av_get_bytes_per_sample((AVSampleFormat) params->format);
      // 编码ID（可以看出采样格式）
      qDebug() << params->codec_id;
      // 每一个样本的一个声道占用多少位（这个函数需要用到avcodec库）
      qDebug() << av_get_bits_per_sample(params->codec_id);
  }

  多线程

  录音属于耗时操作，为了避免阻塞主线程，最好在子线程中进行录音操作。这里创建了一个继承自QThread的线程类，线程一旦启动（start），就会自动调用run函数。

  .h

• #include 
   
  class AudioThread : public QThread {
      Q_OBJECT
  private:
      void run();
   
  public:
      explicit AudioThread(QObject *parent = nullptr);
      ~AudioThread();
  };

  .cpp

• AudioThread::AudioThread(QObject *parent,
                           AVInputFormat *fmt,
                           const char *deviceName)
      : QThread(parent), _fmt(fmt), _deviceName(deviceName) {
      // 在线程结束时自动回收线程的内存
      connect(this, &AudioThread::finished,
              this, &AudioThread::deleteLater);
  }
   
  AudioThread::~AudioThread() {
      // 线程对象的内存回收时，正常结束线程
      requestInterruption();
      quit();
      wait();
  }
   
  void AudioThread::run() {
      // 录音操作
      // ...
  }

  开启线程

• AudioThread *audioThread = new AudioThread(this);
  audioThread->start();

  结束线程

• // 外部调用线程的requestInterruption，请求结束线程
  audioThread->requestInterruption();
   
  // 线程内部的逻辑
  void AudioThread::run() {
      // 可以通过isInterruptionRequested判断是否要结束线程
      // 当调用过线程的requestInterruption时，isInterruptionRequested返回值就为true，否则为false
      while (!isInterruptionRequested()) {
      	// ...
      }
  }

  改造录音代码

• // 数据包
  AVPacket *pkt = av_packet_alloc();
  while (!isInterruptionRequested()) {
      // 从设备中采集数据，返回值为0，代表采集数据成功
      ret = av_read_frame(ctx, pkt);
   
      if (ret == 0) { // 读取成功
          // 将数据写入文件
          file.write((const char *) pkt->data, pkt->size);
      
          // 释放资源
          av_packet_unref(pkt);
      } else if (ret == AVERROR(EAGAIN)) { // 资源临时不可用
          continue;
      } else { // 其他错误
          char errbuf[1024];
          av_strerror(ret, errbuf, sizeof (errbuf));
          qDebug() << "av_read_frame error" << errbuf << ret;
          break;
      }
  }