WebRTC音视频引擎研究(2)--VoiceEngine音频编解码器数据结构以及参数设置

1、VoiceEngine Codec数据结构

       WebRTC中，用一个结构体struct CodecInst表示特定的音频编解码器对象：

 struct CodecInst
 {
     int pltype;      //payload type负载类型
     char plname[32]; //payload name负载名称，32个字符表示
     int plfreq;      //payload frequence负载频率
     int pacsize;     //packet size包大小
     int channels;    //声道
     int rate;        //速率或自适应
 };

参数详细说明：

1、 pltype范围在1~126之间才是有效值；

        pltype的值是否有效可以通过调用下面ValidPayloadType(int payload_type)方法来判断，在...\src\modules\audio_coding\main\source\acm_codec_database.cc定义

 // Checks if the payload type is in the valid range.
 bool ACMCodecDB::ValidPayloadType(int payload_type) {
   if ((payload_type < 0) || (payload_type > 127)) {
     return false;
   }
   return true;
 }

2、 plname是编解码器的名称，可能的值在CreateCodecInstance已定义，如WebRTC默认的"ISAC"

        VoiceEngine支持多个音频编解码器，具体支持的编解码器在CreateCodecInstance(const CodecInst* codec_inst)定义，比如ISAC\PCMU\PCMA\ILBC\AMR等等，在...\src\modules\audio_coding\main\source\acm_codec_database.cc定义

 ACMGenericCodec* ACMCodecDB::CreateCodecInstance(const CodecInst* codec_inst) {
   // All we have support for right now.
   if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "ISAC")) {
 #if (defined(WEBRTC_CODEC_ISAC) || defined(WEBRTC_CODEC_ISACFX))
     return new ACMISAC(kISAC);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "PCMU")) {
     return new ACMPCMU(kPCMU);
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "PCMA")) {
     return new ACMPCMA(kPCMA);
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "ILBC")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_ILBC
     return new ACMILBC(kILBC);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "AMR")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_AMR
     return new ACMAMR(kGSMAMR);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "AMR-WB")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_AMRWB
     return new ACMAMRwb(kGSMAMRWB);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "G722")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_G722
     return new ACMG722(kG722);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "G7221")) {
     switch (codec_inst->plfreq) {
       case 16000: {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_G722_1
         int codec_id;
         switch (codec_inst->rate) {
           case 16000 : {
             codec_id = kG722_1_16;
             break;
           }
           case 24000 : {
             codec_id = kG722_1_24;
             break;
           }
           case 32000 : {
             codec_id = kG722_1_32;
             break;
           }
           default: {
             return NULL;
           }
           return new ACMG722_1(codec_id);
         }
 #endif
       }
       case 32000: {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_G722_1C
         int codec_id;
         switch (codec_inst->rate) {
           case 24000 : {
             codec_id = kG722_1C_24;
             break;
           }
           case 32000 : {
             codec_id = kG722_1C_32;
             break;
           }
           case 48000 : {
             codec_id = kG722_1C_48;
             break;
           }
           default: {
             return NULL;
           }
           return new ACMG722_1C(codec_id);
         }
 #endif
       }
     }
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "CN")) {
     // For CN we need to check sampling frequency to know what codec to create.
     int codec_id;
     switch (codec_inst->plfreq) {
       case 8000: {
         codec_id = kCNNB;
         break;
       }
       case 16000: {
         codec_id = kCNWB;
         break;
       }
       case 32000: {
         codec_id = kCNSWB;
         break;
       }
       default: {
         return NULL;
       }
     }
     return new ACMCNG(codec_id);
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "G729")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_G729
     return new ACMG729(kG729);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "G7291")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_G729_1
     return new ACMG729_1(kG729_1);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "speex")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_SPEEX
     int codec_id;
     switch (codec_inst->plfreq) {
       case 8000: {
         codec_id = kSPEEX8;
         break;
       }
       case 16000: {
         codec_id = kSPEEX16;
         break;
       }
       default: {
         return NULL;
       }
     }
     return new ACMSPEEX(codec_id);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "CN")) {
     // For CN we need to check sampling frequency to know what codec to create.
     int codec_id;
     switch (codec_inst->plfreq) {
       case 8000: {
         codec_id = kCNNB;
         break;
       }
       case 16000: {
         codec_id = kCNWB;
         break;
       }
       case 32000: {
         codec_id = kCNSWB;
         break;
       }
       default: {
         return NULL;
       }
     }
     return new ACMCNG(codec_id);
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "L16")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_PCM16
     // For L16 we need to check sampling frequency to know what codec to create.
     int codec_id;
     switch (codec_inst->plfreq) {
       case 8000: {
         codec_id = kPCM16B;
         break;
       }
       case 16000: {
         codec_id =kPCM16Bwb;
         break;
       }
       case 32000: {
         codec_id = kPCM16Bswb32kHz;
         break;
       }
       default: {
         return NULL;
       }
     }
     return new ACMPCM16B(codec_id);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "telephone-event")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_AVT
     return new ACMDTMFPlayout(kAVT);
 #endif
   } else if (!STR_CASE_CMP(codec_inst->plname, "red")) {
 #ifdef WEBRTC_CODEC_RED
     return new ACMRED(kRED);
 #endif
   }
   return NULL;
 }

3、 plfreq一般取如下值（在common_types.h定义）；

 //负载频率值
 enum PayloadFrequencies
 {
     kFreq8000Hz  = 8000,
     kFreq16000Hz = 16000,
     kFreq32000Hz = 32000
 };

4、 pacsize取值是与plfreq有关系的，单位为kbps，下面是计算公式

计算公式如下：

         如果：plfreq = 16000(单位为hz)

         如果我需要30ms（毫秒）的packet size

         那么pacsize = (plfreq *30) /1000 = 480kbps；

也即是：要得到k ms的packet size，则可计算出

                 pacsize =( plfreq * k) / 1000

而如果plfreq = 32000；20ms的packet size，则pacsize  = 640；

5、 channels取值

        channels = 1 表示单声道

        channels = 2 表示立体声道

        注意：channels  = -1时，表示此时只支持单声道模式

6、 rate取值，单位是bps

        一般取rate = 16000,32000，48000这些16000整数倍的值，即16kbps，32kbps,48kpbs

        注意：当rate = -1时，表示此时启动自适应信道速率

2、查看VoiceEngine支持的所有Codec信息示例代码

 //列出（获得）引擎支持的所有编解码器信息
 //支持平台:Windows, Mac OS X, Linux

 #include "voe_base.h"
 #include "voe_codec.h"

 VoiceEngine* ve = VoiceEngine::Create();
 VoECodec* codec = VoECodec::GetInterface(ve);

 for (int = 0; i < codec->NumOfCodecs(); i++)

 {

    CodecInst cinst;

    codec->GetCodec(i, cinst);

    DISPLAY_CODEC_INFO(i, cinst);

 }

   // 释放sub-API
   codec->Release();

   //删除引擎
   VoiceEngine::Delete(ve);

3、初始化VoiceEngine Codec示例代码

 //初始化VoiceEngine Codec示例代码
 //支持平台:Windows, Mac OS X, Linux

 #include "voe_codec.h"

 CodecInst cinst;

 //初始化iSAC编解码器参数
 strcpy(cinst.plname, "ISAC");

 cinst.plfreq   = 16000; // iSAC宽带模式取样频率
 cinst.pltype   = 103;
 cinst.pacsize  = 480;   //使用30ms packet size，480kbps
 cinst.channels = 1;     // 单声道
 cinst.rate     = -1;    // 信道自适应模式
 //初始化完成

 //在ID为0的channel激活已初始化的iSAC
 codec->SetSendCodec(0, cinst);

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    Author: zengxijin    [email protected]     欢迎转载，请注明出处