【秒懂音視頻開發】16_AAC解碼實戰

本文主要講解：如何將AAC編碼后的數據解碼成PCM。

命令行

用法非常簡單：

ffmpeg -c:a libfdk_aac -i in.aac -f s16le out.pcm

• -c:a libfdk_aac

  • 使用fdk-aac解碼器
  • 需要注意的是：這個參數要寫在aac文件那邊，也就是屬於輸入參數

• -f s16le

  • 設置PCM文件最終的采樣格式

編程

需要用到2個庫：

extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/avutil.h>
}

#define ERROR_BUF(ret) \
    char errbuf[1024]; \
    av_strerror(ret, errbuf, sizeof (errbuf));

函數聲明

我們最終會將AAC解碼的操作封裝到一個函數中。

// 解碼后的PCM參數
typedef struct {
    const char *filename;
    int sampleRate;
    AVSampleFormat sampleFmt;
    int chLayout;
} AudioDecodeSpec;

class FFmpegs {
public:
    FFmpegs();

    static void aacDecode(const char *inFilename,
                          AudioDecodeSpec &out);
};

函數實現

變量定義

// 輸入緩沖區的大小
#define IN_DATA_SIZE 20480
// 需要再次讀取輸入文件數據的閾值
#define REFILL_THRESH 4096

// 返回結果
int ret = 0;

// 每次從輸入文件中讀取的長度
int inLen = 0;
// 是否已經讀取到了輸入文件的尾部
int inEnd = 0;

// 用來存放讀取的文件數據
// 加上AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE是為了防止某些優化過的reader一次性讀取過多導致越界
char inDataArray[IN_DATA_SIZE + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE];
char *inData = inDataArray;

// 文件
QFile inFile(inFilename);
QFile outFile(out.filename);

// 解碼器
AVCodec *codec = nullptr;
// 上下文
AVCodecContext *ctx = nullptr;
// 解析器上下文
AVCodecParserContext *parserCtx = nullptr;

// 存放解碼前的數據
AVPacket *pkt = nullptr;
// 存放解碼后的數據
AVFrame *frame = nullptr;

獲取解碼器

// 獲取解碼器
codec = avcodec_find_decoder_by_name("libfdk_aac");
if (!codec) {
    qDebug() << "decoder libfdk_aac not found";
    return;
}

初始化解析器上下文

// 初始化解析器上下文
parserCtx = av_parser_init(codec->id);
if (!parserCtx) {
    qDebug() << "av_parser_init error";
    return;
}

創建上下文

// 創建上下文
ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
if (!ctx) {
    qDebug() << "avcodec_alloc_context3 error";
    goto end;
}

創建AVPacket

// 創建AVPacket
pkt = av_packet_alloc();
if (!pkt) {
    qDebug() << "av_packet_alloc error";
    goto end;
}

創建AVFrame

// 創建AVFrame
frame = av_frame_alloc();
if (!frame) {
    qDebug() << "av_frame_alloc error";
    goto end;
}

打開解碼器

// 打開解碼器
ret = avcodec_open2(ctx, codec, nullptr);
if (ret < 0) {
    ERROR_BUF(ret);
    qDebug() << "avcodec_open2 error" << errbuf;
    goto end;
}

打開文件

// 打開文件
if (!inFile.open(QFile::ReadOnly)) {
    qDebug() << "file open error:" << inFilename;
    goto end;
}
if (!outFile.open(QFile::WriteOnly)) {
    qDebug() << "file open error:" << out.filename;
    goto end;
}

解碼

// 讀取數據
inLen = inFile.read(inData, IN_DATA_SIZE);
while (inLen > 0) {
    // 經過解析器上下文處理
    ret = av_parser_parse2(parserCtx, ctx,
                           &pkt->data, &pkt->size,
                           (uint8_t *) inData, inLen,
                           AV_NOPTS_VALUE, AV_NOPTS_VALUE, 0);
    if (ret < 0) {
        ERROR_BUF(ret);
        qDebug() << "av_parser_parse2 error" << errbuf;
        goto end;
    }
	// 跳過已經解析過的數據
    inData += ret;
    // 減去已經解析過的數據大小
    inLen -= ret;

    // 解碼
    if (pkt->size > 0 && decode(ctx, pkt, frame, outFile) < 0) {
        goto end;
    }

    // 如果數據不夠了，再次讀取文件
    if (inLen < REFILL_THRESH && !inEnd) {
        // 剩余數據移動到緩沖區前
        memmove(inDataArray, inData, inLen);
        inData = inDataArray;

        // 跨過已有數據，讀取文件數據
        int len = inFile.read(inData + inLen, IN_DATA_SIZE - inLen);
        if (len > 0) {
            inLen += len;
        } else {
            inEnd = 1;
        }
    }
}

// flush解碼器
//    pkt->data = NULL;
//    pkt->size = 0;
decode(ctx, nullptr, frame, outFile);

具體的解碼操作在decode函數中。

static int decode(AVCodecContext *ctx,
                  AVPacket *pkt,
                  AVFrame *frame,
                  QFile &outFile) {
    // 發送壓縮數據到解碼器
    int ret = avcodec_send_packet(ctx, pkt);
    if (ret < 0) {
        ERROR_BUF(ret);
        qDebug() << "avcodec_send_packet error" << errbuf;
        return ret;
    }

    while (true) {
        // 獲取解碼后的數據
        ret = avcodec_receive_frame(ctx, frame);
        if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
            return 0;
        } else if (ret < 0) {
            ERROR_BUF(ret);
            qDebug() << "avcodec_receive_frame error" << errbuf;
            return ret;
        }
        // 將解碼后的數據寫入文件
        outFile.write((char *) frame->data[0], frame->linesize[0]);
    }
}

設置輸出參數

// 設置輸出參數
out.sampleRate = ctx->sample_rate;
out.sampleFmt = ctx->sample_fmt;
out.chLayout = ctx->channel_layout;

釋放資源

end:
    inFile.close();
    outFile.close();
    av_frame_free(&frame);
    av_packet_free(&pkt);
    av_parser_close(parserCtx);
    avcodec_free_context(&ctx);

函數調用

AudioDecodeSpec out;
out.filename = "F:/out.pcm";
FFmpegs::aacDecode("F:/in.aac", out);
// 44100
qDebug() << out.sampleRate;
// s16
qDebug() << av_get_sample_fmt_name(out.sampleFmt);
// 2
qDebug() << av_get_channel_layout_nb_channels(out.chLayout);