openharmony 鸿蒙 synchronous-audio-encoding

2026-08-25 浏览 (1)

音频编码同步模式

从API version 20开始，支持音频编码同步模式。

开发者可以调用本模块的Native API接口，完成音频编码，即将音频PCM编码压缩成不同的格式。

具体实现可参考示例工程。

接口不限制PCM数据的来源。开发者可以调用麦克风录制获取，也可以导入编辑后的PCM数据。通过音频编码，输出对应格式的码流，最后封装为目标格式文件。

支持的编码能力请参考AVCodec支持的格式。

适用场景

通常推荐使用异步模式，异步模式请参考音频编码。若需要主动请求buffer去编码PCM，则可以使用同步模式。

  • 音频录制

    通过录制传入PCM，然后编码成对应格式的码流，最后封装成所需格式的文件。具体封装方法请参考媒体数据封装。

  • 音频编辑

    编辑PCM后导出音频文件的场景，需要编码成对应音频格式，最后封装成所需格式的文件。具体封装方法请参考媒体数据封装。

说明：

  • AAC编码器默认采用的VBR可变码率模式，这可能导致与预期码率有偏差。
  • AAC编码器默认输出携带ADTS头部，帧数据的前7字节为ADTS头部。

开发指导

详细的API说明请参考AudioCodec。

参考以下示例代码，完成音频编码的全流程，包括：创建编码器、设置编码参数（采样率/码率/声道数等）、开始/刷新/重置/销毁资源。

在应用开发过程中，开发者应按一定顺序调用方法，执行对应操作，否则系统可能会抛出异常或生成其他未定义的行为。具体顺序可参考下列开发步骤及对应说明。

音频编解码同步模式调用关系图如下所示：

  • 虚线表示可选。音频编码不涉及解密，无需调用OH_AudioCodec_SetDecryptionConfig。

  • 实线表示必选。

Invoking relationship of synchronous audio encode stream

在CMake脚本中链接动态库

target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_codecbase.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_core.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_acodec.so)

说明：

上述'sample'字样仅为示例，此处由开发者根据实际工程目录自定义。

开发步骤

  1. 添加头文件和命名空间。

    #include <multimedia/player_framework/native_avcodec_audiocodec.h>
#include <multimedia/native_audio_channel_layout.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avcapability.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avcodec_base.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avformat.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avbuffer.h>

// c++标准库命名空间。
using namespace std;

  2. 创建编码器实例对象，OH_AVCodec *为编码器实例指针。

    应用可以通过媒体类型或编解码器名称创建编码器。

    方法一：通过Mimetype创建编码器。

    // 通过Mimetype创建编码器，这里示例创建的是AAC编码器，第二个参数设置为true表示当前是编码。
OH_AVCodec *audioEnc_ = OH_AudioCodec_CreateByMime(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_AAC, true);

    方法二：通过codec name创建编码器。

    // 通过codec name创建编码器。
OH_AVCapability *capability = OH_AVCodec_GetCapability(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_AAC, true);
const char *name = OH_AVCapability_GetName(capability);
OH_AVCodec *audioEnc_ = OH_AudioCodec_CreateByName(name);

  3. 调用OH_AudioCodec_Configure配置编码器。

    配置选项key值说明：

    Audio encoder key configuration

    各音频编码类型参数范围说明：

    Audio encoder format range description

    例如，对44100Hz采样率、2声道立体声、SAMPLE_S16LE采样格式的PCM音频，以32000bps的码率进行AAC编码的调用流程如下：

    OH_AVErrCode ret;
// 配置音频采样率（必须）。
constexpr uint32_t DEFAULT_SAMPLERATE = 44100;
// 配置音频码率（必须）。
constexpr uint64_t DEFAULT_BITRATE = 32000;
// 配置音频声道数（必须）。
constexpr uint32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
// 配置音频位深（必须）。
constexpr OH_BitsPerSample SAMPLE_FORMAT = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S16LE;
// 配置音频声道布局（可选）。
constexpr OH_AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = OH_AudioChannelLayout::CH_LAYOUT_STEREO;

OH_AVFormat *format = OH_AVFormat_Create();
// 写入format。
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT, DEFAULT_CHANNEL_COUNT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE, DEFAULT_SAMPLERATE);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_BITRATE, DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT, SAMPLE_FORMAT);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_CHANNEL_LAYOUT, CHANNEL_LAYOUT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_ENABLE_SYNC_MODE, 1); // 同步模式配置。
// 配置编码器。
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}

    FLAC编码调用示例：

    OH_AVErrCode ret;
// 配置音频采样率（必须）。
constexpr uint32_t DEFAULT_SAMPLERATE = 44100;
// 配置音频码率（必须）。
constexpr uint64_t DEFAULT_BITRATE = 261000;
// 配置音频声道数（必须）。
constexpr uint32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
// 配置音频声道布局（必须）。
// 值为CH_LAYOUT_MONO、CH_LAYOUT_STEREO、CH_LAYOUT_SURROUND、CH_LAYOUT_QUAD、CH_LAYOUT_5POINT0、CH_LAYOUT_5POINT1、CH_LAYOUT_6POINT1或CH_LAYOUT_7POINT1其中一项。
constexpr OH_AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = OH_AudioChannelLayout::CH_LAYOUT_STEREO;
// 配置音频位深（必须） FLAC只有SAMPLE_S16LE和SAMPLE_S32LE。
constexpr OH_BitsPerSample SAMPLE_FORMAT = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S32LE;
// 配置音频compliance level（默认值0，取值范围[-2,2]）。
constexpr int32_t COMPLIANCE_LEVEL = 0;

OH_AVFormat *format = OH_AVFormat_Create();
// 写入format。
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT, DEFAULT_CHANNEL_COUNT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE, DEFAULT_SAMPLERATE);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_BITRATE, DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT, SAMPLE_FORMAT); 
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_CHANNEL_LAYOUT, CHANNEL_LAYOUT);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_COMPLIANCE_LEVEL, COMPLIANCE_LEVEL); 
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_ENABLE_SYNC_MODE, 1); // 同步模式配置。
// 配置编码器。
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}

  4. 调用OH_AudioCodec_Prepare()，编码器就绪。

    OH_AVErrCode ret = OH_AudioCodec_Prepare(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}

  5. 调用OH_AudioCodec_Start()启动编码器，进入运行态。

    添加头文件：

    #include <fstream>

    使用示例：

    ifstream inputFile_;
ofstream outFile_;

// 根据实际使用情况填写输入文件路径。
const char* inputFilePath = "/";
// 根据实际使用情况填写输出文件路径。
const char* outputFilePath = "/";
// 打开待编码二进制文件路径（此处以输入为PCM文件为例）。
inputFile_.open(inputFilePath, ios::in|ios::binary); 
// 配置编码文件输出路径（此处以输出为编码码流文件为例，并非可播放的音频文件，可播放的音频文件需要音频码流封装到容器内生成）。
outFile_.open(outputFilePath, ios::out|ios::binary);
// 开始编码。
OH_AVErrCode ret = OH_AudioCodec_Start(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}

  6. 同步模式调用，写入待编码的PCM，获取编码输出的音频帧。

    示例代码中，每次输入的采样点数SAMPLES_PER_FRAME取值方法如下：

    AAC LC编码每帧包含1024个PCM样点，建议单次输入1024个样点的数据量。

    FLAC需要根据如下表格进行设置。

采样率样点数
8000576
160001152
220502304
240002304
320002304
441004608
480004608
882008192
960008192

单次编码输入的数据量（单位：字节）为：SAMPLES_PER_FRAME * 声道数 * 单个采样点的占用字节。

使用示例：

int32_t SAMPLES_PER_FRAME = 1024;
// AAC LC编码一帧包含1024采样点，2声道，输入数据为S16LE，16比特数据，占用2字节。
int32_t inputFrameBytes = SAMPLES_PER_FRAME * 2 * 2;
bool inputFinished = false;
OH_AVErrCode ret;
OH_AVCodecBufferAttr attr;

for (;;) {
    uint32_t index = 0;
    if (!inputFinished) {
        ret = OH_AudioCodec_QueryInputBuffer(audioEnc_, &index, 20000); // 20000us
        if (ret == AV_ERR_TRY_AGAIN_LATER) {
            continue;
        }
        if (ret != AV_ERR_OK) {
            // 异常处理。
            break;
        }
        OH_AVBuffer *inputBuf = OH_AudioCodec_GetInputBuffer(audioEnc_, index);
        if (inputBuf == nullptr) {
            // 异常处理。
            break;
        }
        memset(&attr, 0, sizeof(attr));
        if (!inputFile_.eof()) {
            inputFile_.read((char *)OH_AVBuffer_GetAddr(inputBuf), inputFrameBytes);
            int32_t readSize = inputFile_.gcount();
            attr.size = readSize;
            attr.flags = readSize != 0 ? AVCODEC_BUFFER_FLAGS_NONE : AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS;
        } else {
            inputFinished = true;
            attr.size = 0;
            attr.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS;
        }
        if (OH_AVBuffer_SetBufferAttr(inputBuf, &attr) != AV_ERR_OK) {
            // 异常处理。
        }
        if (OH_AudioCodec_PushInputBuffer(audioEnc_, index) != AV_ERR_OK) {
            // 异常处理。
        }
    }
    // 当输入的数据量可以编码出多帧数据时，需要多次调用获取输出缓冲区，才能取完编码后的数据。
    ret = OH_AudioCodec_QueryOutputBuffer(audioEnc_, &index, 20000); // 20000us
    if (ret == AV_ERR_TRY_AGAIN_LATER) {
        // 超时，可能输入的数据不足以编码出一帧，或者超时时间设置过短。
        continue;
    }
    if (ret != AV_ERR_OK) {
        // 异常处理。
        break;
    }
    OH_AVBuffer *outputBuf = OH_AudioCodec_GetOutputBuffer(audioEnc_, index);
    if (outputBuf == nullptr) {
        // 异常处理。
        break;
    }
    if (OH_AVBuffer_GetBufferAttr(outputBuf, &attr) != AV_ERR_OK) {
        // 异常处理。
        break;
    }
    if (attr.flags & AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) {
        // 输出结束。
        break;
    }
    // 这里示例仅将数据写入文件记录。假如需要封装成音频文件，可参考媒体数据封装，调用OH_AVMuxer_WriteSampleBuffer封装数据。
    outFile_.write(reinterpret_cast<char *>(OH_AVBuffer_GetAddr(outputBuf)), attr.size);
    OH_AudioCodec_FreeOutputBuffer(audioEnc_, index);
}

在上方案例中，attr.flags表示缓冲区标记的类别。

结束时需要将flags标识为AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS。

枚举值描述
AVCODEC_BUFFER_FLAGS_NONE表示为普通帧。
AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS表示缓冲区是流结束帧。
AVCODEC_BUFFER_FLAGS_CODEC_DATA表示缓冲区包含编解码特定数据。

  1. （可选）调用OH_AudioCodec_Reset()重置编码器。

    调用OH_AudioCodec_Reset()后，编码器回到初始化状态，重置前获取到的输入/输出buffer都无法继续使用，需先调用OH_AudioCodec_Configure()重新配置，再调用OH_AudioCodec_Start()重新开始编码。启动后重新获取输入/输出buffer。

    // 重置编码器。
OH_AVErrCode ret = OH_AudioCodec_Reset(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}
// 重新配置编码器参数。
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}

  2. （可选）调用OH_AudioCodec_Stop()停止编码器。

    停止后，可以通过调用OH_AudioCodec_Start()重新进入已启动状态（started）。停止前获取到的输入/输出buffer都无法继续使用，需要在启动后重新获取输入/输出buffer。

    // 停止编码器。
OH_AVErrCode ret = OH_AudioCodec_Stop(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
}

  3. 调用OH_AudioCodec_Destroy()销毁编码器实例，释放资源。

    说明：

    禁止重复销毁编码器。

    // 调用OH_AudioCodec_Destroy，销毁编码器。
OH_AVErrCode ret = OH_AudioCodec_Destroy(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理。
} else {
    audioEnc_ = NULL; // 不可重复destroy。
}

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