harmony 鸿蒙音频编码
音频编码
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。
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。
当前支持的编码能力如下:
容器规格 | 音频编码类型 |
---|---|
mp4 | AAC、Flac |
m4a | AAC |
flac | Flac |
aac | AAC |
适用场景
- 音频录制
通过录制传入PCM,然后编码出对应格式的码流,最后封装成想要的格式 - 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后再封装成文件
开发指导
详细的API说明请参考API文档。
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。
如下为音频编码调用关系图:
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_aenc.so)
开发步骤
- 添加头文件。
#include <multimedia/player_framework/native_avcodec_audioencoder.h>
#include <multimedia/player_framework/avcodec_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>
- 创建编码器实例对象
应用可以通过名称或媒体类型创建编码器。
//c++标准库命名空间
using namespace std;
//通过 codecname 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_AudioEncoder_CreateByName(name);
//通过媒体类型创建编码器
OH_AVCodec *audioEnc = OH_AudioEncoder_CreateByMime(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_AAC);
// 初始化队列
class AEncSignal {
public:
mutex inMutex_;
mutex outMutex_;
mutex startMutex_;
condition_variable inCond_;
condition_variable outCond_;
condition_variable startCond_;
queue<uint32_t> inQueue_;
queue<uint32_t> outQueue_;
queue<OH_AVMemory *> inBufferQueue_;
queue<OH_AVMemory *> outBufferQueue_;
queue<OH_AVCodecBufferAttr> attrQueue_;
};
AEncSignal *signal_ = new AEncSignal();
- 调用OH_AudioEncoder_SetCallback()设置回调函数。
注册回调函数指针集合OH_AVCodecAsyncCallback,包括:
- OH_AVCodecOnError:编码器运行错误。
- OH_AVCodecOnStreamChanged:码流信息变化,如声道变化等。
- OH_AVCodecOnNeedInputData:运行过程中需要新的输入数据,即编码器已准备好,可以输入PCM数据。
- OH_AVCodecOnNewOutputData:运行过程中产生了新的输出数据,即编码完成。
开发者可以通过处理该回调报告的信息,确保编码器正常运转。
// OH_AVCodecOnError回调函数的实现
static void OnError(OH_AVCodec *codec, int32_t errorCode, void *userData)
{
(void)codec;
(void)errorCode;
(void)userData;
}
// OH_AVCodecOnStreamChanged回调函数的实现
static void OnStreamChanged(OH_AVCodec *codec, OH_AVFormat *format, void *userData)
{
(void)codec;
(void)format;
(void)userData;
}
// OH_AVCodecOnNeedInputData回调函数的实现
static void OnNeedInputData(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVMemory *data, void *userData)
{
(void)codec;
// 编码输入码流送入InputBuffer队列
AEncSignal *signal = static_cast<AEncSignal *>(userData);
unique_lock<mutex> lock(signal->inMutex_);
signal->inQueue_.push(index);
signal->inBufferQueue_.push(data);
signal->inCond_.notify_all();
}
// OH_AVCodecOnNewOutputData回调函数的实现
static void OnNeedOutputData(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVMemory *data, OH_AVCodecBufferAttr *attr,
void *userData)
{
(void)codec;
// 将对应输出buffer的index送入OutputQueue_队列
// 将对应编码完成的数据data送入outBuffer队列
AEncSignal *signal = static_cast<AEncSignal *>(userData);
unique_lock<mutex> lock(signal->outMutex_);
signal->outQueue_.push(index);
signal->outBufferQueue_.push(data);
if (attr) {
signal->attrQueue_.push(*attr);
}
}
signal_ = new AEncSignal();
OH_AVCodecAsyncCallback cb = {&OnError, &OnStreamChanged, &OnNeedInputData, &OnNeedOutputData};
// 配置异步回调
int32_t ret = OH_AudioEncoder_SetCallback(audioEnc, cb, signal_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
- 调用OH_AudioEncoder_Configure设置编码器 设置必选项:采样率,码率,以及声道数,声道类型、位深;可选项:最大输入长度 flac编码: 需要额外标识兼容性级别(Compliance Level)和采样精度
例AAC调用流程:
int32_t 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;
// 配置音频声道类型(必须)
constexpr AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = AudioChannelLayout::STEREO;
// 配置音频位深(必须)aac只有SAMPLE_F32P
constexpr OH_BitsPerSample SAMPLE_FORMAT = OH_BitsPerSample::SAMPLE_F32LE;
// 配置音频compliance level (默认值0,取值范围-2~2)
constexpr int32_t COMPLIANCE_LEVEL = 0;
// 配置音频精度(必须) SAMPLE_S16LE和SAMPLE_S24LE和SAMPLE_S32LE
constexpr OH_BitsPerSample BITS_PER_CODED_SAMPLE = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S24LE;
// 配置最大输入长度(可选)
constexpr uint32_t DEFAULT_MAX_INPUT_SIZE = 1024*DEFAULT_CHANNEL_COUNT *sizeof(float);//aac
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_MAX_INPUT_SIZE,DEFAULT_MAX_INPUT_SIZE);
// 配置编码器
ret = OH_AudioEncoder_Configure(audioEnc, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
例FLAC调用流程:
int32_t ret;
// 配置音频采样率(必须)
constexpr uint32_t DEFAULT_SMAPLERATE = 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;
// 配置音频声道类型(必须)
constexpr AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = AudioChannelLayout::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;
// 配置音频精度(必须) SAMPLE_S16LE和SAMPLE_S24LE和SAMPLE_S32LE
constexpr OH_BitsPerSample BITS_PER_CODED_SAMPLE = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S24LE;
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_SMAPLERATE);
OH_AVFormat_SetLongValue(format,OH_MD_KEY_BITRATE, DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_BITS_PER_CODED_SAMPLE, BITS_PER_CODED_SAMPLE);
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);
// 配置编码器
ret = OH_AudioEncoder_Configure(audioEnc, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
- 调用OH_AudioEncoder_Prepare(),编码器就绪。
OH_AudioEncoder_Prepare(audioEnc);
- 调用OH_AudioEncoder_Start()启动编码器,进入运行态。
unique_ptr<ifstream> inputFile_ = make_unique<ifstream>();
unique_ptr<ofstream> outFile_ = make_unique<ofstream>();
// 打开待编码二进制文件路径
inputFile_->open(inputFilePath.data(), ios::in|ios::binary);
//配置编码文件输出路径
outFile_->open(outputFilePath.data(), ios::out|ios::binary);
// 开始编码
ret = OH_AudioEncoder_Start(audioEnc);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
- 调用OH_AudioEncoder_PushInputData(),写入待编码器的数据。 如果是结束,需要对flag标识成AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS
aac: 样点数(FRAME_SIZE)固定为1024
flac: 样点数(FRAME_SIZE)比较特殊需要,根据如下表格进行设置
|采样率|样点数| |:—-:|:—-:| | 8000| 576| |16000| 1152| |22050| 2304| |24000| 2304| |32000| 2304| |44100| 4608| |48000| 4608| |88200| 8192| |96000| 8192|
注意:aac的样点数固定为1024,其他值会直接返回错误码,flac的样点数建议根据采样率按照表格传入,大于这个值也会返回错误码,如果小于有可能出现编码文件损坏问题。
constexpr int32_t FRAME_SIZE = 1024; //aac
constexpr int32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
constexpr int32_t INPUT_FRAME_BYTES = DEFAULT_CHANNEL_COUNT * FRAME_SIZE * sizeof(float); //aac
// 配置buffer info信息
OH_AVCodecBufferAttr info;
// 设置输入尺寸、偏移量、时间戳等信息
info.size = INPUT_FRAME_BYTES;
info.offset = 0;
info.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_CODEC_DATA;
auto buffer = signal_->inBufferQueue_.front();
if (inputFile_->eof()){
info.size = 0;
info.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS;
}else{
inputFile_->read((char *)OH_AVMemory_GetAddr(buffer), INPUT_FRAME_BYTES);
}
uint32_t index = signal_->inQueue_.front();
// 送入编码输入队列进行编码, index为对应队列下标
int32_t ret = OH_AudioEncoder_PushInputData(audioEnc, index,info);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
- 调用OH_AudioEncoder_FreeOutputData(),输出编码格式码流
OH_AVCodecBufferAttr attr = signal_->attrQueue_.front();
OH_AVMemory *data = signal_->outBufferQueue_.front();
uint32_t index = signal_->outQueue_.front();
// 将编码完成数据data写入到对应输出文件中
outFile_->write(reinterpret_cast<char *>(OH_AVMemory_GetAdd(data)), attr.size);
// 释放已完成写入的数据
ret = OH_AudioEncoder_FreeOutputData(audioEnc, index);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
if (attr.flags == AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) {
cout << "decode eos" << endl;
isRunning_.store(false);
break;
}
(可选)调用OH_AudioEncoder_Flush()刷新编码器。 调用OH_AudioEncoder_Flush()后,编码器处于Flush状态,会将当前编码队列清空。 此时需要调用OH_AudioEncoder_Start()重新开始编码。 使用情况:
- 在文件EOS之后,需要调用刷新
- 在执行过程中遇到可继续执行的错误时(即OH_AudioEncoder_IsValid 为true)可以调用,然后重新调用OH_AudioEncoder_Start
// 刷新编码器 audioEnc
ret = OH_AudioEncoder_Flush(audioEnc);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
// 重新开始编码
ret = OH_AudioEncoder_Start(audioEnc);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
(可选)调用OH_AudioEncoder_Reset()重置编码器。 调用OH_AudioEncoder_Reset()后,编码器回到初始化的状态,需要调用OH_AudioEncoder_Configure()重新配置,然后调用OH_AudioEncoder_Start()重新开始编码。
// 重置编码器 audioEnc ret = OH_AudioEncoder_Reset(audioEnc); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 重新配置编码器参数 ret = OH_AudioEncoder_Configure(audioEnc, format); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 }
调用OH_AudioEncoder_Stop()停止编码器。
// 终止编码器 audioEnc ret = OH_AudioEncoder_Stop(audioEnc); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 }
调用OH_AudioEncoder_Destroy()销毁编码器实例,释放资源。 注意:资源不能重复销毁
// 调用OH_AudioEncoder_Destroy, 注销编码器 ret = OH_AudioEncoder_Destroy(audioEnc); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } else { audioEnc = NULL; //不可重复destroy }
相关实例
针对音频编码,有以下相关实例可供参考:
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