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音视频 day15 AAC 解码成 PCM

1. 如何使用命令行将 aac 解码为 pcm ?

ffmpeg -c:a libfdk_aac -i in.aac -f s16le out.pcm
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2. AVCodecParserContext 这个结构体主要作用是什么?核心函数时什么?

  • 初始化 av_parser_init(codec->id); 其参数是 codec_id ,所以同时只能解析一种数据
  • AVCodecParserContext 用于解析输入的数据并把它们分成一帧一帧的压缩编码数据
  • 核心函数 av_parser_parse2() 解析数据获得一个 Packet,从输入的数据流中分离出一帧一帧编码压缩数据

3. 使用代码将 aac 解码为 pcm 的过程(涉及 6 个元素,比编码多一个)?

image.png

4. 使用代码将 aac 解码为 pcm 的完整代码

#include "ffmpegs.h"
#include <QDebug>
#include <QFile>

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

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

// 输入缓冲区的大小
#define IN_DATA_SIZE 20480
// 需要再次读取输入文件数据的阈值
#define REFILL_THRESH 4096



FFmpegs::FFmpegs()
{

}


static int decode(AVCodecContext *ctx,
                  AVPacket *pkt,
                  AVFrame *frame,
                  QFile &outFile) {
    // 发送解码数据到解码器
    int ret = avcodec_send_packet(ctx, pkt);
    if (ret < 0) {
        ERROR_BUF(ret);
        qDebug() << "avcodec_send_packet error" << errbuf;
        return ret;
    }
    
    while (true) {
        // 获取解码后的数据
        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;
        }
        
        // 将解码后的数据写入文件
        outFile.write((char *)frame->data[0], frame->linesize[0]);
        
    }
    
}

void FFmpegs::accDecode(const char *inFilename, AudioEncodeSpec &out) {
    // 返回结果
    int ret = 0;
    
    // 用来存放读取的输入文件数据(aac)
    // 加上AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE是为了防止某些优化过得 reader 一次性读取过多导致越界
    char inDataArray[IN_DATA_SIZE + AV_INPUT_BUFFER_MIN_SIZE];
    char *inData = inDataArray;
    
    // 每次从输入文件中读取的长度(aac)
    int inLen;
    
    // 是否已经读取到了输入文件的尾部
    int inEnd = 0;
    
    // 文件
    QFile inFile(inFilename);
    QFile outFile(out.filename);
    
    // 解码器
    AVCodec *codec = nullptr;
    // 上下文
    AVCodecContext *ctx = nullptr;
    // 解析器上下文
    AVCodecParserContext *parserCtx = nullptr;
    
    // 存放解码前的数据(aac)
    AVPacket *pkt = nullptr;
    
    // 存放解码后的数据(pcm)
    AVFrame *frame = nullptr;
    
    // 获取解码器
    codec = avcodec_find_decoder_by_name("libfdk_aac");
    if (!codec) {
        qDebug() << "avcodec_find_decoder_by_name error";
        return;
    }
    
    // 初始化解析器上下文
    parserCtx = av_parser_init(codec->id);
    if (!parserCtx) {
        qDebug() << "av_parser_init error";
        return;
    }
    
    // 创建上下文
    ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
    if (!ctx) {
        qDebug() << "avcodec_alloc_context3 error";
        goto end;
    }
    
    // 创建 AVPacket
    pkt = av_packet_alloc();
    if (!pkt) {
        qDebug() << "av_packet_alloc error";
        goto end;
    }
    
    // 创建 AVFrame
    frame = av_frame_alloc();
    if (!frame) {
        qDebug() << "av_frame_alloc error";
        goto end;
    }
    
    // 打开解码器
    ret = avcodec_open2(ctx, codec, nullptr);
    if (ret < 0) {
        ERROR_BUF(ret);
        qDebug() << "avcodec_open2 error" << errbuf;
        goto end;
    }
    
    // 打开文件
    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;
    }
    
    // 读取文件数据
    inLen = inFile.read(inData, IN_DATA_SIZE);
    while (inLen > 0) {
        // 经过解析器解析
        // 内部调用的核心逻辑是:ff_aac_ac3_parse
        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;
        }
        
        // 跳过已经解析过的数据
        inData += ret;
        // 减去已经解析过的数据大小
        inLen -= ret;
        
        // 解码
        if (pkt->size > 0 && decode(ctx, pkt, frame, outFile) < 0 ) {
            goto end;
        }
        
        // 检查是否需要读取新的文件数据
        if (inLen < REFILL_THRESH && !inEnd) {
            // 剩余数据移动到缓冲区的最前面
            memmove(inDataArray, inData, inLen);
            
            // 重置 inData
            inData = inDataArray;
            
            // 读取文件数据到 inData+inLen 的位置
            int len = inFile.read(inData + inLen, IN_DATA_SIZE - inLen);
            if (len > 0) { // 有读取到文件数据
                inLen += len;
            } else { // 文件中已经没有任何数据
                // 标记为已经读到文件的尾部
                inEnd = 1;
            }
        }
    }
    
    // 刷新缓冲区
    decode(ctx, nullptr, frame, outFile);
    
    // 赋值输入参数
    out.sampleRate = ctx->sample_rate;
    out.sampleFmt = ctx->sample_fmt;
    out.chLayout = ctx->channel_layout;
    
    
end:
    inFile.close();
    outFile.close();
    av_packet_free(&pkt);
    av_frame_free(&frame);
    av_parser_close(parserCtx);
    avcodec_free_context(&ctx);
}

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