1.LAME介绍
lame是一个有名的开源mp3编码库，这篇文章将会介绍如何调用lame库的接口编码出mp3。
2.lame库编译
对于lame库，你有两个安装的方法，第一是使用apt-get安装，使用下面的命令。
sudo apt-get install libmp3lame-dev
这样安装的lame库可能并不是最新版本的。如果你想安装最新版本的lame库，可以选择在官网下载。
- 官网下载：sourceforge.net/projects/la…
- gitx下载：
wget https://nchc.dl.sourceforge.net/project/lame/lame/3.100/lame-3.100.tar.gz
- 交叉编译
cd lame-3.100
mkdir _install
./configure --host=csky-linux --prefix=xxx/lame-3.100/_install
make
make install
按照上序流程依次执行，arm-linux为交叉编译工具链，根据编译条件修改，最后在/lame-3.100/_install生成目标文件
3.MP3的介绍
- mp3（MPEG Layer III） :这种格式在生活中很常见，但是mp3有很多种参数，这里讨论一下mp3编码所必须知道的一些参数。
- 采样率（sampleRate）：采样率越高声音的还原度越好。
- 比特率（bitrate）：每秒钟的数据量，越高音质越好。
- 声道数（channels）：声道的数量，通常只有单声道和双声道，双声道即所谓的立体声。 比特率控制模式：ABR、VBR、CBR，这3中模式含义很容易查询到，不在赘述。
4.MPEG Layer III
MPEG有几个版本的协议，不同版本的协议能够支持的参数能力是不同的。编码库的使用者必须清楚不同版本的区别才能正确的设置参数。
有以下3个版本的协议，MPEG1、MPEG2、MPEG2.5。其中MPEG2.5是非官方的标准，但是流传广泛，所以基本也都支持。他们的区别主要集中在支持的比特率和采样率不同。
4.1 采样率支持(Hz)
4.2 比特率支持(bit/s)
5.编码流程
使用lame库只需要包含lame.h头文件，编码mp3基本上遵循以下的流程:
5.1 初始化编码参数
lame_init：初始化一个编码参数的数据结构，给使用者用来设置参数。
5.2 设置编码参数
lame_set_in_samplerate：设置被输入编码器的原始数据的采样率。
lame_set_out_samplerate：设置最终mp3编码输出的声音的采样率，如果不设置则和输入采样率一样。
lame_set_num_channels ：设置被输入编码器的原始数据的声道数。
lame_set_mode ：设置最终mp3编码输出的声道模式，如果不设置则和输入声道数一样。参数是枚举，STEREO代表双声道，MONO代表单声道。
lame_set_VBR：设置比特率控制模式，默认是CBR，但是通常我们都会设置VBR。参数是枚举，vbr_off代表CBR，vbr_abr代表ABR（因为ABR不常见，所以本文不对ABR做讲解）vbr_mtrh代表VBR。
lame_set_brate：设置CBR的比特率，只有在CBR模式下才生效。
lame_set_VBR_mean_bitrate_kbps：设置VBR的比特率，只有在VBR模式下才生效。
其中每个参数都有默认的配置，如非必要可以不设置。这里只介绍了几个关键的设置接口，还有其他的设置接口可以参考lame.h（lame的文档里只有命令行程序的用法，没有库接口的用法）。
5.3 初始化编码器
lame_init_params：根据上面设置好的参数建立编码器
5.4 编码PCM数据
lame_encode_buffer或lame_encode_buffer_interleaved：将PCM数据送入编码器，获取编码出的mp3数据。这些数据写入文件就是mp3文件。
其中lame_encode_buffer输入的参数中是双声道的数据分别输入的，lame_encode_buffer_interleaved输入的参数中双声道数据是交错在一起输入的。具体使用哪个需要看采集到的数据是哪种格式的，不过现在的设备采集到的数据大部分都是双声道数据是交错在一起。
单声道输入只能使用lame_encode_buffer，把单声道数据当成左声道数据传入，右声道传NULL即可。
调用这两个函数时需要传入一块内存来获取编码器出的数据，这块内存的大小lame给出了一种建议的计算方式：采样率/20+7200。
5.5 结束编码
lame_encode_flush：结束编码，获取编码出的结束数据。这部分数据也需要写入mp3文件。
5.6 销毁编码器
lame_close销毁编码器，释放资源。
6.示例代码
6.1 wav转mp3示例程序代码
/*
gcc -I /usr/include/lame/ lame_test.c -lmp3lame -o lame_test -lm
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <lame.h>
#define INBUFSIZE 4096
#define MP3BUFSIZE (int) (1.25 * INBUFSIZE) + 7200
int encode(char* inPath, char* outPath)
{
int status = 0;
lame_global_flags* gfp;
int ret_code;
FILE* infp;
FILE* outfp;
short* input_buffer;
int input_samples;
char* mp3_buffer;
int mp3_bytes;
gfp = lame_init();
if (gfp == NULL)
{
printf("lame_init failed/n");
status = -1;
goto exit;
}
ret_code = lame_init_params(gfp);
if (ret_code < 0)
{
printf("lame_init_params returned %d/n",ret_code);
status = -1;
goto close_lame;
}
infp = fopen(inPath, "rb");
outfp = fopen(outPath, "wb");
input_buffer = (short*)malloc(INBUFSIZE*2);
mp3_buffer = (char*)malloc(MP3BUFSIZE);
do
{
input_samples = fread(input_buffer, 2, INBUFSIZE, infp);
//fprintf(stderr, "input_samples is %d./n", input_samples);
mp3_bytes = lame_encode_buffer_interleaved(gfp, input_buffer,input_samples/2,mp3_buffer, MP3BUFSIZE);
//fprintf(stderr, "mp3_bytes is %d./n", mp3_bytes);
if (mp3_bytes < 0)
{
printf("lame_encode_buffer_interleaved returned %d/n", mp3_bytes);
status = -1;
goto free_buffers;
}
else if(mp3_bytes > 0)
{
fwrite(mp3_buffer, 1, mp3_bytes, outfp);
}
}while (input_samples == INBUFSIZE);
mp3_bytes = lame_encode_flush(gfp, mp3_buffer, sizeof(mp3_buffer));
if (mp3_bytes > 0)
{
printf("writing %d mp3 bytes/n", mp3_bytes);
fwrite(mp3_buffer, 1, mp3_bytes, outfp);
}
free_buffers:
free(mp3_buffer);
free(input_buffer);
fclose(outfp);
fclose(infp);
close_lame:
lame_close(gfp);
exit:
return status;
}
int main(int argc, char** argv)
{
if (argc < 3)
{
printf("usage: lame_test rawinfile mp3outfile/n");
}
encode(argv[1], argv[2]);
return 0;
}
6.2 录音转MP3格式程序代码
/*
gcc -I /usr/include/lame/ -lmp3lame -o mp3_record mp3_record.c -lm
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <memory.h>
#include <linux/soundcard.h>
#include "lame.h"
#define BUFF_SIZE 512
#define INBUFF_SIZE 4096
#define MP3BUFF_SIZE (int) (1.25 * INBUFF_SIZE) + 7200
static int run=1;
static void stop(int signum)
{
fprintf(stderr, "exit/n");
run=0;
}
int SetFormat(int fd, unsigned int bit, unsigned int channel, unsigned int hz)
{
int ioctl_val;
/* set bit format */
ioctl_val = bit;
if(ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SETFMT, &ioctl_val) < 0)
{
fprintf(stderr, "Set fmt to bit %d failed:%s/n", bit, strerror(errno));
return -1;
}
if (ioctl_val != bit)
{
fprintf(stderr, "do not support bit %d, supported %d/n", bit,ioctl_val);
return (-1);
}
/*set channel */
ioctl_val = channel;
if ((ioctl(fd, SNDCTL_DSP_CHANNELS, &ioctl_val)) == -1)
{
fprintf(stderr, "Set Audio Channels %d failed:%s/n", channel, strerror(errno));
return (-1);
}
if (ioctl_val != channel)
{
fprintf(stderr, "do not support channel %d,supported %d/n", channel, ioctl_val);
return (-1);
}
/*set speed */
ioctl_val = hz;
if (ioctl(fd, SNDCTL_DSP_SPEED, &ioctl_val) == -1)
{
fprintf(stderr, "Set speed to %d failed:%s/n", hz, strerror(errno));
return (-1);
}
if (ioctl_val != hz)
{
fprintf(stderr, "do not support speed %d,supported is %d/n", hz,ioctl_val);
return (-1);
}
return 0;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int status =0;
int snd_f;
int fd_f;
lame_global_flags* gfp;
short *input_buff;
char *mp3_buff;
if(argc !=2)
{
fprintf(stderr, "useage: ./mp3_record test.mp3/n");
return -1;
}
signal(SIGINT,stop);
if((snd_f = open("/dev/dsp", O_RDONLY)) < 0)
{
fprintf(stderr, "open audio device error: %s", strerror(errno));
status = -1;
goto exit;
}
if((fd_f = open(argv[1], O_CREAT | O_WRONLY)) < 0)
{
fprintf(stderr, "open file error: %s", strerror(errno));
status = -1;
goto exit;
}
if (SetFormat(snd_f, 16, 2, 44100) < 0)
{
fprintf(stderr, "cannot set /dev/dsp in bit 16, channel 2, speed 44100/n");
status = -1;
goto exit;
}
gfp = lame_init();
if (gfp == NULL)
{
printf("lame_init failed/n");
status = -1;
goto exit;
}
int ret_code = lame_init_params(gfp);
if (ret_code < 0)
{
printf("lame_init_params returned %d/n",ret_code);
status = -1;
goto close_lame;
}
input_buff = (short *)malloc(INBUFF_SIZE*2);
mp3_buff = (char *)malloc(MP3BUFF_SIZE);
int samples;
int mp3_bytes;
int write_bytes;
int n=100;
while(run)
{
//while(n>0){
//n--;
//fprintf(stderr, "n is %d./n", n);
memset(input_buff, 0 , INBUFF_SIZE*2);
memset(mp3_buff, 0 , MP3BUFF_SIZE);
samples = read(snd_f, input_buff, INBUFF_SIZE*2);
if (samples < 0)
{
perror("read sound device failed");
status = -1;
goto free_buffers;
}
// fprintf(stderr, "samples is %d./n", samples);
mp3_bytes = lame_encode_buffer_interleaved(gfp, input_buff, samples/4, mp3_buff, MP3BUFF_SIZE);
//fprintf(stderr, "mp3_bytes is %d./n", mp3_bytes);
if (mp3_bytes < 0)
{
printf("lame_encode_buffer_interleaved returned %d/n", mp3_bytes);
status = -1;
goto free_buffers;
}
write_bytes = write(fd_f, mp3_buff, mp3_bytes);
//fprintf(stderr, "write_bytes is %d./n", write_bytes);
if(write_bytes < 0)
{
perror("write sound data file failed");
status = -1;
goto free_buffers;
}
}
mp3_bytes = lame_encode_flush(gfp, mp3_buff, sizeof(mp3_buff));
if (mp3_bytes > 0)
{
fprintf(stderr, "writing %d mp3 bytes/n", mp3_bytes);
if(write(fd_f, mp3_buff, mp3_bytes) <0)
fprintf(stderr, "'writing mp3 bytes error/n");
}
else
{
fprintf(stderr, "writing mp3 bytes 0/n");
}
free_buffers:
free(mp3_buff);
mp3_buff = NULL;
free(input_buff);
input_buff = NULL;
close(snd_f);
close(fd_f);
close_lame:
lame_close(gfp);
exit:
return status;
}
