上次成功通过FFmpeg采集麦克风的PCM数据,这次针对上一次的程序进行了改造,使用AAC编码采集后的数据。

(传送门) JavaCV FFmpeg采集麦克风PCM音频数据

采集麦克风数据是一个解码过程,而将采集后的数据进行AAC编码则是编码过程,如图:



从上图可以看出,编码过程,数据流是从AVFrame流向AVPacket,而解码过程正好相反,数据流是从AVPacket流向AVFrame。

javacpp-ffmpeg依赖:

<dependency>
<groupId>org.bytedeco.javacpp-presets</groupId>
<artifactId>ffmpeg</artifactId>
<version>${ffmpeg.version}</version>
</dependency>

FFmpeg编码的过程是解码的逆过程,不过主线流程是类似的,如下图:

基本上主要的步骤都是:

  1. 查找编码/解码器
  2. 打开编码/解码器
  3. 进行编码/解码

在FFmpeg的demo流程中其实还有创建流avformat_new_stream(),写入头部信息avformat_write_header()和尾部信息av_write_trailer()等操作,这里只是将PCM数据编码成AAC,所以可以暂时不需要考虑这些操作。

将采集音频流数据进行AAC编码的整体流程主要有以下几个步骤:

  1. 采集音频帧
  2. 将视音频帧重采样
  3. 构建AAC编码器
  4. 对音频帧进行编码
采集音频帧

采集音频流中的音频帧在上一次采集PCM数据的时候已经实现了,主要是从AVFormatContext中用av_read_frame()读取音频数据并进行解码(avcodec_decode_audio4()),实现代码如下:

public AVFrame grab() throws FFmpegException {
if (av_read_frame(pFormatCtx, pkt) >= 0 && pkt.stream_index() == audioIdx) {
ret = avcodec_decode_audio4(pCodecCtx, pFrame, got, pkt);
if (ret < 0) {
throw new FFmpegException(ret, "avcodec_decode_audio4 解码失败");
}
if (got[0] != 0) {
return pFrame;
}
av_packet_unref(pkt);
}
return null;
}

这样通过grab()方法就可以获取到音频流中的音频帧了。

音频帧重采样

在进行AAC编码之前,如果采集的音频帧信息格式跟编码器信息不一致则需要进行重采样,用到的是FFmpeg的SwrContext组件,下面的AudioConverter是对SwrContext封装的组件,内部实现了AVFrame的填充及SwrContext的初始化,使用方式如下:

// 1. 创建AudioConverter,指定转化格式为AV_SAMPLE_FMT_S16
AudioConverter.create(src_channel_layout, src_sample_fmt, src_sample_rate,
dst_channel_layout, AV_SAMPLE_FMT_S16, dst_sample_rate, dst_nb_samples);
// 2. 对音频帧进行转化swr_convert
converter.convert(pFrame);

AudioConverter的convert方式,实际上也是调用了SwrContext的swr_convert方法:

swr_convert(swrCtx, new PointerPointer<>(buffer), bufferLen, pFrame.data(), pFrame.nb_samples());
构建AAC编码器

进行AAC编码之前需要构建AAC编码器,根据上面的流程图利用avcodec_find_encoder()avcodec_alloc_context3()实现编码器的创建和参数配置,最后用avcodec_open()打开编码器,完整的初始化代码如下:

public static AudioAACEncoder create(int channels, int sample_fmt, int sample_rate, Consumer<byte[]> aacBufConsumer, Map<String, String> opts) throws FFmpegException {
AudioAACEncoder a = new AudioAACEncoder();
// 查找AAC编码器
a.pCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_AAC);
if (a.pCodec == null) {
throw new FFmpegException("初始化 AV_CODEC_ID_AAC 编码器失败");
}
// 初始化编码器信息
a.pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(a.pCodec);
a.pCodecCtx.codec_id(AV_CODEC_ID_AAC);
a.pCodecCtx.codec_type(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
a.pCodecCtx.sample_fmt(sample_fmt);
a.pCodecCtx.sample_rate(sample_rate);
a.pCodecCtx.channel_layout(av_get_default_channel_layout(channels));
// 音频参数设置
a.pCodecCtx.channels(av_get_channel_layout_nb_channels(a.pCodecCtx.channel_layout()));
a.pCodecCtx.bit_rate(64000);
// 其他参数设置
AVDictionary dictionary = new AVDictionary();
opts.forEach((k, v) -> av_dict_set(dictionary, k, v, 0));
a.ret = avcodec_open2(a.pCodecCtx, a.pCodec, dictionary);
if (a.ret < 0) {
throw new FFmpegException(a.ret, "avcodec_open2 编码器打开失败");
}
// 填充音频帧
a.aacFrame = av_frame_alloc();
a.aacFrame.nb_samples(a.pCodecCtx.frame_size());
a.aacFrame.format(a.pCodecCtx.sample_fmt());
a.aacFrameSize = av_samples_get_buffer_size((IntPointer) null, a.pCodecCtx.channels(), //
a.pCodecCtx.frame_size(), a.pCodecCtx.sample_fmt(), 1);
// pCodecCtx.sample_fmt() = S16
// AutoCloseable
a.buffer = new BytePointer(av_malloc(a.aacFrameSize)).capacity(a.aacFrameSize);
avcodec_fill_audio_frame(a.aacFrame, a.pCodecCtx.channels(), a.pCodecCtx.sample_fmt(), a.buffer, a.aacFrameSize, 1); a.pkt = new AVPacket();
a.pcmBuffer = new byte[DEF_PCM_BUFFER_SIZE];
a.aacBuffConsumer = aacBufConsumer;
return a;
}

这里需要特别注意的是,不是每一帧pcm数据都能编码成为一帧AAC音频帧,所以这里通过Consumer<byte[]> aacBufConsumer指定回调来消费编码完成的AAC音频帧。

对音频帧进行编码

编码器构建完成后就可以对音频帧进行编码了,入参为AVFrame,出参通过Consumer<byte[]> aacBufConsumer指定回调输出byte[],就如上面提到,不是一帧PCM音频数据就能编码成一帧AAC数据,所以这里需要就多帧pcm音频帧进行编码,并缓存未编码的pcm数据留到下一次编码。

public void encode(AVFrame avFrame) throws FFmpegException {
// 计算Pcm容量
int size = AudioUtils.toPcmFrameSize(avFrame, pCodecCtx.channels(), pCodecCtx.sample_fmt());
byte[] buff = new byte[size];
avFrame.data(0).get(buff); System.arraycopy(buff, 0, pcmBuffer, offset, size);
offset += size;
capacity += size; while (capacity >= aacFrameSize) {
byte[] aacBuf = new byte[aacFrameSize];
System.arraycopy(pcmBuffer, 0, aacBuf, 0, aacFrameSize);
aacFrame.data(0).put(aacBuf);
// 减去已经用于编码的buff
capacity -= aacFrameSize;
offset = capacity;
if (capacity > 0) { // 如果还有剩余,则放入buffer最前面
byte[] lBuff = new byte[capacity];
System.arraycopy(pcmBuffer, aacFrameSize, lBuff, 0, capacity);
System.arraycopy(lBuff, 0, pcmBuffer, 0, capacity);
} ret = avcodec_encode_audio2(pCodecCtx, pkt, aacFrame, got);
if (ret < 0) {
throw new FFmpegException(ret, "avcodec_encode_audio2 音频编码失败");
}
if (got[0] != 0) {
byte[] pktBuff = new byte[pkt.size()];
pkt.data().get(pktBuff);
if (aacBuffConsumer != null) {
aacBuffConsumer.accept(pktBuff);
}
av_packet_unref(pkt);
}
}
}

最后只需要调整一下上一次的主程序,将读取pcm数据的部分,调整为将AVFrame丢进编码器,拉取byte数组即可。

public static void main(String[] args) throws FFmpegException, FileNotFoundException {
FFmpegRegister.register();
AudioGrabber a = AudioGrabber.create("External Mic (Realtek(R) Audio)"); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("s16.aac"));
AudioAACEncoder encoder = AudioAACEncoder.create(a.channels(), a.sample_fmt(), a.sample_rate(), buff -> {
try {
fos.write(buff);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
});
for (int i = 0; i < 100; i++) {
encoder.encode(a.grab());
}
encoder.release();
a.release();
}

最终采集编码后的AAC数据可以用VLC播放:

这里对比一下,同样的100帧pcm数据和aac数据的大小,相差还是很大的。

=========================================================

AAC编码源码可关注公众号 “HiIT青年” 发送 “ffmpeg-aac” 获取。



关注公众号,阅读更多文章。

JavaCV FFmpeg AAC编码的更多相关文章

  1. Ffmpeg AAC 编码错误 Input contains (near) NaN/+-Inf

    Ffmpeg AAC编码 如果传入参Frame的Sample Format 为 AV_SAMPLE_FMT_S16,会出现 错误提示 Input contains (near) NaN/+-Inf,需 ...

  2. JavaCV FFmpeg H264编码

    上次成功通过FFmpeg采集摄像头的YUV数据,这次针对上一次的程序进行了改造,使用H264编码采集后的数据. (传送门) JavaCV FFmpeg采集摄像头YUV数据 采集摄像头数据是一个解码过程 ...

  3. 开发RTSP 直播软件 H264 AAC 编码

    上一篇对摄像头预览,拍照做了大概的介绍,现在已经可以拿到视频帧了,在加上 RTSP 实现,就是直播的雏形,当然还要加上一些 WEB 管理和手机平台的支援,就是一整套直播软件. 介绍一些基础概念:RTP ...

  4. ffmpeg音频编码

    在弄音频采集时,需要设置缓存的大小,如果只是简单的采集和直接播放PCM数据,缓存的大小一般不影响播放和保存. 但是,如果需要使用FFMpeg音频编码,这时,音频缓存的大小必须设置av_samples_ ...

  5. C++实现RTMP协议发送H.264编码及AAC编码的音视频

    http://www.cnblogs.com/haibindev/archive/2011/12/29/2305712.html C++实现RTMP协议发送H.264编码及AAC编码的音视频 RTMP ...

  6. C++实现RTMP协议发送H.264编码及AAC编码的音视频(转)

    C++实现RTMP协议发送H.264编码及AAC编码的音视频(转) RTMP(Real Time Messaging Protocol)是专门用来传输音视频数据的流媒体协议,最初由Macromedia ...

  7. 【转】C++实现RTMP协议发送H.264编码及AAC编码的音视频

    RTMP(Real Time Messaging Protocol)是专门用来传输音视频数据的流媒体协议,最初由Macromedia 公司创建,后来归Adobe公司所有,是一种私有协议,主要用来联系F ...

  8. JavaCV 学习(二):使用 JavaCV + FFmpeg 制作拉流播放器

    一.前言 在 Android 音视频开发学习思路 中,我们不断的学习和了解音视频相关的知识,随着知识点不断的学习,我们现在应该做的事情,就是将知识点不断的串联起来.这样才能得到更深层次的领悟.通过整理 ...

  9. RTMP协议发送H.264编码及AAC编码的音视频,实现摄像头直播

    RTMP(Real Time Messaging Protocol)是专门用来传输音视频数据的流媒体协议,最初由Macromedia 公司创建,后来归Adobe公司所有,是一种私有协议,主要用来联系F ...

随机推荐

  1. 第15.38节 PyQt(Python+Qt)入门学习:containers容器类部件QDockWidget停靠窗功能详解

    专栏:Python基础教程目录 专栏:使用PyQt开发图形界面Python应用 专栏:PyQt入门学习 老猿Python博文目录 一.概述 QDockWidget类提供了一个可以停靠在QMainWin ...

  2. 初识python-名片管理系统v1.0

    一.项目说明 本项目分享一个简单的名片管理系统,主要是通过实现简单的功能,来学习python基础. 具体功能有:新建名片.显示全部名片.查询.修改.删除名片 通过对名片的增删改查,来快速看懂pytho ...

  3. HTTP助记

    1** 信息,服务器收到请求,需要请求者继续执行操作 100 continue 继续,客户端应继续请求 101 swithching protocls 切换协议,服务器根据客户端的请求切换协议.只能切 ...

  4. 模拟数组 push() 方法

    var array =[]; Array.prototype.push = function (){ for (var i=0; i< arguments.length; i++){ this[ ...

  5. jmeter.墨振文档

    jmeter 介绍 Apache JMeter是Apache组织开发的基于Java的压力测试工具 (1).它可以用于测试静态和动态资源,例如静态文件.Java 小服务程序.CGI 脚本.Java 对象 ...

  6. 个人项目作业--WC的实现

     GitHub项目地址 https://github.com/1721819634/WC 1.Word Count 项目要求: wc.exe 是一个常见的工具,它能统计文本文件的字符数.单词数和行数. ...

  7. 总括订单Blanket order

    总括订单Blanket order是客户向其供应方发出的采购订单,但其中包含一段时间内的多个交货日期,通常使用谈判时的预定价格.大多数情况下,它用于对消耗性商品有经常性需求的情况.总括订单通常用于客户 ...

  8. POJ2466 棋盘覆盖

    一张\(n*m\)的棋盘,有\(k\)个点不能被覆盖,问其余点能不能被\(1*2\)的小矩形完全覆盖,多测 这题先输入\(m\)是什么鬼啊!!! 其实是一个比较裸的二分图判定,把\(k\)个点挖去然后 ...

  9. utc时间转换为太平洋时间

    方法一 from datetime import datetime from pytz import timezone cst_tz = timezone('Asia/Shanghai') utc_t ...

  10. Vulnhub实战靶场:ME AND MY GIRLFRIEND: 1

    一.环境搭建 1.官网下载连接:https://www.vulnhub.com/entry/me-and-my-girlfriend-1,409/ 2.下载之后,使用Oracle VM Virtual ...