最简单的基于FFMPEG的音频编码器（PCM编码为AAC）

Posted 2020-06-13

本文介绍一个最简单的基于FFMPEG的音频编码器。该编码器实现了PCM音频採样数据编码为AAC的压缩编码数据。编码器代码十分简单，可是每一行代码都非常重要。通过看本编码器的源码。能够了解FFMPEG音频编码的流程。

本程序使用最新版的类库（编译时间为2014.5.6）。开发平台为VC2010。全部的配置都已经做好，仅仅须要执行就能够了。

流程（2014.9.29更新）

以下附一张使用FFmpeg编码音频的流程图。

使用该流程。不仅能够编码AAC的音频，并且能够编码MP3，MP2等等各种FFmpeg支持的音频。图中蓝色背景的函数是实际输出数据的函数。

浅绿色的函数是音频编码的函数。

简介一下流程中各个函数的意义：

av_register_all()：注冊FFmpeg全部编解码器。

avformat_alloc_output_context2()：初始化输出码流的AVFormatContext。

avio_open()：打开输出文件。

av_new_stream()：创建输出码流的AVStream。

avcodec_find_encoder()：查找编码器。

avcodec_open2()：打开编码器。

avformat_write_header()：写文件头（对于某些没有文件头的封装格式，不须要此函数。比方说MPEG2TS）。

avcodec_encode_audio2()：编码音频。即将AVFrame（存储PCM採样数据）编码为AVPacket（存储AAC，MP3等格式的码流数据）。

av_write_frame()：将编码后的视频码流写入文件。

av_write_trailer()：写文件尾（对于某些没有文件头的封装格式。不须要此函数。比方说MPEG2TS）。

代码

 

/**
 *最简单的基于FFmpeg的音频编码器
 *Simplest FFmpeg Audio Encoder
 *
 *雷霄骅 Lei Xiaohua
 *[email protected]
 *中国传媒大学/数字电视技术
 *Communication University of China / Digital TV Technology
 *http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
 *
 *本程序实现了音频PCM採样数据编码为压缩码流（MP3。WMA，AAC等）。

 *是最简单的FFmpeg音频编码方面的教程。
 *通过学习本样例能够了解FFmpeg的编码流程。

 *This software encode PCM data to AAC bitstream.
 *It‘s the simplest audio encoding software based on FFmpeg. 
 *Suitable for beginner of FFmpeg 
 */

#include <stdio.h>

#define __STDC_CONSTANT_MACROS

#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
};
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#ifdef __cplusplus
};
#endif
#endif


int flush_encoder(AVFormatContext *fmt_ctx,unsigned int stream_index){
	int ret;
	int got_frame;
	AVPacket enc_pkt;
	if (!(fmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &
		CODEC_CAP_DELAY))
		return 0;
	while (1) {
		enc_pkt.data = NULL;
		enc_pkt.size = 0;
		av_init_packet(&enc_pkt);
		ret = avcodec_encode_audio2 (fmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,
			NULL, &got_frame);
		av_frame_free(NULL);
		if (ret < 0)
			break;
		if (!got_frame){
			ret=0;
			break;
		}
		printf("Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame!\tsize:%5d\n",enc_pkt.size);
		/* mux encoded frame */
		ret = av_write_frame(fmt_ctx, &enc_pkt);
		if (ret < 0)
			break;
	}
	return ret;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
	AVFormatContext* pFormatCtx;
	AVOutputFormat* fmt;
	AVStream* audio_st;
	AVCodecContext* pCodecCtx;
	AVCodec* pCodec;

	uint8_t* frame_buf;
	AVFrame* pFrame;
	AVPacket pkt;

	int got_frame=0;
	int ret=0;
	int size=0;

	FILE *in_file=NULL;	                        //Raw PCM data
	int framenum=1000;                          //Audio frame number
	const char* out_file = "tdjm.aac";          //Output URL
	int i;

	in_file= fopen("tdjm.pcm", "rb");

	av_register_all();

	//Method 1.
	pFormatCtx = avformat_alloc_context();
	fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);
	pFormatCtx->oformat = fmt;


	//Method 2.
	//avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);
	//fmt = pFormatCtx->oformat;

	//Open output URL
	if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0){
		printf("Failed to open output file!\n");
		return -1;
	}

	audio_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);
	if (audio_st==NULL){
		return -1;
	}
	pCodecCtx = audio_st->codec;
	pCodecCtx->codec_id = fmt->audio_codec;
	pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
	pCodecCtx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
	pCodecCtx->sample_rate= 44100;
	pCodecCtx->channel_layout=AV_CH_LAYOUT_STEREO;
	pCodecCtx->channels = av_get_channel_layout_nb_channels(pCodecCtx->channel_layout);
	pCodecCtx->bit_rate = 64000;  

	//Show some information
	av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);

	pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);
	if (!pCodec){
		printf("Can not find encoder!\n");
		return -1;
	}
	if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL) < 0){
		printf("Failed to open encoder!\n");
		return -1;
	}
	pFrame = av_frame_alloc();
	pFrame->nb_samples= pCodecCtx->frame_size;
	pFrame->format= pCodecCtx->sample_fmt;
	
	size = av_samples_get_buffer_size(NULL, pCodecCtx->channels,pCodecCtx->frame_size,pCodecCtx->sample_fmt, 1);
	frame_buf = (uint8_t *)av_malloc(size);
	avcodec_fill_audio_frame(pFrame, pCodecCtx->channels, pCodecCtx->sample_fmt,(const uint8_t*)frame_buf, size, 1);
	
	//Write Header
	avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);

	av_new_packet(&pkt,size);

	for (i=0; i<framenum; i++){
		//Read PCM
		if (fread(frame_buf, 1, size, in_file) <= 0){
			printf("Failed to read raw data! \n");
			return -1;
		}else if(feof(in_file)){
			break;
		}
		pFrame->data[0] = frame_buf;  //PCM Data

		pFrame->pts=i*100;
		got_frame=0;
		//Encode
		ret = avcodec_encode_audio2(pCodecCtx, &pkt,pFrame, &got_frame);
		if(ret < 0){
			printf("Failed to encode!\n");
			return -1;
		}
		if (got_frame==1){
			printf("Succeed to encode 1 frame! \tsize:%5d\n",pkt.size);
			pkt.stream_index = audio_st->index;
			ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);
			av_free_packet(&pkt);
		}
	}
	
	//Flush Encoder
	ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);
	if (ret < 0) {
		printf("Flushing encoder failed\n");
		return -1;
	}

	//Write Trailer
	av_write_trailer(pFormatCtx);

	//Clean
	if (audio_st){
		avcodec_close(audio_st->codec);
		av_free(pFrame);
		av_free(frame_buf);
	}
	avio_close(pFormatCtx->pb);
	avformat_free_context(pFormatCtx);

	fclose(in_file);

	return 0;
}

结果

程序执行完毕后。会将一个PCM採样数据文件（*.pcm）编码为AAC码流文件（*.aac）。

下载

 

simplest ffmpeg audio encoder

项目主页

SourceForge：https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegaudioencoder/

Github：https://github.com/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_audio_encoder

开源中国：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_audio_encoder

CSDNproject下载地址：

 http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7324091

PUDNproject下载地址：

http://www.pudn.com/downloads644/sourcecode/multimedia/detail2605236.html

更新-1.1 (2015.2.13)=========================================

这次考虑到了跨平台的要求，调整了源码。经过这次调整之后，源码能够在以下平台编译通过：

VC++：打开sln文件就可以编译，无需配置。

cl.exe：打开compile_cl.bat就可以命令行下使用cl.exe进行编译，注意可能须要依照VC的安装路径调整脚本里面的參数。编译命令例如以下。

::VS2010 Environment
call "D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\vcvarsall.bat"
::include
@set INCLUDE=include;%INCLUDE%
::lib
@set LIB=lib;%LIB%
::compile and link
cl simplest_ffmpeg_audio_encoder.cpp /link avcodec.lib avformat.lib avutil.lib ^
avdevice.lib avfilter.lib postproc.lib swresample.lib swscale.lib /OPT:NOREF

MinGW：MinGW命令行下执行compile_mingw.sh就可以使用MinGW的g++进行编译。

编译命令例如以下。

g++ simplest_ffmpeg_audio_encoder.cpp -g -o simplest_ffmpeg_audio_encoder.exe -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil

GCC：Linux或者MacOS命令行下执行compile_gcc.sh就可以使用GCC进行编译。编译命令例如以下。

gcc simplest_ffmpeg_audio_encoder.cpp -g -o simplest_ffmpeg_audio_encoder.out -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil

PS：相关的编译命令已经保存到了project目录中


CSDN下载地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8445209

SourceForge上已经更新。