ffmpeg音视频编码入门：音频编码（pcm编码aac）

关于frame中nb_samples字段的解释：

nb_samples表示一帧音频数据中采样的数量（次数）（每通道），nb_samples与具体的码流类型和编码级别有关。nb_samples和AVCodecContext中的frame_size相同。

采样率44100Khz，采样格式s16，双声道时：

一秒44100个采样点（两个声道各有22050个采样点），一个采样点2字节（16位），总数据量为88200字节；一帧nb_samples次采样，数据量为nb_samples x 2 x 2；一秒有88200/（nb_sample x 4）帧音频。

编码类型 NB_SAMPLES MP3 1152 AAC LC 1024 AAC HE V2 2048

数据格式AV_SAMPLE_FMT_S16和AV_SAMPLE_FMT_FLTP：

枚举中末尾带P表示存储模式为Planar，否则为Packed。

enum AVSampleFormat {
    AV_SAMPLE_FMT_NONE = -1,
    AV_SAMPLE_FMT_U8,          ///< unsigned 8 bits
    AV_SAMPLE_FMT_S16,         ///< signed 16 bits
    AV_SAMPLE_FMT_S32,         ///< signed 32 bits
    AV_SAMPLE_FMT_FLT,         ///< float
    AV_SAMPLE_FMT_DBL,         ///< double

    AV_SAMPLE_FMT_U8P,         ///< unsigned 8 bits, planar
    AV_SAMPLE_FMT_S16P,        ///< signed 16 bits, planar
    AV_SAMPLE_FMT_S32P,        ///< signed 32 bits, planar
    AV_SAMPLE_FMT_FLTP,        ///< float, planar
    AV_SAMPLE_FMT_DBLP,        ///< double, planar
    AV_SAMPLE_FMT_S64,         ///< signed 64 bits
    AV_SAMPLE_FMT_S64P,        ///< signed 64 bits, planar

    AV_SAMPLE_FMT_NB           ///< Number of sample formats. DO NOT USE if linking dynamically
};

存储模式会影响到AVFrame数据的读写。对于Packed的数据，frame->data[]只有一个维度，即所有数据都是在frame->data[0]中。而对于Planar的数据，frame->data[]有多维，每个维度（frame->data[i]）存放不同声道的数据。

PCM数据的格式为AV_SAMPLE_FMT_S16，AAC解码输出的数据为浮点型的 AV_SAMPLE_FMT_FLTP 格式。

audio_encode.c 代码

#include 
#include 
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"

// 只编码，不重采样
void audio_encode(const char *pcmfile, const char *aacfile) {
    FILE *sfp = fopen(pcmfile, "r");
    if (sfp == NULL) {
        printf("fail to open pcmile\n");
        goto _Error;
    }
    FILE *dfp = fopen(aacfile, "w+");
    if (dfp == NULL) {
        printf("failed to open aacfile\n");
        goto _Error;
    }
    
    // 1. 初始化pcm_frame，保存每帧pcm数据
    AVFrame *pcm_frame;
    pcm_frame = av_frame_alloc();
    pcm_frame->format = AV_SAMPLE_FMT_S16;
    pcm_frame->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    pcm_frame->sample_rate = 44100;
    pcm_frame->channels = 2;
    // nb_samples的值与具体的编码协议有关
    pcm_frame->nb_samples = 2048;    // 一帧中有多少个采样点
    av_frame_get_buffer(pcm_frame, 0);
    
    // 2. 找到合适的编码器
    AVCodec *cod = avcodec_find_encoder_by_name("libfdk_aac");
    if (cod == NULL) {
        av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "fail to find codec\n");
        goto _Error;
    }
    
    // 3. 设置其编码选项
    AVCodecContext *cod_ctx = avcodec_alloc_context3(cod);
    cod_ctx->profile = FF_PROFILE_AAC_HE_V2;        // 编码协议
    cod_ctx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;       // 音频编码
    cod_ctx->sample_fmt = pcm_frame->format;        
    cod_ctx->channel_layout = pcm_frame->channel_layout;
    cod_ctx->channels = pcm_frame->channels;
    cod_ctx->sample_rate = pcm_frame->sample_rate;  // 采样率


    // 4. 打开编码器
    if (avcodec_open2(cod_ctx, cod, NULL) < 0) {
        av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "fail to open codec\n");
        goto _Error;
    }
    printf("frame_size:%d\n", cod_ctx->frame_size); 

    // 5. 初始化packet
    int count = 0;
    AVPacket *packet = av_packet_alloc();
    int frame_size = pcm_frame->nb_samples * \
            av_get_bytes_per_sample(pcm_frame->format) * pcm_frame->channels; 

    while (1) {
        // AV_SAMPLE_FMT_S16是packed格式的, 声道数据LRLRLRLRLR...
        // 所以pcm_frame->data[]是一维的
        int ret = fread(pcm_frame->data[0], 1, frame_size, sfp);
        if (ret < 0) {
            printf("fail to read raw data\n");
            goto _Error;
        } else if (ret == 0) {
            break;
        }
        pcm_frame->pts = count;

        // 原始数据发送到编码器
        if (avcodec_send_frame(cod_ctx, pcm_frame) < 0) {
            printf("fail to send frame\n");
            goto _Error;
        }

        // 获取编码数据
        if (avcodec_receive_packet(cod_ctx, packet) >= 0) {
            fwrite(packet->data, 1, packet->size, dfp);
            count++;
            av_packet_unref(packet);
            printf("receive %d frame\n", count);
        }
    }

_Error:
    if (sfp) {
        fclose(sfp);
    }
    if (dfp) {
        fclose(dfp);
    }
    if (cod_ctx) {
        avcodec_close(cod_ctx);
        avcodec_free_context(&cod_ctx);
    }
    if (pcm_frame) {
        av_frame_free(&pcm_frame);
    }
    if (packet) {
        av_packet_free(&packet);
    }
}


int main(int argc, char const* argv[])
{
    audio_encode("output.pcm", "output.aac");
    return 0;
}

编译测试

./myrun.sh audio_encode.c && ./a.out

ffplay output.aac -nodisp

参考：

PCM音频数据

ffmpeg音频小结

转自：ffmpeg音视频编码入门：音频编码（pcm编码aac）_zhou jiabo的博客-CSDN博客_ffmpeg 音频编码