编码PCM数据到AAC,详解(使用faac)

关于AAC的编码我找了相当多的相关资料,最开始是打算使用雷霄骅同学所贡献的ffmpeg方式来做,一开始本来通过ffmpeg进行视频解码时已经使用了最新的接口,最后在参照雷神博客时发现了暗坑,雷神用的库版本支持aac编码格式为AV_SAMPLE_FMT_S16,但是新版已经只支持AV_SAMPLE_FMT_FLTP,如果参照雷神的逻辑来使用,基本上没有办法编码成功。于是只能放弃ffmpeg自带aac编码器,使用比较常用的faac来进行编码。

faac官网链接:http://www.audiocoding.com/faac.html
官网下载有时会有些问题,可以下载我的faac1.28 链接:https://pan.baidu.com/s/1xqvyZotTmPPB0D5ica8MyA 密码:xgza

下载解压后进入libfaac,用vs打开libfaac_dll_drm.sln重新生成release版本,就可以在ReleaseDLL文件里找到dll和lib文件。将库加到工程里后就可以开始编码了。

首先声明编码所需类和变量

    unsigned long sampleRate = 44100;  //编码采样率
    unsigned int numChannels = 2;         //编码声道数
    unsigned long inputSample = 0;        //输入样本大小,在打开编码器时会得到此值
    unsigned long maxOutputBytes = 0;  //最大输出,编码后的输出数据大小不会高于这个值,也是打开编码器时获得
    unsigned int    mPCMBitSize = 16;    //pcm位深,用于计算一帧pcm大小

    int mPCMBufferSize = 0;    //一帧PCM缓存大小
    int mCountSize = 0;           //计算缓存大小
    char* mPCMBuffer;           //PCM缓存

    faacEncHandle encoder;    //faac编码器句柄
    faacEncConfigurationPtr config;   //faac设置类

编码准备第一步
打开编码器:

@param sampleRate :编码采样率
@param numChannels:声道数
@param inputSample:  输入样本大小
@param maxOutputBytes: 输出数据最大值
@return encoder:编码器句柄
encoder = faacEncOpen(sampleRate, numChannels, &inputSample, &maxOutputBytes);

第二步
对编码器进行设置;

    config = faacEncGetCurrentConfiguration(encoder);   //获取当前编码器的设置句柄  
    config->aacObjectType = LOW;    //设置AAC类型
    config->useLfe = 0;    //是否允许一个声道为低频通道
    config->useTns = 1;  //是否使用瞬时噪声定形滤波器(具体作用不是很清楚)
    config->allowMidside = 0;  //是否允许midSide coding (在MPEG-2 AAC 系统中,M/S(Mid/Side) Stereo coding被提供在多声道信号中,每个声道对(channel pair)的组合,也就是每个通道对,是对称地排列在人耳听觉的左右两边,其方式简单,且对位串不会引起较显著的负担。 一般其在左右声道数据相似度大时常被用到,并需记载每一频带的四种能量临界组合,分别为左、右、左右声道音频合并(L+R)及相减(L-R)的两种新的能量。一般,若所转换的Sid声道的能量较小时,M/S Stereo coding 可以节省此通道的位数,而将多余的位应用于另一个所转换的声道,即Mid 声道,进而可提高此编码效率。)
    config->outputFormat =1;  // RAW_STREAM = 0, ADTS_STREAM=1  (ADTS可以实现单帧单独解码,raw由于缺少头无法单帧解码,因此无法做实时传输)
    config->bitRate =48000;  //设置比特率
    config->inputFormat = FAAC_INPUT_16BIT;  //设置输入PCM格式
    faacEncSetConfiguration(encoder, config);   //应用设置

第三步
计算PCM缓存所需大小以分配相应空间

    mPCMBufferSize = inputSample * mPCMBitSize / 8;
    mPCMBuffer = new char[mPCMBufferSize];

最终,开始编码了!!!

@param pcmData :pcm数据
@param size: pcm数据长度
startEncode(char* pcmData,int size)
{
       //判断pcm缓存区是否已满,如果没有,继续添加下一次数据,用mCountSize进行记数
    if (mCountSize<mPCMBufferSize)
    {
        memcpy(mPCMBuffer +mCountSize,pcmData,size);
        mCountSize += size;
    }
    else
    {
        mCountSize = 0;   //缓存区已满,重置记数
        unsigned char* aacData = new unsigned char[maxOutputBytes];   //编码后输出数据(也就是AAC数据)存放位置
        
        //开始编码,encoder为编码器句柄,mPCMBuffer为PCM数据,inputSample为打开编码器时得到的输入样本数据
        //aacData为编码后数据存放位置,maxOutputBytes为编码后最大输出字节数,ret为编码后数据长度
        int ret = faacEncEncode(encoder, (int32_t *)mPCMBuffer, inputSample, 
            aacData, maxOutputBytes);  
        //ret为0时不代表编码失败,而是编码速度较慢,导致缓存还未完全flush,可用一个循环继续调用编码接口,当 ret>0 时表示编码成功,且返回值为编码后数据长度
           while (ret == 0)
        {
            ret = faacEncEncode(encoder, (int32_t *)mPCMBuffer, inputSample, aacData, maxOutputBytes);
        }

            if (ret > 0)
        {
            TRACE(_T("encode voice success !\n"));
            //到这里已经编码成功,aacData为编码后数据
            //我是写入一个自定义AACData结构体并放入队列进行处理,这里的aacData可按情况自行处理(如直接写入文件)
            AACData* aac = new AACData();
            aac->aacData = aacData;
            aac->size = ret;
            m_aacFrameQueue->push(aac);
        }
        else
        {
            TRACE(_T("encode failed!!\n"));
        }
    }
}

一开始在编码这里卡住很久,因为在采集pcm数据的过程中,并非每次都是完整一帧,也不知道编码器一次究竟需要多大的pcm数据样本,后来通过一通搜刮,计算出pcm缓存大小,再送入编码器也就成功了

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