harmony 鸿蒙音频解码

  • 2023-06-24
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音频解码

开发者可以调用本模块的Native API接口，完成音频解码，即将媒体数据解码为PCM码流。

当前支持的解码能力如下:

容器规格 音频解码类型
mp4 AAC、MPEG(MP3)、Flac、Vorbis
m4a AAC
flac Flac
ogg Vorbis
aac AAC
mp3 MPEG(MP3)

适用场景

  • 音频播放

在播放音频之前，需要先解码音频，再将数据输送到硬件扬声器播放。 - 音频渲染

在对音频文件进行音效处理之前，需要先解码再由音频处理模块进行音频渲染。 - 音频编辑

音频编辑（如调整单个声道的播放倍速等）需要基于PCM码流进行，所以需要先将音频文件解码。

开发指导

详细的API说明请参考API文档。 参考以下示例代码，完成音频解码的全流程，包括：创建解码器，设置解码参数（采样率/码率/声道数等），开始，刷新，重置，销毁资源。

在应用开发过程中，开发者应按一定顺序调用方法，执行对应操作，否则系统可能会抛出异常或生成其他未定义的行为。具体顺序可参考下列开发步骤及对应说明。

如下为音频解码调用关系图： Invoking relationship of audio decode stream

在 CMake 脚本中链接动态库

target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_codecbase.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_core.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_adec.so)

开发步骤

  1. 添加头文件。
   #include <multimedia/player_framework/native_avcodec_audiodecoder.h>
   #include <multimedia/player_framework/avcodec_audio_channel_layout.h>
   #include <multimedia/player_framework/native_avcapability.h>
   #include <multimedia/player_framework/native_avcodec_base.h>
   #include <multimedia/player_framework/native_avformat.h>

  1. 创建解码器实例对象。

    //c++标准库命名空间
using namespace std;
//通过 codecname 创建解码器
OH_AVCapability *capability = OH_AVCodec_GetCapability(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_MPEG, false);
const char *name = OH_AVCapability_GetName(capability);
OH_AVCodec *audioDec = OH_AudioDecoder_CreateByName(name);

    //通过 Mimetype 创建解码器
OH_AVCodec *audioDec = OH_AudioDecoder_CreateByMime(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_MPEG);

    // 初始化队列
class ADecSignal {
public:
    mutex inMutex_;
    mutex outMutex_;
    mutex startMutex_;
    condition_variable inCond_;
    condition_variable outCond_;
    condition_variable startCond_;
    queue<uint32_t> inQueue_;
    queue<uint32_t> outQueue_;
    queue<OH_AVMemory *> inBufferQueue_;
    queue<OH_AVMemory *> outBufferQueue_;
    queue<OH_AVCodecBufferAttr> attrQueue_;
};
ADecSignal *signal_;

  2. 调用OH_AudioDecoder_SetCallback()设置回调函数。 注册回调函数指针集合OH_AVCodecAsyncCallback，包括：

    • OH_AVCodecOnError：解码器运行错误。
    • OH_AVCodecOnStreamChanged：码流信息变化，如声道变化等。
    • OH_AVCodecOnNeedInputData：运行过程中需要新的输入数据，即解码器已准备好，可以输入数据。
    • OH_AVCodecOnNewOutputData：运行过程中产生了新的输出数据，即解码完成。

开发者可以通过处理该回调报告的信息，确保解码器正常运转。

```cpp

// OH_AVCodecOnError回调函数的实现 static void OnError(OH_AVCodec *codec, int32_t errorCode, void *userData) { (void)codec; (void)errorCode; (void)userData; } // OH_AVCodecOnStreamChanged回调函数的实现 static void OnStreamChanged(OH_AVCodec *codec, OH_AVFormat *format, void*userData) { (void)codec; (void)format; (void)userData; } // OH_AVCodecOnNeedInputData回调函数的实现 static void onNeedInputData(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVMemory*data, void *userData) { (void)codec; ADecSignal *signal = static_cast(userData); uniquelock lock(signal->inMutex); signal->inQueue.push(index); signal->inBufferQueue.push(data); signal->inCond_.notify_all(); // 解码输入码流送入InputBuffer队列 } // OH_AVCodecOnNewOutputData回调函数的实现 static void onNeedOutputData(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVMemory*data, OH_AVCodecBufferAttr *attr, void *userData) { (void)codec; ADecSignal *signal = static_cast(userData); uniquelock lock(signal->outMutex); signal->outQueue.push(index); signal->outBufferQueue.push(data); if (attr) { signal->attrQueue.push(*attr); } signal->outCond.notify_all(); // 将对应输出buffer的 index 送入OutputQueue队列 // 将对应解码完成的数据data送入OutputBuffer队列 } signal = new ADecSignal(); OH_AVCodecAsyncCallback cb = {&OnError, &OnStreamChanged, &onNeedInputData, &onNeedOutputData}; // 配置异步回调 int32_t ret = OH_AudioDecoderSetCallback(audioDec, cb, signal); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } “`

  1. 调用OH_AudioDecoder_Configure()配置解码器。 配置必选项：采样率、码率、声道数；可选项：最大输入长度。

    • AAC解码 需要额外标识是否为adts类型否则会被认为是latm类型
    // 设置解码分辨率
int32_t ret;
// 配置音频采样率（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_SMAPLERATE = 44100; 
// 配置音频码率（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_BITRATE = 32000;
// 配置音频声道数（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
// 配置最大输入长度（可选）
constexpr uint32_t DEFAULT_MAX_INPUT_SIZE = 1152;
// 配置是否为ADTS解码（acc）
constexpr uint32_t DEFAULT_AAC_TYPE = 1;
OH_AVFormat *format = OH_AVFormat_Create();
// 写入format
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE,DEFAULT_SMAPLERATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_BITRATE,DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT,DEFAULT_CHANNEL_COUNT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_MAX_INPUT_SIZE,DEFAULT_MAX_INPUT_SIZE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AAC_IS_ADTS, DEFAULT_AAC_TYPE);
// 配置解码器
ret = OH_AudioDecoder_Configure(audioDec, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

  2. 调用OH_AudioDecoder_Prepare()，解码器就绪。

    ret = OH_AudioDecoder_Prepare(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

  3. 调用OH_AudioDecoder_Start()启动解码器，进入运行态。

    unique_ptr<ifstream> inputFile_ = make_unique<ifstream>();
unique_ptr<ofstream> outFile_ = make_unique<ofstream>();
// 打开待解码二进制文件路径
inputFile_->open(inputFilePath.data(), ios::in|ios::binary); 
//配置解码文件输出路径
outFile_->open(outputFilePath.data(), ios::out|ios::binary);
// 开始解码
ret = OH_AudioDecoder_Start(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}

  4. 调用OH_AudioDecoder_PushInputData()，写入待解码的数据。

如果是结束，需要对flag标识成AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS。

```c++
// 配置buffer info信息
OH_AVCodecBufferAttr info;
// 设置输入尺寸、偏移量、时间戳等信息
auto buffer = signal_->inBufferQueue_.front();
int64_t size;
int64_t pts;
inputFile_.read(reinterpret_cast<char *>(&size), sizeof(size));
if (inputFile_->eof()) {
    size = 0;
    info.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS;
} else {
    inputFile_.read(reinterpret_cast<char *>(&pts), sizeof(pts));
    inputFile_.read((char *)OH_AVMemory_GetAddr(buffer), size);
    info.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_CODEC_DATA;
}
info.size = size;
info.offset = 0;
info.pts = pts;
uint32_t index = signal_->inQueue_.front();
// 送入解码输入队列进行解码, index为对应队列下标
int32_t ret = OH_AudioDecoder_PushInputData(audioDec, index, info);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}
```

  1. 调用OH_AudioDecoder_FreeOutputData()，输出解码后的PCM码流。

    OH_AVCodecBufferAttr attr = signal_->attrQueue_.front();
OH_AVMemory *data = signal_->outBufferQueue_.front();
uint32_t index = signal_->outQueue_.front();
// 将解码完成数据data写入到对应输出文件中
outFile_->write(reinterpret_cast<char *>(OH_AVMemory_GetAddr(data)), attr.size);
// buffer 模式, 释放已完成写入的数据
ret = OH_AudioDecoder_FreeOutputData(audioDec, index);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

  2. （可选）调用OH_AudioDecoder_Flush()刷新解码器。 调用OH_AudioDecoder_Flush()后，解码器仍处于运行态，但会将当前队列清空，将已解码的数据释放。 此时需要调用OH_AudioDecoder_Start()重新开始解码。 使用情况：

    • 在文件EOS之后，需要调用刷新
    • 在执行过程中遇到可继续执行的错误时（即OH_AudioDecoder_IsValid 为true）调用
    // 刷新解码器 audioDec
ret = OH_AudioDecoder_Flush(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}
// 重新开始解码
ret = OH_AudioDecoder_Start(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

  3. （可选）调用OH_AudioDecoder_Reset()重置解码器。 调用OH_AudioDecoder_Reset()后，解码器回到初始化的状态，需要调用OH_AudioDecoder_Configure()重新配置，然后调用OH_AudioDecoder_Start()重新开始解码。

    // 重置解码器 audioDec
ret = OH_AudioDecoder_Reset(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}
// 重新配置解码器参数
ret = OH_AudioDecoder_Configure(audioDec, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}

  4. 调用OH_AudioDecoder_Stop()停止解码器。

    // 终止解码器 audioDec
ret = OH_AudioDecoder_Stop(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

  5. 调用OH_AudioDecoder_Destroy()销毁解码器实例，释放资源。

    注意：不要重复销毁解码器

    // 调用OH_AudioDecoder_Destroy, 注销解码器
ret = OH_AudioDecoder_Destroy(audioDec);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
} else {
    audioDec = NULL; //不可重复destroy
}

相关实例

针对音频解码，有以下相关实例可供参考：

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