音視頻/FFmpeg #Qt
Qt-FFmpeg開發-使用libavcodec API的音頻解碼示例（MP3轉pcm）
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- Qt-FFmpeg開發-使用libavcodec API的音頻解碼示例（MP3轉pcm）
- 1、概述
- 2、實作效果
- 3、主要代碼
- 4、完整源代碼
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1、概述
- 最近研究了一下FFmpeg開發，功能實在是太強大了，網上ffmpeg3、4的文章還是很多的，但是學習嘛，最新的還是不能放過，就選了一個最新的ffmpeg n5.1.2版本，和3、4版本api變化還是挺大的；
- 這是一個libavcodec API示例；
- 這里主要是研究FFmpeg官方示例產生的一個程式，官方示例可以看Examples；
- 由于官方示例有一些小問題，編譯沒通過，并且是通過命令列執行，不方便，這里通過修改為使用Qt實作這個音頻解碼為PCM檔案的示例，
開發環境說明
- 系統：Windows10、Ubuntu20.04
- Qt版本：V5.12.5
- 編譯器：MSVC2017-64、GCC/G++64
- FFmpeg版本：n5.1.2
- 官方下載
- 我使用的庫
2、實作效果
- 將.mp3檔案解碼轉換為.pcm檔案；（PCM資料時最原始的音頻資料）；
- 使用Qt重新實作，方便操作，便于使用；
- 解決官方示例中解碼失敗程式會終止問題 ；
- 關鍵步驟加上詳細注釋，比官方示例更便于學習，
-
實作效果如下：
3、主要代碼
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啥也不說了，直接上代碼，一切有注釋
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widget.h檔案
#ifndef WIDGET_H #define WIDGET_H #include <QFile> #include <QWidget> QT_BEGIN_NAMESPACE namespace Ui { class Widget; } QT_END_NAMESPACE struct AVCodecParserContext; struct AVCodecContext; struct AVCodec; struct AVPacket; struct AVFrame; class Widget : public QWidget { Q_OBJECT public: Widget(QWidget *parent = nullptr); ~Widget(); private slots: void on_but_in_clicked(); void on_but_out_clicked(); void on_but_start_clicked(); private: int initDecode(); int decode(QFile& fileOut); void showError(int err); void showLog(const QString& log); private: Ui::Widget *ui; AVCodecParserContext* m_parserContex = nullptr; // 裸流決議器 AVCodecContext* m_context = nullptr; // 解碼器背景關系 const AVCodec* m_codec = nullptr; // 音頻解碼器 AVPacket* m_packet = nullptr; // 未解碼的原始資料 AVFrame* m_frame = nullptr; // 解碼后的資料幀 }; #endif // WIDGET_H -
widget.cpp檔案
#include "widget.h" #include "ui_widget.h" #include <qfiledialog.h> #include <QDebug> #include <qthread.h> #include <qtimer.h> extern "C" { // 用C規則編譯指定的代碼 #include <libavutil/frame.h> #include <libavutil/mem.h> #include <libavcodec/avcodec.h> } #define AUDIO_INBUF_SIZE 20480 #define AUDIO_REFILL_THRESH 4096 Widget::Widget(QWidget *parent) : QWidget(parent) , ui(new Ui::Widget) { ui->setupUi(this); this->setWindowTitle(QString("使用libavcodec API的音頻解碼示例（mp3轉pcm） V%1").arg(APP_VERSION)); } Widget::~Widget() { delete ui; } /** * @brief 自定義非阻塞延時 * @param ms */ void msleep(int ms) { QEventLoop loop; QTimer::singleShot(ms, &loop, SLOT(quit())); loop.exec(); } void Widget::showLog(const QString &log) { ui->textEdit->append(log); } /** * @brief 顯示ffmpeg函式呼叫例外資訊 * @param err */ void Widget::showError(int err) { static char m_error[1024]; memset(m_error, 0, sizeof (m_error)); // 將陣列置零 av_strerror(err, m_error, sizeof (m_error)); showLog(QString("Error：%1 %2").arg(err).arg(m_error)); } /** * @brief 獲取輸入檔案路徑 */ void Widget::on_but_in_clicked() { QString strName = QFileDialog::getOpenFileName(this, "選擇用于解碼的.mp3音頻檔案~！", "/", "音頻 (*.mp3);"); if(strName.isEmpty()) { return; } ui->line_fileIn->setText(strName); } /** * @brief 獲取解碼后的原始音頻檔案保存路徑 */ void Widget::on_but_out_clicked() { QString strName = QFileDialog::getSaveFileName(this, "解碼后資料保存到~！", "/", "原始音頻 (*.pcm);"); if(strName.isEmpty()) { return; } ui->line_fileOut->setText(strName); } void Widget::on_but_start_clicked() { int ret = initDecode(); if(ret < 0) { showError(ret); } avcodec_free_context(&m_context); // 釋放編解碼器背景關系和與之相關的所有內容，并將NULL寫入提供的指標， av_parser_close(m_parserContex); av_frame_free(&m_frame); av_packet_free(&m_packet); } QString get_format_from_sample_fmt(int fmt) { typedef struct sample_fmt_entry { enum AVSampleFormat sample_fmt; QString fmt_be; // 大端模式指令 QString fmt_le; // 小端模式指令 }sample_fmt_entry; sample_fmt_entry sample_fmt_entryes[] = { { AV_SAMPLE_FMT_U8, "u8", "u8" }, { AV_SAMPLE_FMT_S16, "s16be", "s16le" }, { AV_SAMPLE_FMT_S32, "s32be", "s32le" }, { AV_SAMPLE_FMT_FLT, "f32be", "f32le" }, { AV_SAMPLE_FMT_DBL, "f64be", "f64le" }, }; for(int i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(sample_fmt_entryes); i++) { sample_fmt_entry entry = sample_fmt_entryes[i]; if(fmt == entry.sample_fmt) { return AV_NE(entry.fmt_be, entry.fmt_le); // AV_NE：判斷大小端 } } return QString(); } /** * @brief 開始解碼 * @return */ int Widget::initDecode() { QString strIn = ui->line_fileIn->text(); QString strOut = ui->line_fileOut->text(); if(strIn.isEmpty() || strOut.isEmpty()) { return AVERROR(ENOENT); // 回傳檔案不存在的錯誤碼 } m_packet = av_packet_alloc(); // 創建一個AVPacket if(!m_packet) { return AVERROR(ENOMEM); // 回傳無法分配記憶體的錯誤碼 } m_frame = av_frame_alloc(); // 創建一個AVFrame if(!m_frame) { return AVERROR(ENOMEM); // 回傳無法分配記憶體的錯誤碼 } // 通過ID查詢MPEG音頻解碼器 m_codec = avcodec_find_decoder(AV_CODEC_ID_MP2); if(!m_codec) { return AVERROR(ENXIO); // 找不到解碼器 } m_parserContex = av_parser_init(m_codec->id); if(!m_parserContex) { return AVERROR(ENOMEM); // 決議器初始化失敗 } m_context = avcodec_alloc_context3(m_codec); // 分配AVCodecContext并將其欄位設定為默認值 if(!m_context) { return AVERROR(ENOMEM); // 解碼器背景關系創建失敗 } // 使用給定的AVCodec初始化AVCodecContext， int ret = avcodec_open2(m_context, m_codec, nullptr); if(ret < 0) { return ret; } // 打開輸入檔案 QFile fileIn(strIn); if(!fileIn.open(QIODevice::ReadOnly)) { return AVERROR(ENOENT); } // 打開輸出檔案 QFile fileOut(strOut); if(!fileOut.open(QIODevice::WriteOnly)) { return AVERROR(ENOENT); } showLog("開始解碼！"); msleep(1); QByteArray buf = fileIn.readAll(); // 讀取所有資料 char inbuf[AUDIO_INBUF_SIZE]; while(buf.count() > 0) { int len = (buf.count() <= AUDIO_INBUF_SIZE) ? buf.count() : AUDIO_INBUF_SIZE; memcpy(inbuf, buf.data(), len); // 決議資料包 ret = av_parser_parse2(m_parserContex, m_context, &m_packet->data, &m_packet->size, reinterpret_cast<const uchar*>(inbuf), // 這里不能直接使用buf.data(),否則會出現[mp2 @ 000001c8dbd40b00] Multiple frames in a packet. len, AV_NOPTS_VALUE, AV_NOPTS_VALUE, 0); if(ret < 0) { break; } buf.remove(0, ret); // 移除已決議的資料 if(m_packet->size) { ret = decode(fileOut); if(ret < 0) { // return ret; } } } m_packet->data = https://www.cnblogs.com/IntelligencePointer/archive/2023/04/08/nullptr; m_packet->size = 0; decode(fileOut); // 需要傳入空的資料幀才可以將解碼器中所有資料讀取出來 enum AVSampleFormat sfmt = m_context->sample_fmt; // 檢查樣本格式是否為平面 if(av_sample_fmt_is_planar(sfmt)) { const char* name = av_get_sample_fmt_name(sfmt); // 獲取音頻樣本格式名稱 showLog(QString("警告：解碼器生成的樣本格式是平面格式（%1），此示例將僅輸出第一個通道，").arg(name)); sfmt = av_get_packed_sample_fmt(sfmt); // 獲取樣本格式的替代格式 } // 音頻通道數 #if FF_API_OLD_CHANNEL_LAYOUT int channels = m_context->channels; #else int channels = m_context->ch_layout.nb_channels; #endif QString strFmt = get_format_from_sample_fmt(sfmt); if(!strFmt.isEmpty()) { showLog(QString("使用下列命令播放輸出音頻檔案！\n" "ffplay -f %1 -ac %2 -ar %3 %4\n") .arg(strFmt).arg(channels) .arg(m_context->sample_rate).arg(strOut)); } return 0; } /** * @brief 解碼并寫入檔案 * @param fileOut * @return */ int Widget::decode(QFile &fileOut) { // 將包含壓縮資料的資料包發送到解碼器 int ret = avcodec_send_packet(m_context, m_packet); // 注意：官方Demo中這里如果回傳值<0則終止程式，由于資料中有mp3檔案頭，所以一開始會有回傳值<0的情況 // 讀取所有輸出幀（通常可以有任意數量的輸出幀 while (ret >= 0) { // 讀取解碼后的資料幀 int ret = avcodec_receive_frame(m_context, m_frame); if(ret == AVERROR(EAGAIN) // 資源暫時不可用 || ret == AVERROR_EOF) // 檔案末尾 { return 0; } else if(ret < 0) { return ret; } // 回傳每個樣本的位元組數，例如格式為AV_SAMPLE_FMT_U8，則位元組數為1位元組 int size = av_get_bytes_per_sample(m_context->sample_fmt); // 回傳值不會小于0 for(int i = 0; i < m_frame->nb_samples; ++i) // 音頻樣本數（采樣率） { #if FF_API_OLD_CHANNEL_LAYOUT for(int j = 0; j < m_context->channels; ++j) // 5.1.2以后版本會棄用channels #else for(int j = 0; j < m_context->ch_layout.nb_channels; ++j) #endif { fileOut.write((const char*)(m_frame->data[j] + size * i), size); } } } return 0; }
4、完整源代碼
- github
- gitee
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