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使用lame解碼mp3

2020-12-13 11:16:22 其他

經過這幾天查資料,翻代碼,這里總結一下lame決議MP3的程序以及遇到問題,

開發環境是Linux下c++開發

使用lame決議MP3,主要包含以下幾個頭檔案,

#include <lame.h>
#include <timestatus.h>
#include <set_get.h>
#include <get_audio.h>
#include <lame_reader_def.h>

目前網上查到有關lame 決議MP3的資料不多,大部分是使用lame壓縮MP3格式,大多人用libmad解碼MP3,

唯一查到的幾個有關lame決議MP3的demo格式雷同,兼容性很差,在測驗程序中遇到過不兼容的情況,

這種方式我也把方法列出來,主要使用mpglib_interfac.c檔案中的hip_decode1_headers(……),以及hip_decode(......)方法,

點進去看一下就知道其實他們都是對hip_decode1_headerB()方法的封裝,只不過前者需要提供mp3data_struct結構體指標,方便將mp3的資料格式讀取出來,做一些前期作業,后者只是直接就開始決議了,

源代碼在公司內網中,取不出來,所以以下代碼都是手敲復制出來的,可能會拼寫錯,別指望照搬過去就能直接運行,看懂先,

#include <lame.h>
#include <string.h>
//定義資料
FILE* m_filename;
hip_t m_hip;
lame_t m_lame_gfp;
mp3data_struct m_mp3data; //存盤MP3的各類資料,采樣率,通道數,幀數等

short int m_pcm_1[9000];
short int m_pcm_r[9000];

unsigned char m_mp3_buffer[9000]; //mp3檔案中讀取決議之前的資料快取
int sampleRate; //采樣率
int channelCount; //通道數

//初始化階段
m_lame_gfp = lame_init();
lame_set_decode_only(m_lame_gfp,1);
m_hip = hip_decode_init();

m_filename = fopen("voice.MP3","rb");

/**
這一段的邏輯就是,回圈從檔案中讀取16個位元組出來,然后交給hip_decode1_header1函式決議,
m_hip中會保存上一次決議的位置,所以直接不斷的丟一些資料給hip_decode1_header1函式就行,
當成功決議出一個幀頭的資料時,實際上就得到了整個MP3的采樣率和通道數了,大部分MP3每一幀的資訊是一樣的,當然也不是全部的,
所以說對大對數MP3是兼容的,這里成功決議出來之后,m_mp3data.header_parsed值會變成1,因此可退出這個程序,
至于每次多輸入一些資料也是可以的,例如將16設定成210,418都可以,
*/
int reslen = -1;
do{
    reslen = fread(m_mp3_buff,,sizeof(char),16,m_filename);
    hip_decode1_header1(m_hip,m_mp3_buffer,reslen,m_pcm_l,m_pcm_r,&m_mp3data);
    sampleRate = m_mp3data.samplerate;
    channelCount = m_mp3data.stereo;
}while(!m_mp3data.header_parsed && relen>0);

fseek(m_filename,0,SEEK_SET); //將檔案指標撥回起點,


//回圈決議MP3音頻資料階段
int iread;
unsigned char data[8192]; //存放決議之后的pcm

static FILE *output_file = fopen(output.pcm,"W+");

/**
這里邏輯其實和上面的決議幀頭是一樣的,回圈向hip_decode函式中投喂MP3資料,經過決議之后的pcm資料放在m_pcm_l以及m_pcm_r中,
hip_decode()回傳值iread是采樣數,不是字符長度,這點要注意,一般一個采樣點是16位長,2個位元組大小,與short int的長度一致,

*/
 while(reslen = fread(m_mp3buff,sizeof(char),418,m_filename)){
 	if(reslen > 0){
        iread = hip_decode(m_hip,m_mp3_buffer,reslen,m_pcm_l,m_pcm_r);
        if(iread>0){
        	unsigned j = 0;
            for(int i = 0;i<sample;i++){ //雙通道的話就將采樣點交叉合并在一起,
            	memcpy(data + j,m_pcm_l + i , 2);
                j+=2;
                if(m_mp3data.stereo == 2){
                    memcpy(data + j,m_pcm_r + i , 2);
                    j+=2;
                }
            }
        }
    }
     
     // 這里就可以將data中的資料寫入檔案中,或者輸入至播放設備中,
     fwrite(data,sizeof(short)*m_mp3dtat.stereo,sample,output_file);
     
 }

if(m_hip){
    hip_decode_exit(m_hip);
}

if(m_filename){
	fclose(m_filename);
}
if(output_file){
	fclose(output_file);
}
以上代碼是我制作決議MP3的程式的第一版本,能暴力決議大部分MP3.直到有一天一個大佬問我這個決議程式做的怎么樣,他那邊要參考一下我的決議程序,然后甩給我一個12m的MP3,說,試試決議這個MP3,這MP3能在各個播放器上正常播放,
很順利的決議出來的pcm只有400k大小,顯然是失敗了,一般44100的Mp3決議出來的pcm是原來檔案的2-4倍大小,決議程序一直報這個問題:(n行),
htp: bitstream problem, resyncing skipping xxxx byte...
網上找了一圈也沒找到原因,沒辦法只有啃源代碼,再加一點點的揣測,
大概的意思就是找到下一幀幀頭,之前跳過了多少個字符資料,如果說MP3跳過一兩次,百來個字符,那都算正常,
但是大佬給我的MP3決議的時候幾乎跳過了99%的字符,顯然是決議失敗了,
這個地方卡了我一整天,剖析源代碼,分析MP3格式,
在網上查了很多資料,得到一個結論,
在shell中直接通過命令lame -decode 將MP3轉WAV時是能正常將上述的有問題的MP3轉化的,因為,命令列的入口函式呼叫的方法就不是hip_decode_init() -> hip_decode_header() -> hip_decode() -> hip_decode_exit()這個程序,
而是采用另一套流程,這里我就直接將相關的代碼列出來:
#include <lame.h>
#include <timestatus.h>
#include <set_get.h>
#include <get_audio.h>
#include <lame_reader_def.h>
//定義變數
lame_t m_lame_gfp;
DecoderProgress m_dp;
int sampleRate; //采樣率
int channelCount; //通道數

///初始化階段
int lame_err = 0;
m_lame_gfp = lame_init();
if(m_lame_gfp == NULL){
	//LOGE("初始化失敗,");
    return -1;
}
lame_set_write_id3tag_automatic(m_lame_gfp,0); 
lame_set_out_samplerate(m_lame_gfp,441000); //設定輸出的pcm 的采樣率
lame_set_decode_only(m_lame_gfp,1);

lame_err = init_infile(m_lame_gfp,"voice.mp3"); //初始化讀取檔案
if(lame_err < 0){
	//LOGE("初始化失敗,");
    return -1;
}

lame_err = lame_init_params(m_lame_gfp);
if(lame_err < 0){
	//LOGE("fail");
    return -1;
}

/**
set_get.c中包含了各類獲取MP3音頻資訊的函式,直接呼叫即可,下面就是獲取采樣率和通道數的函式,
可以查看源代碼中還有獲取其他資訊的函式,
*/
sampleRate = lame_get_out_samplerate(m_lame_gfp);
channelCount = lame_get_num_channels(m_lame_gfp);


//決議程序
static FILE *output_file = fopen(output.pcm,"W+");
short int pcm_buffer[2][1152];
int iread = 0;
unsigned char data[8192]; //存放決議之后的pcm

/**
這里一般是以幀為單位,一次回圈輸出一幀資料,
*/
do{
    iread = get_audio16(m_lame_gfp,pcm_buff);
    if(m_dp != NULL){
    	decoder_progress(m_dp,&global_decode.mp3input,iread);
    }
    
    if(lame_get_num_channels(m_lame_gfp) !=2 ){
        memcpy(data,pcm_buffer[0],iread);
    }else{
        unsigned int j = 0;
        for(int i = 0;i < iread ; i++ , j += 4){
        	memcpy(data + j , pcm_buffer[0] + i , 2);
            memcpy(data + j + 2, pcm_buffer[1] + i , 2);
        };
    }

    // 這里就可以將data中的資料寫入檔案中,或者輸入至播放設備中,
     fwrite(data,sizeof(short)*m_mp3dtat.stereo,sample,output_file);
    
}while(iread > 0);

close_infile(); //關閉檔案
if(output_file){
	fclose(output_file);
}
if(m_dp){
    decoder_progress_finish(m_dp);
    m_dp = NULL;
}
if(m_lame_gfp){
    lame_close(m_lame_gfp);
    m_lame_gfp = NULL;
}

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