FFmpeg音视频编码实战 - 1.pcm_to_aac

FFmpeg流程
从本地⽂件读取PCM数据进⾏AAC格式编码，然后将编码后的AAC数据存储到本地⽂件。
示例的流程如下所示。

关键函数说明：

• avcodec_find_encoder：根据指定的AVCodecID查找注册的编码器。
• avcodec_alloc_context3：为AVCodecContext分配内存。
• avcodec_open2：打开编码器。
• avcodec_send_frame：将AVFrame⾮压缩数据给编码器。
• avcodec_receive_packet：获取到编码后的AVPacket数据，收到的packet需要⾃⼰释放内存。
• av_frame_get_buffer: 为⾳频或视频帧分配新的buffer。在调⽤这个函数之前，必须在AVFame上设
• 置好以下属性：format(视频为像素格式，⾳频为样本格式)、nb_samples(样本个数，针对⾳频)、
• channel_layout(通道类型，针对⾳频)、width/height(宽⾼，针对视频）。
• av_frame_make_writable：确保AVFrame是可写的，使⽤av_frame_make_writable()的问题是，在
• 最坏的情况下，它会在您使⽤encode再次更改整个输⼊frame之前复制它. 如果frame不可写，
• av_frame_make_writable()将分配新的缓冲区，并复制这个输⼊input frame数据，避免和编码器需
• 要缓存该帧时造成冲突。
• av_samples_fill_arrays 填充⾳频帧

对于 flush encoder的操作：
编码器通常的冲洗⽅法：调⽤⼀次 avcodec_send_frame(NULL)(返回成功)，然后不停调⽤
avcodec_receive_packet() 直到其返回 AVERROR_EOF，取出所有缓存帧，avcodec_receive_packet() 返回 AVERROR_EOF 这⼀次是没有有效数据的，仅仅获取到⼀
个结束标志.

PCM样本格式
PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)⾳频数据是未经压缩的⾳频采样数据裸流，它是由模拟信
号经过采样、量化、编码转换成的标准数字⾳频数据。
描述PCM数据的6个参数：

• 1. Sample Rate : 采样频率。8kHz(电话)、44.1kHz(CD)、48kHz(DVD)。
• 2. Sample Size : 量化位数。通常该值为16-bit。
• 3. Number of Channels : 通道个数。常⻅的⾳频有⽴体声(stereo)和单声道(mono)两种类型，⽴体声包含左声道和右声道。另外还有环绕⽴体声等其它不太常⽤的类型。
• 4. Sign : 表示样本数据是否是有符号位，⽐如⽤⼀字节表示的样本数据，有符号的话表示范围为-128 ~127，⽆符号是0 ~ 255。有符号位16bits数据取值范围为-32768~32767。
• 5. Byte Ordering : 字节序。字节序是little-endian还是big-endian。通常均为little-endian。
• 6. Integer Or Floating Point : 整形或浮点型。⼤多数格式的PCM样本数据使⽤整形表示，⽽在⼀些对精度要求⾼的应⽤⽅⾯，使⽤浮点类型表示PCM样本数据（浮点数 float值域为 [-1.0, 1.0]）。

推荐的PCM数据播放⼯具：
ffplay, 使⽤示例如下：
//播放格式为f32le，双声道，采样频率48000Hz的PCM数据
ffplay -f f32le -ac 2 -ar 48000 pcm_audio
Audacity：⼀款免费开源的跨平台⾳频处理软件。

FFmpeg中Packed和Planar的PCM数据区别
FFmpeg中⾳视频数据基本上都有Packed和Planar两种存储⽅式，对于双声道⾳频来说，
Packed⽅式为两个声道的数据交错存储；Planar⽅式为两个声道分开存储。假设⼀个L/R为⼀
个采样点，数据存储的⽅式如下所示：

• Packed: L R L R L R L R
• Planar: L L L L ... R R R R...

packed格式

• 1 AV_SAMPLE_FMT_U8, ///< unsigned 8 bits
• 2 AV_SAMPLE_FMT_S16, ///< signed 16 bits
• 3 AV_SAMPLE_FMT_S32, ///< signed 32 bits
• 4 AV_SAMPLE_FMT_FLT, ///< float
• 5 AV_SAMPLE_FMT_DBL, ///< double

只能保存在AVFrame的uint8_t *data[0];

planar格式
planar为FFmpeg内部存储⾳频使⽤的采样格式，所有的Planar格式后⾯都有字⺟P标识。

• 1 AV_SAMPLE_FMT_U8P, ///< unsigned 8 bits, planar
• 2 AV_SAMPLE_FMT_S16P,