音视频开发，WebRTC音频引擎实现分析_音频引擎原理-优快云博客

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本文详细分析了WebRTC音频引擎的架构，包括重要数据结构和数据流。从音频引擎的创建及初始化，到音频数据的采集、编码、发送、接收、解码、混音和播放的过程，揭示了WebRTC音频处理的全貌。音频引擎涉及的关键组件包括AudioDeviceModule、AudioCodingModule、AudioProcessing、Channel和TransmitMixer等，这些组件共同协作完成音频的实时通信任务。

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1. WebRTC音频引擎整体架构

WebRTC音频引擎的实现代码主要分布在如下几个源码目录中：

webrtc/audio

webrtc/common_audio

webrtc/media/engine

webrtc/voice_engine

webrtc/module/audio_coding

webrtc/module/audio_conference_mixer

webrtc/module/audio_device

webrtc/module/audio_processing

WebRTC音频引擎的整体架构如图1所示。

图1 WebRTC音频引擎的整体架构

从整个WebRTC框架结构来看，音频引擎和和视频引擎都位于比较底层的位置，负责音视频数据的采集、编解码、渲染播放等工作。音视频引擎的上一层是多媒体引擎WebRtcMediaEngine2，是对底层音视频引擎VideoEngine的进一步高层抽象，由WebRtcVoiceEngine对VoiceEngine进行封装，WebRtcVideoEngine2对VideoEngine进行封装。

在内部实现上，音频引擎VoiceEngineImpl通过一系列对象来实现音频处理，包括VoEAudioProcessingImpl、VoECodecImpl、VoENetworkImpl等等，每个对象负责具体某方面功能，例如VoEAudioProcessingImpl负责调用底层AudioProcessing模块对音频数据进行预处理。在这些功能对象中，比较重要的有VoEBaseImpl、SharedData和Channel。其中VoEBaseImpl是连接音频设备AudioDevice和音频引擎VoiceEngineImpl的纽带，是音频数据流水线上的重要一站；SharedData是一个聚合类，持有一系列重要对象；Channel则代表一路音频数据，负责大部分对该路数据的重要操作，包括音频数据的前处理、编解码、发送和接收、后处理、混音等等。

从功能依赖上讲，VoiceEngineImpl依赖五个重要的底层功能模块：音频数据采集和播放AudioDeviceModule 、音频数据预处理AudioProcessing、音频数据编解码AudioCodingModule、接收端音频数据缓冲区NetEq、接收端混音AudioConferenceMixer。此外音频数据编解码还依赖一系列音频编解码器如G711、G722、Opus等等。在发送端，音频数据由AudioDevice采集得到，经过AudioProcessing预处理后，到达AudioCodingModule进行编码，然后由RTPRTCP模块发送到网络。在接收端，音频数据经过RTPRTCP模块接收后到达AudioCodingModule，存储在NetEq中进行抖动控制和错误消除，然后解码。解码后的数据经过AudioConferenceMixer进行混音，最终发送到AudioDeviceModule进行播放。