# 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请参考[AVCodec支持的格式](avcodec-support-formats.md#音频解码)。 **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。 > **说明：** > > 通过MP3音频编码流程生成的码流无法直接通过MP3音频解码流程进行解码。建议通过（PCM码流->MP3音频编码->封装->解封装->MP3音频解码）流程进行。 ## 开发指导 详细的API说明请参考[API文档](../../reference/apis-avcodec-kit/_audio_codec.md)。 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： - 虚线表示可选。 - 实线表示必选。 ![Invoking relationship of audio decode stream](figures/audio-codec.png) ### 在 CMake 脚本中链接动态库 ```cmake 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_acodec.so) ``` ### 开发步骤 1. 添加头文件。 ```cpp #include #include #include #include #include #include ``` 2. 创建解码器实例对象，OH_AVCodec *为解码器实例指针。 ```cpp //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_AudioCodec_CreateByName(name); ``` ```cpp // 设置判定是否为编码；设置false表示当前是解码。 bool isEncoder = false; // 通过 Mimetype 创建解码器 OH_AVCodec *audioDec_ = OH_AudioCodec_CreateByMime(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_MPEG, isEncoder); ``` ```cpp // 初始化队列 class ADecBufferSignal { public: std::mutex inMutex_; std::mutex outMutex_; std::mutex startMutex_; std::condition_variable inCond_; std::condition_variable outCond_; std::condition_variable startCond_; std::queue inQueue_; std::queue outQueue_; std::queue inBufferQueue_; std::queue outBufferQueue_; }; ADecBufferSignal *signal_; ``` 3. 调用OH_AudioCodec_RegisterCallback()注册回调函数。 注册回调函数指针集合OH_AVCodecCallback，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_AVCodecOnNeedInputBuffer：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_AVCodecOnNewOutputBuffer：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 OnOutputFormatChanged(OH_AVCodec *codec, OH_AVFormat *format, void *userData) { (void)codec; (void)format; (void)userData; } // OH_AVCodecOnNeedInputBuffer回调函数的实现 static void OnInputBufferAvailable(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVBuffer *data, void *userData) { (void)codec; ADecBufferSignal *signal = static_cast(userData); unique_lock lock(signal->inMutex_); signal->inQueue_.push(index); signal->inBufferQueue_.push(data); signal->inCond_.notify_all(); // 解码输入码流送入inBufferQueue_队列 } // OH_AVCodecOnNewOutputBuffer回调函数的实现 static void OnOutputBufferAvailable(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVBuffer *data, void *userData) { (void)codec; ADecBufferSignal *signal = static_cast(userData); unique_lock lock(signal->outMutex_); signal->outQueue_.push(index); signal->outBufferQueue_.push(data); signal->outCond_.notify_all(); // 将对应输出buffer的 index 送入outQueue_队列 // 将对应解码完成的数据data送入outBufferQueue_队列 } signal_ = new ADecBufferSignal(); OH_AVCodecCallback cb_ = {&OnError, &OnOutputFormatChanged, &OnInputBufferAvailable, &OnOutputBufferAvailable}; int32_t ret = OH_AudioCodec_RegisterCallback(audioDec_, cb_, signal_); if (ret != AVCS_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 4. （可选）OH_AudioCodec_SetDecryptionConfig设置解密配置。当获取到DRM信息(参考[音视频解封装](audio-video-demuxer.md)开发步骤第4步)后，通过此接口进行解密配置。DRM相关接口详见[DRM API文档](../../reference/apis-drm-kit/_drm.md)。此接口需在Prepare前调用。 添加头文件: ```c++ #include #include #include #include ``` 在 CMake 脚本中链接动态库: ``` cmake target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_drm.so) ``` 使用示例: ```c++ // 根据DRM信息创建指定的DRM系统, 以创建"com.clearplay.drm"为例 MediaKeySystem *system = nullptr; int32_t ret = OH_MediaKeySystem_Create("com.clearplay.drm", &system); if (system == nullptr) { printf("create media key system failed"); return; } // 创建解密会话 MediaKeySession *session = nullptr; DRM_ContentProtectionLevel contentProtectionLevel = CONTENT_PROTECTION_LEVEL_SW_CRYPTO; ret = OH_MediaKeySystem_CreateMediaKeySession(system, &contentProtectionLevel, &session); if (ret != DRM_OK) { // 如创建失败，请查看DRM接口文档及日志信息 printf("create media key session failed."); return; } if (session == nullptr) { printf("media key session is nullptr."); return; } // 获取许可证请求、设置许可证响应等 // 设置解密配置, 即将解密会话、安全通路标志(当前音频解密不支持安全通路，应设置为false)设置到解码器中。 bool secureAudio = false; ret = OH_AudioCodec_SetDecryptionConfig(audioDec_, session, secureAudio); ``` 5. 调用OH_AudioCodec_Configure()配置解码器。 配置选项key值说明： | key | 描述 | AAC | Flac | Vorbis | MPEG | G711mu | AMR(amrnb、amrwb) | APE | | ---------------------------- | :--------------: | :--------------------------------: | :--: | :--------------------------------: | :--: | :-----------------: | :-------------------------------: | :--: | | OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE | 采样率 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | | OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT | 声道数 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | 必须 | | OH_MD_KEY_MAX_INPUT_SIZE | 最大输入长度 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | | OH_MD_KEY_AAC_IS_ADTS | 是否adts | 可选，默认1 | - | - | - | - | - | - | | OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT | 输出音频流格式 | 可选（SAMPLE_S16LE，SAMPLE_F32LE） | 可选 | 可选（SAMPLE_S16LE，SAMPLE_F32LE） | 可选 | 可选（默认SAMPLE_S16LE）| 可选（SAMPLE_S16LE，SAMPLE_F32LE）| 可选 | | OH_MD_KEY_BITRATE | 码率 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | 可选 | | OH_MD_KEY_IDENTIFICATION_HEADER | ID Header | - | - | 必须（和Codec_Config二选一） | - | - | - | - | | OH_MD_KEY_SETUP_HEADER | Setup Header | - | - | 必须（和Codec_Config二选一） | - | - | - | - | | OH_MD_KEY_CODEC_CONFIG | 编解码器特定数据 | 可选 | - | 必须（和上述ID和Setup二选一） | - | - | - | 可选 | 各音频解码类型参数范围说明： | 音频解码类型 | 采样率(Hz) | 声道数 | | ----------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------- | :----: | | AAC | 8000、11025、12000、16000、22050、24000、32000、44100、48000、64000、88200、96000 | 1~8 | | Flac | 8000、11025、12000、16000、22050、24000、32000、44100、48000、64000、88200、96000、192000 | 1~8 | | Vorbis | 8000、11025、12000、16000、22050、24000、32000、44100、48000、64000、88200、96000、176400、192000 | 1~8 | | MPEG(MP3) | 8000、11025、12000、16000、22050、24000、32000、44100、48000 | 1~2 | | G711mu | 8000 | 1 | | AMR(amrnb) | 8000 | 1 | | AMR(amrwb) | 16000 | 1 | | APE | 8000、11025、12000、16000、22050、24000、32000、44100、48000、64000、88200、96000、176400、192000 | 1~2 | ```cpp // 设置解码分辨率 int32_t ret; // 配置音频采样率（必须） constexpr uint32_t DEFAULT_SAMPLERATE = 44100; // 配置音频码率（可选） 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（aac解码时可选） 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_SAMPLERATE); 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_AudioCodec_Configure(audioDec_, format); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 6. 调用OH_AudioCodec_Prepare()，解码器就绪。 ```cpp ret = OH_AudioCodec_Prepare(audioDec_); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 7. 调用OH_AudioCodec_Start()启动解码器，进入运行态。 ```c++ unique_ptr inputFile_ = make_unique(); unique_ptr outFile_ = make_unique(); // 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_AudioCodec_Start(audioDec_); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 8. （可选）调用OH_AVCencInfo_SetAVBuffer()，设置cencInfo。 若当前播放的节目是DRM加密节目，且由上层应用做媒体解封装，则须调用OH_AVCencInfo_SetAVBuffer()将cencInfo设置给AVBuffer，以实现AVBuffer中媒体数据的解密。 添加头文件： ```c++ #include ``` 在 CMake 脚本中链接动态库： ``` cmake target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_avcencinfo.so) ``` 使用示例： ```c++ auto buffer = signal_->inBufferQueue_.front(); uint32_t keyIdLen = DRM_KEY_ID_SIZE; uint8_t keyId[] = { 0xd4, 0xb2, 0x01, 0xe4, 0x61, 0xc8, 0x98, 0x96, 0xcf, 0x05, 0x22, 0x39, 0x8d, 0x09, 0xe6, 0x28}; uint32_t ivLen = DRM_KEY_IV_SIZE; uint8_t iv[] = { 0xbf, 0x77, 0xed, 0x51, 0x81, 0xde, 0x36, 0x3e, 0x52, 0xf7, 0x20, 0x4f, 0x72, 0x14, 0xa3, 0x95}; uint32_t encryptedBlockCount = 0; uint32_t skippedBlockCount = 0; uint32_t firstEncryptedOffset = 0; uint32_t subsampleCount = 1; DrmSubsample subsamples[1] = { {0x10, 0x16} }; // 创建CencInfo实例 OH_AVCencInfo *cencInfo = OH_AVCencInfo_Create(); if (cencInfo == nullptr) { // 异常处理 } // 设置解密算法 OH_AVErrCode errNo = OH_AVCencInfo_SetAlgorithm(cencInfo, DRM_ALG_CENC_AES_CTR); if (errNo != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 设置KeyId和Iv errNo = OH_AVCencInfo_SetKeyIdAndIv(cencInfo, keyId, keyIdLen, iv, ivLen); if (errNo != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 设置Sample信息 errNo = OH_AVCencInfo_SetSubsampleInfo(cencInfo, encryptedBlockCount, skippedBlockCount, firstEncryptedOffset, subsampleCount, subsamples); if (errNo != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 设置模式：KeyId、Iv和SubSamples已被设置 errNo = OH_AVCencInfo_SetMode(cencInfo, DRM_CENC_INFO_KEY_IV_SUBSAMPLES_SET); if (errNo != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 将CencInfo设置到AVBuffer中 errNo = OH_AVCencInfo_SetAVBuffer(cencInfo, buffer); if (errNo != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 销毁CencInfo实例 errNo = OH_AVCencInfo_Destroy(cencInfo); if (errNo != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 9. 调用OH_AudioCodec_PushInputBuffer()，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++ uint32_t index = signal_->inQueue_.front(); auto buffer = signal_->inBufferQueue_.front(); int64_t size; int64_t pts; // size是待解码数据的每帧帧长度。pts是每帧的时间戳，用于指示音频应该何时被播放。 // size和pts的获取来源：音视频资源文件或者待解码的数据流 // 若是解码音视频资源文件，则需从解封装OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer的buffer中获取 // 若是解码数据流，则需要从数据流的提供者获取。 // 此处为了介绍解码功能以测试文件中保存的size和pts为示例 inputFile_.read(reinterpret_cast(&size), sizeof(size)); inputFile_.read(reinterpret_cast(&pts), sizeof(pts)); inputFile_.read((char *)OH_AVBuffer_GetAddr(buffer), size); OH_AVCodecBufferAttr attr = {0}; if (inputFile_->eof()) { attr.size = 0; attr.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS; } else { attr.size = size; attr.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_NONE; } attr.pts = pts; OH_AVBuffer_SetBufferAttr(buffer, &attr); int32_t ret = OH_AudioCodec_PushInputBuffer(audioDec_, index); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 10. 调用OH_AudioCodec_FreeOutputBuffer()，输出解码后的PCM码流。 ```c++ uint32_t index = signal_->outQueue_.front(); OH_AVBuffer *data = signal_->outBufferQueue_.front(); // 获取buffer attributes OH_AVCodecBufferAttr attr = {0}; ret = OH_AVBuffer_GetBufferAttr(data, &attr); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 将解码完成数据data写入到对应输出文件中 pcmOutputFile_.write(reinterpret_cast(OH_AVBuffer_GetAddr(data)), attr.size); ret = OH_AudioCodec_FreeOutputBuffer(audioDec_, index); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } if (attr.flags == AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) { // 结束 } ``` 11. （可选）调用OH_AudioCodec_Flush()刷新解码器。 调用OH_AudioCodec_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_AudioCodec_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_AudioCodec_IsValid 为true）调用 ```c++ // 刷新解码器 audioDec_ ret = OH_AudioCodec_Flush(audioDec_); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 重新开始解码 ret = OH_AudioCodec_Start(audioDec_); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 12. （可选）调用OH_AudioCodec_Reset()重置解码器。 调用OH_AudioCodec_Reset()后，解码器回到初始化的状态，需要调用OH_AudioCodec_Configure()重新配置，然后调用OH_AudioCodec_Start()重新开始解码。 ```c++ // 重置解码器 audioDec_ ret = OH_AudioCodec_Reset(audioDec_); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } // 重新配置解码器参数 ret = OH_AudioCodec_Configure(audioDec_, format); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 13. 调用OH_AudioCodec_Stop()停止解码器。 ```c++ // 终止解码器 audioDec_ ret = OH_AudioCodec_Stop(audioDec_); if (ret != AV_ERR_OK) { // 异常处理 } ``` 14. 调用OH_AudioCodec_Destroy()销毁解码器实例，释放资源。 > **说明：** >不要重复销毁解码器 ```c++ // 调用OH_AudioCodec_Destroy, 注销解码器 ret = OH_AudioCodec_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： - [音频解码](https://gitee.com/openharmony/multimedia_av_codec/blob/master/test/nativedemo/audio_demo/avcodec_audio_avbuffer_decoder_demo.cpp)