需求
iOS中将采集到的原始音频数据(PCM)进行编码以得到压缩数据类型(AAC…).
本例最终实现的是通过Audio Unit采集到PCM数据,将其压缩转为AAC数据,并以录制的形式保存在沙盒中.可调整编码后音频数据格式,采样率,编码器类型等参数.
实现原理
利用Audio Toolbox Framework中的Audio Converter可以实现音频数据编码,即将PCM数据转为其他压缩格式.
阅读前提:
GitHub地址(附代码) : 音频编码
简书地址 : 音频编码
掘金地址 : 音频编码
博客地址 : 音频编码
1.初始化
1.1. 初始化编码器
初始化编码器实例, 通过指定原始数据格式,最终编码后的格式,采样率,以及使用硬编还是软编,以下是具体步骤.
1 | - (instancetype)initWithSourceFormat:(AudioStreamBasicDescription)sourceFormat destFormatID:(AudioFormatID)destFormatID sampleRate:(float)sampleRate isUseHardwareEncode:(BOOL)isUseHardwareEncode { |
1.2. 配置编码后ASBD音频流信息
1 | AudioStreamBasicDescription destinationFormat = {}; |
对音频做编码操作,实际就是将PCM格式转为如AAC等音频压缩格式(VBR格式),通过kAudioFormatProperty_FormatInfo
属性可以自动获取指定音频格式的参数信息.
注意: 如果音频格式是iLBC, 声道数只能为1.
1.3. 选择编码器类型
AudioClassDescription
结构体描述了系统使用音频编码器信息,其中最重要的就是指定使用硬编或软编。然后编码器的数量,即数组的个数,由当前的声道数决定。
1 | // encoder conut by channels. |
注意:硬编即利用设备GPU硬件完成高效编码,降低CPU消耗. 软编就是传统的通过CPU计算。
1.4. 创建编码器
AudioConverterNewSpecific
: 通过指定编码器来创建audio converter实例对象.第3,4个
分别是编码器的数量与编码器描述,同上,与声道数保持一致.
1 | // Create the AudioConverterRef. |
1.5. 设置码率
我们可以手动设置需要的码率,如果没有特殊要求一般可以根据采样率使用建议值,如下.
1 | /* |
1.6. 设置中断后是否可恢复
kAudioConverterPropertyCanResumeFromInterruption
: 设置converter能否在中断后恢复.
如果没有显式实现该属性或get此属性返回错误,说明当前不是硬编,如果此查询返回1表明编码器可以在中断后恢复.否则不能恢复.
1 |
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2.编码
2.1. 估算音频大小
kAudioConverterPropertyMaximumOutputPacketSize
: 可以查询编码后音频数据最大数值.此值常用来估算音频编码后最大值.可以通过此值为音频数据分配空间.
1 | UInt32 outputSizePerPacket = destFormat.mBytesPerPacket; |
2.2. 为编码后音频数据预分配内存
我们可以将2.1中算出的最大size为这个Buffer list分配内存,也可用原始音频数据的大小为其分配内存,因为我们无法直接得知编码后数据到底是多大,所以用估算出来的最大值或原始数据大小分配内存都可以生效,因为最终编码器会将有效大小的值赋值进去.1
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6// Set up output buffer list.
AudioBufferList fillBufferList = {};
fillBufferList.mNumberBuffers = 1;
fillBufferList.mBuffers[0].mNumberChannels = destFormat.mChannelsPerFrame;
fillBufferList.mBuffers[0].mDataByteSize = theOutputBufferSize;
fillBufferList.mBuffers[0].mData = malloc(theOutputBufferSize * sizeof(char));
2.3. 编码音频数据
解析AudioConverterFillComplexBuffer
:用来编码音频数据.同时需要指定回调函数(C语言函数),
第二个参数即指定回调函数,此回调函数中主要做的是为即将编码的数据进行赋值,即我们要把原始音频数据赋值给回调函数中的ioData
参数,这是我们在编码前最后一次控制原始音频数据,此回调函数执行后即完成了编码的过程,新的数据会填充到第五个参数中,也就是我们上面预定义的fillBufferList
.
userInfo
: 自定义一个结构体,用来与编码回调函数间交互以传递数据.在这里是将原始音频数据信息传给编码回调函数中.ioOutputDataPackets
: 填入函数中时表示原始音频数据包的数量,而函数调用完成时表示转换后输出的音频数据包总数outputPacketDescriptions
: 转换完成后,如果此参数非空,表示转换器输出使用的音频数据包描述,它必须提前分配好内存,以让转换器赋值到其中.
最终,我们将转换后得到的AAC数据以回调函数的形式传给调用者.
1 |
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3. 模块对接
因为音频编码要依赖音频采集,所以我们这里以audio unit采集为例作示范,即使用audio unit采集pcm数据然后使用此模块编码得到aac数据.如需了解请参考如下链接
- GitHub地址(附代码) : Audio Unit Capture
- 简书地址 : Audio Unit Capture
- 掘金地址 : Audio Unit Capture
- 博客地址 : Audio Unit Capture
3.1. 初始化编码器
如下,在音频采集的类中声明一个编码器实例变量,然后初始化它. 仅仅需要设置原始数据格式,编码后的格式,采样率,使用硬编,软编即可.
1 | @property (nonatomic, strong) XDXAduioEncoder *audioEncoder; |
3.2. 编码音频数据
在Audio Unit采集PCM音频数据的回调中将PCM数据送入编码器,然后在回调函数中将得到的AAC数据其写入文件.
1 | static OSStatus AudioCaptureCallback(void *inRefCon, |
3.4. 释放内存
使用完编码后的音频数据,记得释放内存.1
free(destBufferList->mBuffers->mData);
4. 文件录制
此部分可参考另一篇文章: 音频文件录制
- 简书地址 : Audio File Record
- 掘金地址 : Audio File Record
- 博客地址 : Audio File Record
5. 释放编码器资源
如需释放内存,请保证编码器工作彻底结束后再释放内存.
1 | - (void)freeEncoder { |