9.7. 音频编码AUDIO_ENC

概述

提供音频编码的使用流程

9.7.1. 使用流程

1.打开编码服务

struct server *enc_server = server_open("audio_server", "enc"); //打开编码服务

2.注册编码服务事件回调

注意：服务事件回调是通过任务的队列消息传递的，此消息是不允许丢失的，使用者需要做好相应的异步处理，哪个线程注册该回调函数就是该线程负责接收，特别需要注意不能出现消息队列填满引起的死锁问题，调用的任务需要通过os_taskq_pend接收消息回调。

static void enc_server_event_handler(void *priv, int argc, int *argv)
{
    switch (argv[0]) {
    case AUDIO_SERVER_EVENT_END: //编码结束
        break;
    case AUDIO_SERVER_EVENT_ERR: //编码错误
        break;
    case AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_START: //VAD检测到开始说话
        break;
    case AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_STOP: //VAD检测到停止说话
        break;
    }
}
server_register_event_handler(enc_server, priv, enc_server_event_handler);//注册编码服务事件回调

3.编码请求参数解析

struct audio_enc_req {
        u8 cmd;                                   /*!< 请求操作类型 */
        u8 status;                                /*!< 编码器状态 */
        u8 channel;                               /*!< 同时编码的通道数 */
        u8 channel_bit_map;                       /*!< ADC通道选择 */
        u8 volume;                                /*!< ADC增益(0-100)，编码过程中可以通过AUDIO_ENC_SET_VOLUME动态调整增益 */
        u8 priority;                              /*!< 编码优先级，暂时没用到 */
        u8 use_vad : 2;                           /*!< 0:关闭vad功能 1:使用旧vad算法 2:使用JL新vad算法 */
        u8 vad_auto_refresh : 1;                  /*!< 是否自动刷新VAD状态，赋值1表示SPEAK_START->SPEAK_STOP- >SPEAK_START->SPEAK_STOP->....循环 */
        u8 direct2dac : 1;                        /*!< AUDIO_AD直通DAC功能 */
        u8 high_gain : 1;                         /*!< 直通DAC时是否打开模拟增益调整 */
        u8 amr_src : 1;                           /*!< amr编码时的强制16k变采样为8kpcm数据，因为amr编码器暂时只支持8k编码 */
        u8 aec_enable : 1;                        /*!< AEC回声消除功能开关，常用于蓝牙通话 */
        u8 ch_data_exchange : 1;                  /*!< 用于AEC差分回采时和MIC的通道数据交换  */
        u8 no_header : 1;                         /*!< 用于opus编码时是否需要添加头部格式 */
        u8 vir_data_wait : 1;                     /*!< 虚拟编码时是否允许丢失数据 */
        u8 no_auto_start : 1;                     /*!< 请求AUDIO_ENC_OPEN时不自动运行编码器，需要主动调用AUDIO_ENC_START */
        u8 sample_depth : 3;                      /*!< 采样深度16bit或者24bit */
        u8 dns_enable : 1;                        /*!< dns降噪算法 0:不使用 1:使用 */
        u8 reserve : 1;                           /*!< 保留位 */
        u16 vad_start_threshold;                  /*!< VAD连续检测到声音的阈值，表示开始说话，回调AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_START，单位ms，填0使用库内默认值 */
        u16 vad_stop_threshold;                   /*!< VAD连续检测到静音的阈值, 表示停止说话，回调AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_STOP，单位ms,填0使用库内默认值 */
        u16 frame_size;                           /*!< 编码器输出的每一帧帧长大小，只有pcm格式编码时才有效 */
        u16 frame_head_reserve_len;               /*!< 编码输出的帧预留头部的大小 */
        u32 bitrate;                              /*!< 编码码率大小 */
        u32 delay_ms;                             /*!< 当编码器读写不到数据后的延时等待 */
        u32 output_buf_len;                       /*!< 编码buffer大小 */
        u32 sample_rate;                          /*!< 编码采样率 */
        u32 msec;                                 /*!< 编码时长，填0表示一直编码，单位ms，编码结束会回调AUDIO_SERVER_EVENT_END消息 */
        FILE *file;                               /*!< 编码输出文件句柄 */
        u8 *output_buf;                           /*!< 编码buffer，默认填NULL，由编码器自动分配和释放资源 */
        const char *format;                       /*!< 编码格式 */
        const char *sample_source;                /*!< 采样源，支持"mic","linein","plnk0","plnk1"，"virtual"，"iis0"，"iis1"，"spdif" */
        const struct audio_vfs_ops *vfs_ops;      /*!< 虚拟文件操作句柄 */
        u32(*read_input)(u8 *buf, u32 len);       /*!< 用于虚拟采样源"virtual"编码时的数据读取操作读输入buf及其长度 */
        void *aec_attr;                           /*!< AEC回声消除算法配置参数 */
};

3.1 cmd

完整的编码命令使用流程应该是AUDIO_ENC_OPEN->AUDIO_ENC_CLOSE，其他命令暂时无效，每一次编码结束后一定要主动调用AUDIO_ENC_CLOSE释放当前的资源，才能再次调用AUDIO_ENC_OPEN。

3.2 channel和channel_bit_map

编码通道数同时支持四路，需要哪一路数据就填BIT(x)，多路数据通过|叠加

3.3 format

当前编码格式支持spx、opus、wav、amr、pcm、cvsd、msb、sbc、mp3、mp2、adpcm。

3.4 vfs_ops和file

当vfs_ops为空时，默认编码封装成文件，此时file不能为空，file需要赋值为fopen操作成功后返回的文件句柄，当编码结束后用户自己需要调用fclose关闭文件。当vfs_ops非空时，编码器编码后的数据写入操作都通过该虚拟文件操作句柄，此时file参数可传入用户的私有数据指针，具体例子如下代码的reverberation_vfs_ops。

static int reverberation_vfs_fwrite(void *file, void *data, u32 len)
{
    //此函数内一定不能堵塞
    return len; //返回0可以强制触发编码结束，会有回调消息AUDIO_SERVER_EVENT_ERR
}

static int reverberation_vfs_fclose(void *file)
{
    return 0;
}

static const struct audio_vfs_ops reverberation_vfs_ops
{
    .fwrite = reverberation_vfs_fwrite,
    .fclose = reverberation_vfs_fclose,
};

4.关闭编码服务

server_close(enc_server);

9.7.2. API参考

音频编解码请求操作类型

AUDIO_REQ_DEC: 解码请求

AUDIO_REQ_ENC: 编码请求

AUDIO_REQ_GET_INFO: 信息获取

AUDIO_REQ_IOCTL: 命令控制

AUDIO_DEC_OPEN: 打开解码

AUDIO_DEC_START: 开始解码

AUDIO_DEC_PAUSE: 暂停解码

AUDIO_DEC_STOP: 停止解码

AUDIO_DEC_FF: 快进

AUDIO_DEC_FR: 快退

AUDIO_DEC_GET_BREAKPOINT: 获取断点数据

AUDIO_DEC_PP: 暂停/播放

AUDIO_DEC_SET_VOLUME: 设置解码音量

AUDIO_DEC_DIGITAL_GAIN_SET: 设置当前解码的数字增益

AUDIO_DEC_PS_PARM_SET: 设置变速变调的参数

AUDIO_DEC_GET_STATUS: 获取当前解码器状态

AUDIO_ENC_OPEN: 打开编码

AUDIO_ENC_START: 开始编码

AUDIO_ENC_PAUSE: 暂停编码

AUDIO_ENC_STOP: 停止编码

AUDIO_ENC_CLOSE: 关闭解码

AUDIO_ENC_SET_VOLUME: 设置编码模拟增益

AUDIO_ENC_GET_STATUS: 获取当前编码器状态

AUDIO_ENC_PP: 暂停/编码

enum [anonymous]

解码器控制命令

Values:

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_SET_BREAKPOINT_A: 设置复读A点

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_SET_BREAKPOINT_B: 设置复读B点

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_SET_BREAKPOINT_MODE: 设置AB点复读模式

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_REPEAT_PLAY: 设置循环播放

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_SET_DEC_SR: 设置采样率或者码率

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_SET_DEST_PLAYPOS: 设置指定位置播放

enumerator AUDIO_IOCTRL_CMD_GET_PLAYPOS: 获取毫秒级时间

Enums

enum [anonymous]

enum AUDIO_SERVER事件回调

Values:

enumerator AUDIO_SERVER_EVENT_CURR_TIME: AUDIO_SERVER编/解码当前时间

enumerator AUDIO_SERVER_EVENT_END: AUDIO_SERVER编/解码结束

enumerator AUDIO_SERVER_EVENT_ERR: AUDIO_SERVER编/解码错误

enumerator AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_START: VAD检测到开始说话

enumerator AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_STOP: VAD检测到停止说话

enum [anonymous]

解码附加属性

Values:

enumerator AUDIO_ATTR_REAL_TIME: 保证解码的实时性，解码读数不能堵塞，仅限于蓝牙播歌时时钟同步使用

enumerator AUDIO_ATTR_LR_SUB: 伴奏功能，只支持双声道

enumerator AUDIO_ATTR_PS_EN: 变速变声功能开关

enumerator AUDIO_ATTR_LR_ADD: 解码器左右通道数据叠加

enumerator AUDIO_ATTR_DECRYPT_DEC: 文件解密播放，需要配合对应的加密工具

enumerator AUDIO_ATTR_FADE_INOUT: 模拟音量淡入淡出，解码开始和暂停时使用

enumerator AUDIO_ATTR_EQ_EN: EQ功能开关

enumerator AUDIO_ATTR_DRC_EN: DRC功能开关，使能时需要打开EQ功能

enumerator AUDIO_ATTR_EQ32BIT_EN: EQ 32bit输出

enumerator AUDIO_ATTR_BT_AAC_EN: 蓝牙AAC解码

struct audio_cbuf_t

#include <audio_server.h>

解码虚拟输出时的cbuf读写参数结构体

Public Members

void *cbuf: cbuf句柄

void *wr_sem: 写信号量指针

void *rd_sem: 读信号量指针

volatile int end: 读写结束

struct audio_dec_breakpoint

#include <audio_server.h>

解码断点播放信息结构体

Public Members

int len: buf长度

u32 fptr: 断点位置偏移量

u8 *data: 断点数据指针 ape格式断点最大2036字节

struct audio_finfo

#include <audio_server.h>

获取audio解码器信息

Public Members

u8 channel: 通道

u8 name_code: 名称编码 0:ansi, 1:unicode_le, 2:unicode_be

int sample_rate: 采样率

int bit_rate: 比特率

int total_time: 总时间

struct audio_ioctl

#include <audio_server.h>

audio命令控制

Public Members

u32 cmd: 请求操作类型

void *priv: 传入指针

struct audio_dest_time_play_param

#include <audio_server.h>

指定位置播放参数

Public Members

u32 start_time: 要跳转过去播放的起始时间。单位：ms。设置后跳到start_time开始播放

u32 dest_time: 要跳转过去播放的目标时间。单位：ms。播放到dest_time后如果callback_func存在，则调用callback_func

u32 (*callback_func)(void *priv): 到达目标时间后回调

void *callback_priv: 回调参数，可以在callback_func回调中实现对应需要的动作

struct audio_vfs_ops

#include <audio_server.h>

音频虚拟文件操作句柄

Public Members

void *(*fopen)(const char *path, const char *mode): 打开创建路径文件

int (*fread)(void *file, void *buf, u32 len): 读文件

int (*fwrite)(void *file, void *buf, u32 len): 写文件

int (*fseek)(void *file, u32 offset, int seek_mode): 寻址文件

int (*ftell)(void *file): 返回给定流stream的当前文件位置

int (*flen)(void *file): 获取文件长度

int (*fclose)(void *file): 关闭文件

struct audio_dec_req

#include <audio_server.h>

解码请求参数

Public Members

u8 cmd: 请求操作类型

u8 status: 请求后返回的解码状态

u8 channel: 解码通道数

u8 volume: 解码音量(0-100)

u8 priority: 解码优先级，暂时没用到

u8 speedV: >80是变快，<80是变慢，建议范围：30到130

u16 pitchV: >32768是音调变高，<32768音调变低，建议范围20000到50000

u16 attr: 解码附加属性

u8 digital_gain_mul: 数字增益乘值

u8 digital_gain_div: 数字增益除值

u32 output_buf_len: 解码buffer大小

u32 orig_sr: 原始采样率，当使能强制变采样时才使用

u32 sample_rate: 实际的解码采样率

u32 ff_fr_step: 快进快退级数

u32 total_time: 解码的总共时长

u32 play_time: 断点恢复时的当前播放时间

void *output_buf: 解码缓存buffer，默认填NULL，由解码器自己实现分配和释放

FILE *file: 需要解码的文件句柄

const char *dec_type: 解码格式

const char *sample_source: 播放源，支持”dac”,”iis0”,”iis1”

struct audio_dec_breakpoint *bp: 断点播放信息句柄

const struct audio_vfs_ops *vfs_ops: 虚拟文件操作句柄

void *eq_attr: eq属性设置

void *eq_hdl: 预先申请好的的eq句柄

struct audio_cbuf_t *virtual_audio: 虚拟解码句柄，供外部读写使用

int (*dec_callback)(u8 *buf, u32 len, u32 sample_rate, u8 ch_num): 解码后的PCM数据回调

int (*dec_sync)(void *priv, u32 data_size, u16 *in_rate, u16 *out_rate): 解码对端采样率同步，常用于蓝牙解码

struct audio_enc_req

#include <audio_server.h>

编码请求参数

Public Members

u8 cmd: 请求操作类型

u8 status: 编码器状态

u8 channel: 同时编码的通道数

u8 channel_bit_map: ADC通道选择

u8 volume: ADC增益(0-100)，编码过程中可以通过AUDIO_ENC_SET_VOLUME动态调整增益

u8 priority: 编码优先级，暂时没用到

u8 use_vad: 0:关闭vad功能 1:使用旧vad算法 2:使用JL新vad算法

u8 vad_auto_refresh: 是否自动刷新VAD状态，赋值1表示SPEAK_START->SPEAK_STOP- >SPEAK_START->SPEAK_STOP->….循环

u8 direct2dac: AUDIO_AD直通DAC功能

u8 high_gain: 直通DAC时是否打开模拟增益调整

u8 amr_src: amr编码时的强制16k变采样为8kpcm数据，因为amr编码器暂时只支持8k编码

u8 aec_enable: AEC回声消除功能开关，常用于蓝牙通话

u8 ch_data_exchange: 用于AEC差分回采时和MIC的通道数据交换

u8 no_header: 用于opus编码时是否需要添加头部格式

u8 vir_data_wait: 虚拟编码时是否允许丢失数据

u8 no_auto_start: 请求AUDIO_ENC_OPEN时不自动运行编码器，需要主动调用AUDIO_ENC_START

u8 sample_depth: 采样深度16bit或者24bit

u8 dns_enable: dns降噪算法 0:不使用 1:使用

u8 reserve: 保留位

u16 vad_start_threshold: VAD连续检测到声音的阈值，表示开始说话，回调AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_START，单位ms，填0使用库内默认值

u16 vad_stop_threshold: VAD连续检测到静音的阈值, 表示停止说话，回调AUDIO_SERVER_EVENT_SPEAK_STOP，单位ms,填0使用库内默认值

u16 frame_size: 编码器输出的每一帧帧长大小，只有pcm格式编码时才有效

u16 frame_head_reserve_len: 编码输出的帧预留头部的大小

u32 bitrate: 编码码率大小

u32 delay_ms: 当编码器读写不到数据后的延时等待

u32 output_buf_len: 编码buffer大小

u32 sample_rate: 编码采样率

u32 msec: 编码时长，填0表示一直编码，单位ms，编码结束会回调AUDIO_SERVER_EVENT_END消息

FILE *file: 编码输出文件句柄

u8 *output_buf: 编码buffer，默认填NULL，由编码器自动分配和释放资源

const char *format: 编码格式

const char *sample_source: 采样源，支持”mic”,”linein”,”plnk0”,”plnk1”，”virtual”，”iis0”，”iis1”，”spdif”

const struct audio_vfs_ops *vfs_ops: 虚拟文件操作句柄

u32 (*read_input)(u8 *buf, u32 len): 用于虚拟采样源”virtual”编码时的数据读取操作读输入buf及其长度

void *aec_attr: AEC回声消除算法配置参数

union audio_req

#include <audio_server.h>

audio服务请求参数

Public Members

struct audio_dec_req dec: 解码请求

struct audio_enc_req enc: 编码请求

struct audio_ioctl ioctl: 命令控制

struct audio_finfo info: 音频信息