ffmepg 音頻重採樣

       因爲業務需要，直播推流過程中，pcm的音頻需要從48k採樣率，重採樣到44.1k，然後再編碼程aac，封裝成rtmp推送出去。這裏只描述如何做pcm數據的重採樣。

        整個過程中，音頻輸入：PCM/S16/48000/2   重採樣輸出： PCM/S16/441000/2，每一幀輸入是10ms的samples。

        重採樣的基本思路是，先用input和output audio格式，來初始化ffmpeg resample， 然後準備好input數據，和output buffer後調用swr_convert函數來做重採樣，具體處理函數如下：

步驟1：定義基本的處理函數和相關結構體

      #include <libswresample/swresample.h>

             bool initAudioResampler(const Frame&);
             void uninitAudioResampler();
             bool audioResample(const Frame&);

             struct SwrContext *m_audioSwrCtx;       //音頻處理context
             uint8_t **m_audioSwrSamplesData;       //音頻重採樣後輸出緩衝器
             int m_audioSwrSamplesLinesize;           //
             int m_audioSwrSamplesCount;              //音頻重採樣後一幀內sample的數目
 

          步驟2: 相關函數定義：

          bool initAudioResampler(const Frame& frame)
         {   
            int ret;
            m_audioSwrCtx = swr_alloc();
            if (!m_audioSwrCtx) {
                 ELOG_ERROR_T("Could not allocate resampler context");
                 goto failed;
              }
       
              /* set options */
            av_opt_set_int       (m_audioSwrCtx, "in_channel_count", frame.additionalInfo.audio.channels,      0);
            av_opt_set_int       (m_audioSwrCtx, "in_sample_rate",     frame.additionalInfo.audio.sampleRate,    0);
            av_opt_set_sample_fmt(m_audioSwrCtx, "in_sample_fmt",  AV_SAMPLE_FMT_S16,     0);
            av_opt_set_int       (m_audioSwrCtx, "out_channel_count",   2,   0);
            av_opt_set_int       (m_audioSwrCtx, "out_sample_rate",   44100,    0);
            av_opt_set_sample_fmt(m_audioSwrCtx, "out_sample_fmt",  AV_SAMPLE_FMT_S16,  0);
       
            ret = swr_init(m_audioSwrCtx);
            if (ret < 0) {
                  ELOG_ERROR_T("Fail to initialize the resampling context, %s", ff_err2str(ret));
                  goto failed;
            }
       
            m_audioSwrSamplesCount = 44100 / 100; // 44.1k frame_size for 10ms frame
            ret = av_samples_alloc_array_and_samples(&m_audioSwrSamplesData,
                                              &m_audioSwrSamplesLinesize,
                                              2,
                                               m_audioSwrSamplesCount,
                                               AV_SAMPLE_FMT_S16,
                                              0);
          if (ret < 0) {
                ELOG_ERROR_T("Could not allocate swr samples data, %s", ff_err2str(ret));
                goto failed;
           }

           ELOG_INFO("init audio resampler: input ch:%d, rate:%d, nbSamples:%d",
                frame.additionalInfo.audio.channels,
                frame.additionalInfo.audio.sampleRate,
                frame.additionalInfo.audio.nbSamples);
 
          return true;
 
failed:
     if (m_audioSwrCtx) {
         swr_free(&m_audioSwrCtx);
         m_audioSwrCtx = NULL;
     }

    if (m_audioSwrSamplesData) {
        av_freep(&m_audioSwrSamplesData[0]);
        av_freep(&m_audioSwrSamplesData);
        m_audioSwrSamplesData = NULL;
        m_audioSwrSamplesLinesize = 0;
    }
    m_audioSwrSamplesCount = 0;

    return false;
}

void uninitAudioResampler()
{
    if (m_audioSwrCtx) {
        swr_free(&m_audioSwrCtx);
        m_audioSwrCtx = NULL;
    }

    if (m_audioSwrSamplesData) {
        av_freep(&m_audioSwrSamplesData[0]);
        av_freep(&m_audioSwrSamplesData);
        m_audioSwrSamplesData = NULL;

        m_audioSwrSamplesLinesize = 0;
    }
    m_audioSwrSamplesCount = 0;
}
 

bool audioResample(const Frame &frame)
{
     if(frame.additionalInfo.audio.channels == 2 &&
       frame.additionalInfo.audio.sampleRate == 44100){
        ELOG_DEBUG_T("audioResample: input is already 44100/2/pcm, no need to resample");
       return false;
     }

     if(frame.additionalInfo.audio.channels != 2 &&
       frame.additionalInfo.audio.sampleRate != 48000){
        ELOG_DEBUG_T("audioResample: input is not 48000/2/pcm, not supported, skip");
       return false;
     } 

     if (m_audioSwrCtx == NULL){
        if (!initAudioResampler(frame)) {
             ELOG_ERROR_T("initAudioResampler failed!");
             return false;
         }
     }

     if (m_audioSwrCtx) {
        uint8_t* data[64];         
        data[0] = frame.payload;  //這一步很關鍵，frame.payload指向sample的真實存儲位置，而swr_convert中要求是**uint8_t格式參數，需做一個轉換

        int ret = swr_convert(m_audioSwrCtx, m_audioSwrSamplesData, m_audioSwrSamplesCount,
                        (const uint8_t**) data, frame.additionalInfo.audio.nbSamples);

        if (ret < 0) {
            ELOG_ERROR_T("Error while converting, %s", ff_err2str(ret));
            return false;
        }
        return true;
   }
   return false;
}