FFMpeg音频混合，背景音（五）：将PCM压缩为MP3

FFMpeg版本：3.3.1

一、原理

    pcm:样本格式为s16交错存储，左右左右交错存储，采样率为44100,通道数为2，立体声

    mp3：格式为s16P, 也就是平面模式，先存储左声道，再存右声道，双声道，立体声。单帧样本1152个，采样率为44100.

二、代码

#include <iostream>
using namespace std;
extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libswresample/swresample.h>

}
#pragma comment(lib,"avcodec.lib")
#pragma comment(lib,"avformat.lib")
#pragma comment(lib,"avutil.lib")
#pragma comment(lib,"swresample.lib")
int main()
{
    av_register_all();

    char inputfile[] = "audio.pcm";
    char outputfile[] = "audio.mp3";
    int ret = 0;
    FILE* finput = NULL;
    FILE* foutput = NULL;

    //======================================MP3收尾工作============================================
    //寻找mp3编码器
    AVCodec* codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_MP3);
    //创建并配置mp3编(解)码器上下文
    AVCodecContext* ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
    ctx->bit_rate = 64000;
    ctx->channels = 2;
    ctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    ctx->sample_rate = 44100;
    ctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
    //打开mp3编(解)码器
    ret = avcodec_open2(ctx, codec, 0);
    //打开输出的MP3文件流
    foutput = fopen(outputfile, "wb");

    //===========================================PCM重采样为MP3============================================
    //准备一个frame结构体来接受重采样MP3的,每一帧的音频数据,每帧的样本大小为1152。
    //其实就是分配内存缓冲区，放重采样后的数据
    AVFrame* frame = av_frame_alloc();
    frame->nb_samples = 1152;
    frame->channels = 2;
    frame->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    frame->format = AV_SAMPLE_FMT_S16P;
    av_frame_get_buffer(frame, 0);
    //创建音频重采样上下文
    SwrContext* swr = swr_alloc();
    //设置重采样输入参数，通道布局立体声，采样率44100，样本格式不一致,输入S16交错存储，输出S16P平面存储
    av_opt_set_int(swr, "in_channel_layout", AV_CH_LAYOUT_STEREO, 0);
    av_opt_set_int(swr, "in_sample_rate", 44100, 0);
    av_opt_set_sample_fmt(swr, "in_sample_fmt", AV_SAMPLE_FMT_S16, 0);
    //设置重采样输出参数
    av_opt_set_int(swr, "out_channel_layout", AV_CH_LAYOUT_STEREO, 0);
    av_opt_set_int(swr, "out_sample_rate", 44100, 0);
    av_opt_set_sample_fmt(swr, "out_sample_fmt", AV_SAMPLE_FMT_S16P, 0);
    swr_init(swr);

    //===========================================PCM读入处理工作============================================
    finput = fopen(inputfile, "rb");
    //存储从pcm文件读取过来的数据，进行缓存
    uint8_t** input_data = NULL;
    //缓存重采样之后的数据
    uint8_t** output_data = NULL;
    int input_linesize, output_linesize;
    //给保存pcm文件数据分配空间
    av_samples_alloc_array_and_samples(&input_data, &input_linesize, 2, 1152, AV_SAMPLE_FMT_S16, 0);
    //缓存重采样数据的空间分配
    av_samples_alloc_array_and_samples(&output_data, &output_linesize, 2, 1152, AV_SAMPLE_FMT_S16P, 0);
    //接受编码之后的数据
    AVPacket* pkt = av_packet_alloc();
    while (!feof(finput))
    {
        fread(input_data[0], 1, 1152 * 2 * 2, finput);
        //重采样
        swr_convert(swr, output_data, 1152, (const uint8_t**)input_data, 1152);
        //左声道数据
        frame->data[0] = output_data[0];
        //右声道数据
        frame->data[1] = output_data[1];
        //编码,写入mp3文件，实际上是对frame这个结构体里面的数据进行编码操作。
        ret = avcodec_send_frame(ctx, frame);
        while (ret >= 0) {
            ret = avcodec_receive_packet(ctx, pkt);
            //AVERROR(EEAGAIN) -11  AVERROR_EOF表示已经没有数据了
            if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
            {
                continue;
            }
            else if (ret < 0) {
                break;
            }
            fwrite(pkt->data, 1, pkt->size, foutput);
            av_packet_unref(pkt);
        }
    }
    if (input_data)
    {
        av_freep(input_data);
    }
    if (output_data)
    {
        av_freep(output_data);
    }
    fclose(finput);
    fclose(foutput);
    av_frame_free(&frame);
    av_packet_free(&pkt);

    swr_free(&swr);

    avcodec_free_context(&ctx);

    return 0;
}