最简单的基于FFMPEG的音频编码器（PCM编码为AAC）_专栏

本文介绍一个最简单的基于FFMPEG的音频编码器。该编码器实现了PCM音频采样数据编码为AAC的压缩编码数据。编码器代码十分简单，但是每一行代码都很重要。通过看本编码器的源代码，可以了解FFMPEG音频编码的流程。
本程序使用最新版的类库（编译时间为2014.5.6），开发平台为VC2010。所有的配置都已经做好，只需要运行就可以了。

流程（2014.9.29更新）
下面附一张使用FFmpeg编码音频的流程图。使用该流程，不仅可以编码AAC的音频，而且可以编码MP3，MP2等等各种FFmpeg支持的音频。图中蓝色背景的函数是实际输出数据的函数。浅绿色的函数是音频编码的函数。

简单介绍一下流程中各个函数的意义：

av_register_all()：注册FFmpeg所有编解码器。
avformat_alloc_output_context2()：初始化输出码流的AVFormatContext。
avio_open()：打开输出文件。
av_new_stream()：创建输出码流的AVStream。
avcodec_find_encoder()：查找编码器。
avcodec_open2()：打开编码器。
avformat_write_header()：写文件头（对于某些没有文件头的封装格式，不需要此函数。比如说MPEG2TS）。
avcodec_encode_audio2()：编码音频。即将AVFrame（存储PCM采样数据）编码为AVPacket（存储AAC，MP3等格式的码流数据）。
av_write_frame()：将编码后的视频码流写入文件。
av_write_trailer()：写文件尾（对于某些没有文件头的封装格式，不需要此函数。比如说MPEG2TS）。

代码

/**

 *最简单的基于FFmpeg的音频编码器

 *Simplest FFmpeg Audio Encoder

 *

 *雷霄骅 Lei Xiaohua

 *leixiaohua1020@126.com

 *中国传媒大学/数字电视技术

 *Communication University of China / Digital TV Technology

 *http://blog.csdn.net/leixiaohua1020

 *

 *本程序实现了音频PCM采样数据编码为压缩码流（MP3，WMA，AAC等）。

 *是最简单的FFmpeg音频编码方面的教程。

 *通过学习本例子可以了解FFmpeg的编码流程。

 *This software encode PCM data to AAC bitstream.

 *It's the simplest audio encoding software based on FFmpeg. 

 *Suitable for beginner of FFmpeg 

 */

#include <stdio.h>

#define __STDC_CONSTANT_MACROS

#ifdef _WIN32

//Windows

extern "C"

{

#include "libavcodec/avcodec.h"

#include "libavformat/avformat.h"

};

#else

//Linux...

#ifdef __cplusplus

extern "C"

{

#endif

#include <libavcodec/avcodec.h>

#include <libavformat/avformat.h>

#ifdef __cplusplus

};

#endif

#endif

int flush_encoder(AVFormatContext *fmt_ctx,unsigned int stream_index){

    int ret;

    int got_frame;

    AVPacket enc_pkt;

    if (!(fmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &

        CODEC_CAP_DELAY))

        return 0;

    while (1) {

        enc_pkt.data = NULL;

        enc_pkt.size = 0;

        av_init_packet(&enc_pkt);

        ret = avcodec_encode_audio2 (fmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,

            NULL, &got_frame);

        av_frame_free(NULL);

        if (ret < 0)

            break;

        if (!got_frame){

            ret=0;

            break;

        }

        printf("Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame!\tsize:%5d\n",enc_pkt.size);

        /* mux encoded frame */

        ret = av_write_frame(fmt_ctx, &enc_pkt);

        if (ret < 0)

            break;

    }

    return ret;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

    AVFormatContext* pFormatCtx;

    AVOutputFormat* fmt;

    AVStream* audio_st;

    AVCodecContext* pCodecCtx;

    AVCodec* pCodec;

    uint8_t* frame_buf;

    AVFrame* pFrame;

    AVPacket pkt;

    int got_frame=0;

    int ret=0;

    int size=0;

    FILE *in_file=NULL;                         //Raw PCM data

    int framenum=1000;                          //Audio frame number

    const char* out_file = "tdjm.aac";          //Output URL

    int i;

    in_file= fopen("tdjm.pcm", "rb");

    av_register_all();

    //Method 1.

    pFormatCtx = avformat_alloc_context();

    fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);

    pFormatCtx->oformat = fmt;

    //Method 2.

    //avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);

    //fmt = pFormatCtx->oformat;

    //Open output URL

    if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0){

        printf("Failed to open output file!\n");

        return -1;

    }

    audio_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);

    if (audio_st==NULL){

        return -1;

    }

    pCodecCtx = audio_st->codec;

    pCodecCtx->codec_id = fmt->audio_codec;

    pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;

    pCodecCtx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;

    pCodecCtx->sample_rate= 44100;

    pCodecCtx->channel_layout=AV_CH_LAYOUT_STEREO;

    pCodecCtx->channels = av_get_channel_layout_nb_channels(pCodecCtx->channel_layout);

    pCodecCtx->bit_rate = 64000;  

    //Show some information

    av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);

    pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);

    if (!pCodec){

        printf("Can not find encoder!\n");

        return -1;

    }

    if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL) < 0){

        printf("Failed to open encoder!\n");

        return -1;

    }

    pFrame = av_frame_alloc();

    pFrame->nb_samples= pCodecCtx->frame_size;

    pFrame->format= pCodecCtx->sample_fmt;

    size = av_samples_get_buffer_size(NULL, pCodecCtx->channels,pCodecCtx->frame_size,pCodecCtx->sample_fmt, 1);

    frame_buf = (uint8_t *)av_malloc(size);

    avcodec_fill_audio_frame(pFrame, pCodecCtx->channels, pCodecCtx->sample_fmt,(const uint8_t*)frame_buf, size, 1);

    //Write Header

    avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);

    av_new_packet(&pkt,size);

    for (i=0; i<framenum; i++){

        //Read PCM

        if (fread(frame_buf, 1, size, in_file) <= 0){

            printf("Failed to read raw data! \n");

            return -1;

        }else if(feof(in_file)){

            break;

        }

        pFrame->data[0] = frame_buf;  //PCM Data

        pFrame->pts=i*100;

        got_frame=0;

        //Encode

        ret = avcodec_encode_audio2(pCodecCtx, &pkt,pFrame, &got_frame);

        if(ret < 0){

            printf("Failed to encode!\n");

            return -1;

        }

        if (got_frame==1){

            printf("Succeed to encode 1 frame! \tsize:%5d\n",pkt.size);

            pkt.stream_index = audio_st->index;

            ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);

            av_free_packet(&pkt);

        }

    }

    //Flush Encoder

    ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);

    if (ret < 0) {

        printf("Flushing encoder failed\n");

        return -1;

    }

    //Write Trailer

    av_write_trailer(pFormatCtx);

    //Clean

    if (audio_st){

        avcodec_close(audio_st->codec);

        av_free(pFrame);

        av_free(frame_buf);

    }

    avio_close(pFormatCtx->pb);

    avformat_free_context(pFormatCtx);

    fclose(in_file);

    return 0;

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