鸿蒙（API 12 Beta3版）【音频编码】

开发者可以调用本模块的Native API接口，完成音频编码，即将音频PCM编码压缩成不同的格式。

接口不限制PCM数据的来源，开发者可以调用麦克风录制获取、也可以导入编辑后的PCM数据，通过音频编码，输出对应格式的码流，最后封装为目标格式文件。

当前支持的编码能力如下：

容器规格	音频编码类型
mp4	AAC、Flac
m4a	AAC
flac	Flac
aac	AAC
mp3	MP3
raw	G711mu
amr	AMR
ogg	opus

适用场景

音频录制

通过录制传入PCM，然后编码出对应格式的码流，最后封装成想要的格式
音频编辑

编辑PCM后导出音频文件的场景，需要编码成对应音频格式后再封装成文件

开发指导

参考以下示例代码，完成音频编码的全流程，包括：创建编码器、设置编码参数（采样率/码率/声道数等）、开始、刷新、重置、销毁资源。

在应用开发过程中，开发者应按一定顺序调用方法，执行对应操作，否则系统可能会抛出异常或生成其他未定义的行为。具体顺序可参考下列开发步骤及对应说明。

如下为音频编码调用关系图：

在 CMake 脚本中链接动态库

target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_codecbase.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_core.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_acodec.so)

开发步骤

添加头文件。

#include <multimedia/player_framework/native_avcodec_audiocodec.h>
#include <multimedia/native_audio_channel_layout.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avcapability.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avcodec_base.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avformat.h>
#include <multimedia/player_framework/native_avbuffer.h>
创建编码器实例对象，OH_AVCodec *为编码器实例指针。

应用可以通过名称或媒体类型创建编码器。

// c++标准库命名空间
using namespace std;
// 通过 codecname 创建编码器
OH_AVCapability *capability = OH_AVCodec_GetCapability(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_AAC, true);
const char *name = OH_AVCapability_GetName(capability);
OH_AVCodec *audioEnc_ = OH_AudioCodec_CreateByName(name);

// 设置判定是否为编码；设置true表示当前是编码。
bool isEncoder = true;
// 通过媒体类型创建编码器
OH_AVCodec *audioEnc_ = OH_AudioCodec_CreateByMime(OH_AVCODEC_MIMETYPE_AUDIO_AAC, isEncoder);

// 初始化队列
class AEncBufferSignal {
public:
std::mutex inMutex_;
std::mutex outMutex_;
std::mutex startMutex_;
std::condition_variable inCond_;
std::condition_variable outCond_;
std::condition_variable startCond_;
std::queue<uint32_t> inQueue_;
std::queue<uint32_t> outQueue_;
std::queue<OH_AVBuffer *> inBufferQueue_;
std::queue<OH_AVBuffer *> outBufferQueue_;
};
AEncBufferSignal *signal_;
调用OH_AudioCodec_RegisterCallback()注册回调函数。

注册回调函数指针集合OH_AVCodecCallback，包括：
- OH_AVCodecOnError：编码器运行错误。
- OH_AVCodecOnStreamChanged：码流信息变化，如声道变化等。
- OH_AVCodecOnNeedInputBuffer：运行过程中需要新的输入数据，即编码器已准备好，可以输入PCM数据。
- OH_AVCodecOnNewOutputBuffer：运行过程中产生了新的输出数据，即编码完成。
开发者可以通过处理该回调报告的信息，确保编码器正常运转。

// OH_AVCodecOnError回调函数的实现
static void OnError(OH_AVCodec *codec, int32_t errorCode, void *userData)
{
(void)codec;
(void)errorCode;
(void)userData;
}
// OH_AVCodecOnStreamChanged回调函数的实现
static void OnOutputFormatChanged(OH_AVCodec *codec, OH_AVFormat *format, void *userData)
{
(void)codec;
(void)format;
(void)userData;
}
// OH_AVCodecOnNeedInputBuffer回调函数的实现
static void OnInputBufferAvailable(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVBuffer *data, void *userData)
{
(void)codec;
// 编码输入码流送入InputBuffer队列
AEncBufferSignal *signal = static_cast<AEncBufferSignal *>(userData);
unique_lock<mutex> lock(signal->inMutex_);
signal->inQueue_.push(index);
signal->inBufferQueue_.push(data);
signal->inCond_.notify_all();
}
// OH_AVCodecOnNewOutputBuffer回调函数的实现
static void OnOutputBufferAvailable(OH_AVCodec *codec, uint32_t index, OH_AVBuffer *data, void *userData)
{
(void)codec;
// 将对应输出buffer的index送入OutputQueue_队列
// 将对应编码完成的数据data送入outBuffer队列
AEncBufferSignal *signal = static_cast<AEncBufferSignal *>(userData);
unique_lock<mutex> lock(signal->outMutex_);
signal->outQueue_.push(index);
signal->outBufferQueue_.push(data);
}
signal_ = new AEncBufferSignal();
OH_AVCodecCallback cb_ = {&OnError, &OnOutputFormatChanged, &OnInputBufferAvailable, &OnOutputBufferAvailable};
// 配置异步回调
int32_t ret = OH_AudioCodec_RegisterCallback(audioEnc_, cb_, signal_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
调用OH_AudioCodec_Configure设置编码器。

设置必选项：采样率，码率，以及声道数，声道类型、位深。

可选项：最大输入长度。

flac编码：需要额外标识兼容性级别(Compliance Level)和采样精度。

对于44100Hz采样率、2声道立体声、SAMPLE_S16LE采样格式的PCM音频，以32000bps的码率进行AAC编码的调用流程如下：

int32_t ret;
// 配置音频采样率（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_SAMPLERATE = 44100;
// 配置音频码率（必须）
constexpr uint64_t DEFAULT_BITRATE = 32000;
// 配置音频声道数（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
// 配置音频声道类型（必须）
constexpr OH_AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = OH_AudioChannelLayout::CH_LAYOUT_STEREO;
// 配置音频位深（必须）
constexpr OH_BitsPerSample SAMPLE_FORMAT = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S16LE;
// 配置音频compliance level (默认值0，取值范围-2~2)
constexpr int32_t COMPLIANCE_LEVEL = 0;
// 配置音频精度（必须） SAMPLE_S16LE
constexpr OH_BitsPerSample BITS_PER_CODED_SAMPLE = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S16LE;
// 每20ms一帧音频数据
constexpr float TIME_PER_FRAME = 0.02;
// 配置最大输入长度, 每帧音频数据的大小（可选）
constexpr uint32_t DEFAULT_MAX_INPUT_SIZE = DEFAULT_SAMPLERATE * TIME_PER_FRAME * DEFAULT_CHANNEL_COUNT * sizeof(short); // aac
OH_AVFormat *format = OH_AVFormat_Create();
// 写入format
OH_AVFormat_SetIntValue(format,OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT, DEFAULT_CHANNEL_COUNT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format,OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE, DEFAULT_SAMPLERATE);
OH_AVFormat_SetLongValue(format,OH_MD_KEY_BITRATE, DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT, SAMPLE_FORMAT);
OH_AVFormat_SetLongValue(format,OH_MD_KEY_CHANNEL_LAYOUT, CHANNEL_LAYOUT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format,OH_MD_KEY_MAX_INPUT_SIZE, DEFAULT_MAX_INPUT_SIZE);
// 配置编码器
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}

例FLAC调用流程：

int32_t ret;
// 配置音频采样率（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_SAMPLERATE = 44100;
// 配置音频码率（必须）
constexpr uint64_t DEFAULT_BITRATE = 261000;
// 配置音频声道数（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
// 配置音频声道类型（必须）
constexpr OH_AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = OH_AudioChannelLayout::CH_LAYOUT_STEREO;
// 配置音频位深（必须） flac 只有SAMPLE_S16LE和SAMPLE_S32LE
constexpr OH_BitsPerSample SAMPLE_FORMAT = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S32LE;
// 配置音频compliance level (默认值0，取值范围-2~2)
constexpr int32_t COMPLIANCE_LEVEL = 0;
// 配置音频精度（必须） SAMPLE_S16LE和SAMPLE_S24LE和SAMPLE_S32LE
constexpr OH_BitsPerSample BITS_PER_CODED_SAMPLE = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S24LE;
OH_AVFormat *format = OH_AVFormat_Create();
// 写入format
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT, DEFAULT_CHANNEL_COUNT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE, DEFAULT_SAMPLERATE);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_BITRATE, DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_BITS_PER_CODED_SAMPLE, BITS_PER_CODED_SAMPLE); 
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT, SAMPLE_FORMAT); 
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_CHANNEL_LAYOUT, CHANNEL_LAYOUT);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_COMPLIANCE_LEVEL, COMPLIANCE_LEVEL); 
// 配置编码器
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

例AMR编码调用流程：

int32_t ret;
// 配置音频采样率（必须），amr-nb输入采样率为8000hz的PCM，amr-wb输入采样率为16000hz的PCM
constexpr uint32_t DEFAULT_SAMPLERATE = 8000;
// 配置音频码率（必须）
// amr-nb支持码率4750、5150、5900、6700、7400、7950、10200、12200
// amr-wb支持码率6600、8850、12650、14250、15850、18250、19850、23050、23850
constexpr uint64_t DEFAULT_BITRATE = 10200;
// 配置音频声道数（必须）
constexpr uint32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 1;
// 配置音频声道类型（必须）
constexpr OH_AudioChannelLayout CHANNEL_LAYOUT = OH_AudioChannelLayout::CH_LAYOUT_MONO;
// 配置音频位深（必须）
constexpr OH_BitsPerSample SAMPLE_FORMAT = OH_BitsPerSample::SAMPLE_S16LE;
OH_AVFormat *format = OH_AVFormat_Create();
// 写入format
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT, DEFAULT_CHANNEL_COUNT);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE, DEFAULT_SAMPLERATE);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_BITRATE, DEFAULT_BITRATE);
OH_AVFormat_SetIntValue(format, OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT, SAMPLE_FORMAT);
OH_AVFormat_SetLongValue(format, OH_MD_KEY_CHANNEL_LAYOUT, CHANNEL_LAYOUT);
// 配置编码器
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
}

调用OH_AudioCodec_Prepare()，编码器就绪。

ret = OH_AudioCodec_Prepare(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
调用OH_AudioCodec_Start()启动编码器，进入运行态。

unique_ptr<ifstream> inputFile_ = make_unique<ifstream>();
unique_ptr<ofstream> outFile_ = make_unique<ofstream>();
// 打开待编码二进制文件路径（此处以输入为PCM文件为例）
inputFile_->open(inputFilePath.data(), ios::in | ios::binary);
// 配置编码文件输出路径（此处以输出为编码码流文件为例）
outFile_->open(outputFilePath.data(), ios::out | ios::binary);
// 开始编码
ret = OH_AudioCodec_Start(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
调用OH_AudioCodec_PushInputBuffer()，写入待编码器的数据。

如果是结束，需要对flag标识成AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS

aac：每帧样点数(SAMPLES_PER_FRAME)建议使用20ms的PCM样点数，即采样率*0.02

flac：每帧样点数(SAMPLES_PER_FRAME)比较特殊需要，根据如下表格进行设置

采样率样点数

8000 576

16000 1152

22050 2304

24000 2304

32000 2304

44100 4608

48000 4608

88200 8192

96000 8192

采样率	样点数
8000	576
16000	1152
22050	2304
24000	2304
32000	2304
44100	4608
48000	4608
88200	8192
96000	8192

说明

aac编码的每帧样点数建议使用20ms的PCM样点数，即采样率*0.02。flac编码的样点数建议根据采样率按照表格传入，大于这个值也会返回错误码，如果小于有可能出现编码文件损坏问题。

 // 每帧样点数
 constexpr int32_t SAMPLES_PER_FRAME = DEFAULT_SAMPLERATE * TIME_PER_FRAME;
 // 声道数，对于amr编码声道数只支持单声道的音频输入
 constexpr int32_t DEFAULT_CHANNEL_COUNT = 2;
 // 每帧输入数据的长度，声道数 * 每帧样点数 * 每个样点的字节数（以采样格式SAMPLE_S16LE为例）
 constexpr int32_t INPUT_FRAME_BYTES = DEFAULT_CHANNEL_COUNT * SAMPLES_PER_FRAME * sizeof(short);
 uint32_t index = signal_->inQueue_.front();
 auto buffer = signal_->inBufferQueue_.front();
 OH_AVCodecBufferAttr attr = {0};
 if (!inputFile_->eof()) {
     inputFile_->read((char *)OH_AVBuffer_GetAddr(buffer), INPUT_FRAME_BYTES);
     attr.size = INPUT_FRAME_BYTES;
     attr.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_NONE;
 } else {
     attr.size = 0;
     attr.flags = AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS;
 }
 OH_AVBuffer_SetBufferAttr(buffer, &attr);
 // 送入编码输入队列进行编码, index为对应队列下标
 ret = OH_AudioCodec_PushInputBuffer(audioEnc_, index);
 if (ret != AV_ERR_OK) {
     // 异常处理
 }

调用OH_AudioCodec_FreeOutputBuffer()，输出编码格式码流

uint32_t index = signal_->outQueue_.front();
OH_AVBuffer *avBuffer = signal_->outBufferQueue_.front();
// 获取buffer attributes
OH_AVCodecBufferAttr attr = {0};
ret = OH_AVBuffer_GetBufferAttr(avBuffer, &attr);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
// 将编码完成数据data写入到对应输出文件中
outputFile_->write(reinterpret_cast<char *>(OH_AVBuffer_GetAddr(avBuffer)), attr.size);
// 释放已完成写入的数据
ret = OH_AudioCodec_FreeOutputBuffer(audioEnc_, index);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
if (attr.flags == AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) {
// 结束
}
（可选）调用OH_AudioCodec_Flush()刷新编码器。

调用OH_AudioCodec_Flush()后，编码器处于Flush状态，会将当前编码队列清空。

此时需要调用OH_AudioCodec_Start()重新开始编码。

使用情况：

在文件EOS之后，需要调用刷新
在执行过程中遇到可继续执行的错误时（即OH_AudioCodec_IsValid 为true）可以调用，然后重新调用OH_AudioCodec_Start

// 刷新编码器 audioEnc_
ret = OH_AudioCodec_Flush(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
// 重新开始编码
ret = OH_AudioCodec_Start(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}

（可选）调用OH_AudioCodec_Reset()重置编码器。

调用OH_AudioCodec_Reset()后，编码器回到初始化的状态，需要调用OH_AudioCodec_Configure()重新配置，然后调用OH_AudioCodec_Start()重新开始编码。

// 重置编码器 audioEnc_
ret = OH_AudioCodec_Reset(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
// 重新配置编码器参数
ret = OH_AudioCodec_Configure(audioEnc_, format);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
调用OH_AudioCodec_Stop()停止编码器。

// 终止编码器 audioEnc_
ret = OH_AudioCodec_Stop(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
// 异常处理
}
调用OH_AudioCodec_Destroy()销毁编码器实例，释放资源。

说明

资源不能重复销毁

// 调用OH_AudioCodec_Destroy, 注销编码器
ret = OH_AudioCodec_Destroy(audioEnc_);
if (ret != AV_ERR_OK) {
    // 异常处理
} else {
    audioEnc_ = NULL; // 不可重复destroy
}

最后呢

很多开发朋友不知道需要学习那些鸿蒙技术？鸿蒙开发岗位需要掌握那些核心技术点？为此鸿蒙的开发学习必须要系统性的进行。

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如果你是一名Android、Java、前端等等开发人员，想要转入鸿蒙方向发展。可以直接领取这份资料辅助你的学习。下面是鸿蒙开发的学习路线图。

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《鸿蒙 (OpenHarmony)开发学习视频》
《鸿蒙生态应用开发V2.0白皮书》
《鸿蒙 (OpenHarmony)开发基础到实战手册》
OpenHarmony北向、南向开发环境搭建
《鸿蒙开发基础》
《鸿蒙开发进阶》
《鸿蒙开发实战》

总结

鸿蒙---作为国家主力推送的国产操作系统。部分的高校已经取消了安卓课程，从而开设鸿蒙课程；企业纷纷跟进启动了鸿蒙研发。

并且鸿蒙是完全具备无与伦比的机遇和潜力的；预计到年底将有 5,000 款的应用完成原生鸿蒙开发，未来将会支持 50 万款的应用。那么这么多的应用需要开发，也就意味着需要有更多的鸿蒙人才。鸿蒙开发工程师也将会迎来爆发式的增长，学习鸿蒙势在必行！自↓↓↓拿