一个简单的录音软件（利用QT录音，ffmpeg进行音频重采样，fdk-aac编码）

录音软件是一种非常有用的工具，可以帮助我们记录和存储语音信息。在本文中，我们将介绍一个简单的录音软件，该软件利用QT进行录音，使用ffmpeg进行音频重采样，并使用fdk-aac编码。

一、 环境介绍

1、QT版本: QT5.12.6

2、编译器 : MSVC2017 64

3、ffmpeg版本: 6.1.1

4、完整工程下载地址(下载即可编译运行): https://download.csdn.net/download/u012959478/89624722

二、软件介绍

本文是一个简单的录音软件的示例，使用QT的QAudioInput来录制原始音频数据，并使用QIODevice作为输入和输出来读取和写入数据，ffmpeg进行音频重采样，fdk-aac进行编码。最终的编码结果保存为AAC格式的文件。

首先，让我们来介绍一下QT。QT是一个跨平台的应用程序开发框架，它提供了丰富的功能和界面设计工具，可以帮助我们快速开发各种应用程序。在我们的录音软件中，我们将使用QT的多媒体模块的QAudioInput来进行录音。

接下来，让我们来了解一下ffmpeg。ffmpeg是一个开源的跨平台多媒体处理工具，它可以处理各种音频和视频格式。在我们的录音软件中，我们将使用ffmpeg的音频重采样功能来将录制的音频转换为我们需要的格式。

最后，让我们来介绍一下fdk-aac。fdk-aac是一个高质量的音频编码器，它可以将音频转换为AAC格式。在我们的录音软件中，我们将使用fdk-aac来对录制的音频进行编码。

现在，让我们来看看录音软件的主要功能。首先，我们需要实现一个界面，用户可以点击开始录音按钮来开始录音。当用户点击停止录音按钮时，录音将停止并保存为一个音频文件。

在录音过程中，我们将使用QT的录音类来实现录音功能。当录音停止后，我们将使用ffmpeg进行音频重采样，以将音频转换为我们所需的采样率和格式。最后，我们将使用fdk-aac对音频进行编码，并将其保存为AAC格式的文件。

在我们的录音软件中，用户还可以选择保存音频文件的路径和文件名。当用户点击保存按钮时，我们将使用QT的文件对话框来选择保存路径和文件名。

三、示例代码

audiothread.h

#ifndef AUDIOTHREAD_H
#define AUDIOTHREAD_H

#include <QThread>
#include <QFile>

extern "C"
{
#include <libswresample/swresample.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libavutil/audio_fifo.h>
}

class QAudioInput;
class AudioThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit AudioThread(QObject *parent = nullptr);
    ~AudioThread();

signals:
    void timeChanged(unsigned long long ms);

private:
    void run();
    bool init();
    bool initResample();//初始化重采样
    bool InitAudioCodec();//初始化音频编码器
    void encode(AVCodecContext *ctx,AVFrame *frame,AVPacket *pkt, QFile &outFile);
    void increaseVolume(AVFrame *frame, double volume);//提高音量

private:
    SwrContext *_swr_ctx = nullptr;
    QAudioInput *_input = nullptr;
    AVCodecContext *_ac = nullptr;
};

#endif // AUDIOTHREAD_H

audiothread.cpp

#include "audiothread.h"
#include <QAudioInput>
#include <QMutex>
#include <QDebug>
#include <iostream>

extern QString g_srcDirPath;

AudioThread::AudioThread(QObject *parent):QThread(parent)
{
    connect(this, &AudioThread::finished,this, &AudioThread::deleteLater);

    initResample();
    InitAudioCodec();
}

AudioThread::~AudioThread()
{
    requestInterruption();

    swr_free(&_swr_ctx);
    avcodec_free_context(&_ac);

    // 安全退出
    quit();
    wait();
}

void AudioThread::run()
{
    if(!init())
        return;

    QFile outFile(g_srcDirPath);
    if (!outFile.open(QFile::WriteOnly)) {
        return;
    }

    //开始录制音频
    QIODevice *io = _input->start();

    //音频重采样输出空间分配
    AVFrame *pcm = av_frame_alloc();
    pcm->format = AV_SAMPLE_FMT_S16;
    pcm->channels = 2;
    pcm->channel_layout = av_get_default_channel_layout(pcm->channels);
    pcm->nb_samples = 1024; //一帧音频一通道的采用数量
    int ret = av_frame_get_buffer(pcm, 0); // 给pcm分配存储空间
    if (ret != 0)
    {
        return;
    }

    //一次读取一帧音频的字节数
    int in_nb_samples = av_rescale_rnd(1024, 48000, 44100, AV_ROUND_UP);
    int readSize = in_nb_samples*_input->format().bytesPerFrame();
    char *buf = new char[readSize];
    AVPacket pkt = { 0 };
    while (!isInterruptionRequested())
    {
        //一次读取一帧音频
        if (_input->bytesReady() < readSize)
        {
            QThread::msleep(1);
            continue;
        }
        int size = 0;
        while (size != readSize)
        {
            int len = io->read(buf + size, readSize - size);
            if (len < 0)break;
            size += len;
        }

        if (size != readSize)continue;

        //已经读一帧源数据
        //重采样源数据
        const uint8_t *indata[AV_NUM_DATA_POINTERS] = { 0 };
        indata[0] = (uint8_t *)buf;

        swr_convert(_swr_ctx, pcm->data, pcm->nb_samples, indata, in_nb_samples);
        increaseVolume(pcm,10);//麦克风录音声音轻，提高点音量
        encode(_ac,pcm,&pkt,outFile);
    }

    _input->stop();
    delete []buf;
    outFile.close();
    av_frame_free(&pcm);
}

bool AudioThread::init()
{
    if(QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioInput).size()<1)
    {
        qDebug()<<"没有录音设备";
        return false;
    }

    int sampleRate = 48000;
    int channels = 2;
    int sampleByte = 2;

    //qt音频参数设置
    QAudioFormat fmt;
    fmt.setSampleRate(sampleRate);
    fmt.setChannelCount(channels);
    fmt.setSampleSize(sampleByte * 8);
    fmt.setCodec("audio/pcm");
    fmt.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
    fmt.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);
    QAudioDeviceInfo info=QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice();
    if (!info.isFormatSupported(fmt))
    {
        qDebug() << "Audio format not support!";
        fmt = info.nearestFormat(fmt);
    }
    _input = new QAudioInput(fmt);

    if( !initResample() || !InitAudioCodec())
        return false;

    return true;
}


bool AudioThread::InitAudioCodec()
{
    const AVCodec *codec = avcodec_find_encoder_by_name("libfdk_aac");
    if(!codec){
        return false;
    }

    _ac = avcodec_alloc_context3(codec);
    if (!_ac) {
        return false;
    }

    _ac->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;       // 输入音频的采样大小。fdk_aac需要16位的音频输													                入数据
    _ac->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO; // 输入音频的CHANNEL LAYOUT
    _ac->channels = 2;                         // 输入音频的声道数
    _ac->sample_rate = 44100;                  // 输入音频的采样率
    _ac->bit_rate = 0;                         // AAC : 128K   AAV_HE: 64K  AAC_HE_V2: 32K. bit_rate为0时会查找profile属性值

    // 打开编码器
    int ret = avcodec_open2(_ac,codec,nullptr);
    if (ret < 0) {
        return false;
    }

    return true;
}

bool AudioThread::initResample()
{
    _swr_ctx = swr_alloc_set_opts(nullptr,
                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,AV_SAMPLE_FMT_S16,44100, //输出参数
                                  AV_CH_LAYOUT_STEREO,AV_SAMPLE_FMT_S16,48000, //输入参数
                                  0,nullptr);

    if (swr_init(_swr_ctx) < 0)
    {
        return false;
    }

    return true;
}

void AudioThread::encode(AVCodecContext *ctx,AVFrame *frame,AVPacket *pkt, QFile &outFile)
{
    // 发送数据到编码器
    int ret = avcodec_send_frame(ctx, frame);
    if (ret < 0)
    {
        qDebug() << "avcodec_send_frame error" ;
        return;
    }

    // 不断从编码器中取出编码后的数据
    while (true)
    {
        // 获取编码后的音频数据
        ret = avcodec_receive_packet(ctx, pkt);
        if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
        {
            return;
        }
        else if (ret < 0)
        {
            return;
        }

        // 将编码后的数据写入文件
        outFile.write((char *) pkt->data, pkt->size);

        // 释放pkt内部的资源
        av_packet_unref(pkt);
    }
}

void AudioThread::increaseVolume(AVFrame *frame, double volume)
{
    int16_t *samples = (int16_t *)frame->data[0];
    int nb_samples = frame->nb_samples;
    int channels = av_get_channel_layout_nb_channels(frame->channel_layout);
    // 提高音量
    for (int i = 0; i < nb_samples; i++)
    {
        for (int ch = 0; ch < channels; ch++)
        {
            // 使用线性插值来提高音量
            int pcmval = samples[ch] * volume;
            if (pcmval < 32767 && pcmval > -32768)
            {
                samples[ch] = pcmval;
            }
            else if (pcmval > 32767)
            {
                samples[ch] = 32767;
            }
            else if (pcmval < -32768)
            {
                samples[ch] = -32768;
            }
        }
        samples += channels;
    }
}

界面设计mainwindow.ui

mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
#include <QTimer>
#include "audiothread.h"

QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();

private slots:
    void on_audioButton_clicked();
    void onTimeChanged();
    void onAudioThreadFinished();
    void on_saveButton_clicked();

private:
    Ui::MainWindow *ui;
    AudioThread *_audioThread = nullptr;

    int m_num;
    QTimer *_timer;
};
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QTime>
#include <QFileDialog>
#include <QMessageBox>

QString g_srcDirPath;
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    ui->lcdNumber->setDigitCount(8);
    m_num =  -1;
    onTimeChanged();

    _timer = new QTimer(this);
    connect(_timer,&QTimer::timeout,this,&MainWindow::onTimeChanged);
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}


void MainWindow::on_audioButton_clicked()
{
    if(g_srcDirPath.isEmpty())
    {
        QMessageBox::warning(NULL, "warning", "请设置文件保存路径！\n", QMessageBox::Yes, QMessageBox::Yes);
        return;
    }

    if(!_audioThread)
    {
        _audioThread = new AudioThread(this);
        _audioThread->start();

        connect(_audioThread,&AudioThread::finished,this,&MainWindow::onAudioThreadFinished);

        ui->audioButton->setText("结束录音");

        m_num =  -1;
        onTimeChanged();
        _timer->start(1000);
    }
    else
    {
        _audioThread->requestInterruption();
    }
}

void MainWindow::onTimeChanged()
{
    m_num++;
    QTime time(0, 0, 0);
    QString text = time.addSecs(m_num).toString("HH:mm:ss");
    ui->lcdNumber->display(text);
}

void MainWindow::onAudioThreadFinished()
{
    _audioThread = nullptr;
    ui->audioButton->setText("开始录音");

    _timer->stop();
}

void MainWindow::on_saveButton_clicked()
{
    QString runPath = g_srcDirPath;
    if(runPath.isEmpty())
    {
        runPath = QCoreApplication::applicationDirPath() + "/save.aac";
    }
    g_srcDirPath = QFileDialog::getSaveFileName(this, "保存文件",runPath,"AAC文件(*.aac)",nullptr,QFileDialog::DontConfirmOverwrite);
}

通过以上的实现，我们就可以得到一个简单的录音软件，它可以利用QT实现录音，使用ffmpeg进行音频重采样，并使用fdk-aac进行编码。这个录音软件不仅简单易用，可以帮助我们记录和存储语音信息，是一个非常实用的工具。

四、运行效果

​

谢谢您的阅读。希望本文能对您有所帮助，并且给您带来了一些新的观点和思考。如果您有任何问题或意见，请随时与我联系。再次感谢您的支持！

五、相关文章

Windosw下Visual Studio2022编译FFmpeg(支持x264、x265、fdk-acc)-CSDN博客