FFmpeg音频播放器(4)-将mp3解码成pcm

FFmpeg音频播放器(1)-简介
FFmpeg音频播放器(2)-编译动态库
FFmpeg音频播放器(3)-将FFmpeg加入到Android中
FFmpeg音频播放器(4)-将mp3解码成pcm
FFmpeg音频播放器(5)-单输入filter(volume,atempo)
FFmpeg音频播放器(6)-多输入filter(amix)
FFmpeg音频播放器(7)-使用OpenSLES播放音频
FFmpeg音频播放器(8)-创建FFmpeg播放器
FFmpeg音频播放器(9)-播放控制
FFmpeg的第一个强大之处是它的编解码能力。它可以将市面上的任意一种音频格式(mp3,wav,aac,ogg等)和视频格式（mp4,avi,rm,rmvb,mov等）解码。通过解码器将音频视频解码成一个个AVFrame，每个frame包含了音频的pcm信息或视频的yuv信息。通过编码器，FFmpeg有可将frame编码成不同格式的音视频文件。因此我们可以用FFmpeg很简单的实现格式转换，而不需要了解各种格式的相关协议。
下面开始用FFmpeg库通过代码方式实现音频解码
大致的解码流程如下

av_register_all();//注册所有codec和muxers, demuxers，protocols
        ⬇️
avformat_alloc_context();//AVFormatContext初始化
        ⬇️
avformat_open_input();//打开文件
        ⬇️
avformat_find_stream_info();//获取文件流信息
        ⬇️
获取音频索引audio_stream_index
        ⬇️
avcodec_find_decoder();//根据audio_stream_index获取解码器
        ⬇️
while (av_read_frame(fmtCtx, packet) >= 0)；//分配AVPacket内存，循环读入packet
        ⬇️
avcodec_decode_audio4();//将packet解码成AVFrame
        ⬇️
     fwrite();//将frame中的pcm数据写入文件
        ⬇️
   释放相关资源

完整代码如下
在MainActivity.kt中引入so库

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
    }

    fun decodeAudio(v: View) {
        val src = "${Environment.getExternalStorageDirectory()}/test1.mp3"
        val out = "${Environment.getExternalStorageDirectory()}/out.pcm"
        decodeAudio(src, out)
    }

    external fun decodeAudio(src: String, out: String)
    companion object {
        init {
            System.loadLibrary("avutil-55")
            System.loadLibrary("swresample-2")
            System.loadLibrary("avcodec-57")
            System.loadLibrary("avfilter-6")
            System.loadLibrary("swscale-4")
            System.loadLibrary("avformat-57")
            System.loadLibrary("native-lib")
        }
    }
}

在native-lib.cpp中编写音频解码代码

#include <jni.h>
#include <android/log.h>
#include <string>

extern "C" {
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libswresample/swresample.h>
}
#define LOGI(FORMAT, ...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,"FFmpegAudioPlayer",FORMAT,##__VA_ARGS__);
#define LOGE(FORMAT, ...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,"FFmpegAudioPlayer",FORMAT,##__VA_ARGS__);
extern "C" JNIEXPORT void
JNICALL
Java_io_github_iamyours_ffmpegaudioplayer_MainActivity_decodeAudio(
        JNIEnv *env,
        jobject /* this */, jstring _src, jstring _out) {
    const char *src = env->GetStringUTFChars(_src, 0);
    const char *out = env->GetStringUTFChars(_out, 0);

    av_register_all();//注册所有容器解码器
    AVFormatContext *fmt_ctx = avformat_alloc_context();

    if (avformat_open_input(&fmt_ctx, src, NULL, NULL) < 0) {//打开文件
        LOGE("open file error");
        return;
    }
    if (avformat_find_stream_info(fmt_ctx, NULL) < 0) {//读取音频格式文件信息
        LOGE("find stream info error");
        return;
    }
    //获取音频索引
    int audio_stream_index = -1;
    for (int i = 0; i < fmt_ctx->nb_streams; i++) {
        if (fmt_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
            audio_stream_index = i;
            LOGI("find audio stream index");
            break;
        }
    }
    //获取解码器
    AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(NULL);
    avcodec_parameters_to_context(codec_ctx, fmt_ctx->streams[audio_stream_index]->codecpar);
    AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(codec_ctx->codec_id);
    //打开解码器
    if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL) < 0) {
        LOGE("could not open codec");
        return;
    }
    //分配AVPacket和AVFrame内存，用于接收音频数据，解码数据
    AVPacket *packet = av_packet_alloc();
    AVFrame *frame = av_frame_alloc();
    int got_frame;//接收解码结果
    int index = 0;
    //pcm输出文件
    FILE *out_file = fopen(out, "wb");
    while (av_read_frame(fmt_ctx, packet) == 0) {//将音频数据读入packet
        if (packet->stream_index == audio_stream_index) {//取音频索引packet
            if (avcodec_decode_audio4(codec_ctx, frame, &got_frame, packet) <
                0) {//将packet解码成AVFrame
                LOGE("decode error:%d", index);
                break;
            }
            if (got_frame > 0) {
                LOGI("decode frame:%d", index++);
                fwrite(frame->data[0], 1, static_cast<size_t>(frame->linesize[0]),
                       out_file); //想将单个声道pcm数据写入文件

            }
        }
    }
    LOGI("decode finish...");
    //释放资源
    av_packet_unref(packet);
    av_frame_free(&frame);
    avcodec_close(codec_ctx);
    avformat_close_input(&fmt_ctx);
    fclose(out_file);
}

注意添加文件权限，将测试音频test1.mp3放入手机sd卡中，点击解码按钮，完成后，我们就可以看到pcm文件了，可以通过Audition打开（mac下可以通过Parallels Desktop装xp使用软件，融合模式不要太好用），选择48000hz，1声道（只写入了一个声道），打开后，就可以通过Audition查看和播放pcm文件了。

Adobe Audition CS6打开pcm文件
项目地址