FFmpeg分离出PCM数据

本文将使用FFmpeg从mp4/aac/mp3等包含音频流的多媒体文件中提取PCM数据保存到本地。

一、使用命令行提取

ffmpeg -i input.mp4 -ar 44100 -ac 2 -f s16le output.pcm

就这样一条命令搞定，非常简单。

二、使用代码编程提取

主要步骤如下：
1、使用avformat_open_input函数打开输入文件获取AVFormatContext上下文ifmt_ctx；
2、使用avformat_find_stream_info函数查找流信息；
3、使用av_find_best_stream函数得到音频流的索引a_stream_index和解码器a_dec；
4、通过上面得到的a_dec使用avcodec_alloc_context3函数初始化解码器，得到解码器上下文AVCodecContext a_dec_ctx；
5、通过avcodec_parameters_to_context函数把音频流的参数信息赋值给a_dec_ctx；
6、使用avcodec_open2函数打开编码器；
7、使用av_read_frame函数从ifmt_ctx上下文中读取数据包；
8、使用avcodec_send_packet、avcodec_receive_frame函数解码，得到原始数据AVFrame，这就是咱们需要的PCM数据，再通过SwrContext转换成我们需要的格式，保存到本地就行了。
代码如下：
初始化输入输出文件的路径

self.inputPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"bb1.mp4" ofType:nil];
self.outputPath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"bb1_44100_2_s16le.pcm"];
NSLog(@"%@", self.outputPath);
[NSFileManager.defaultManager removeItemAtPath:self.outputPath error:nil];
[[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:self.outputPath contents:nil attributes:nil];
self.fileHandle = [NSFileHandle fileHandleForWritingAtPath:self.outputPath];

解码多媒体文件并保存到本地

    AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL;
    int a_stream_index = -1;
    AVCodec *a_dec = NULL;
    AVCodecContext *a_dec_ctx = NULL;
    AVPacket *pkt;
    AVFrame *frame;
    SwrContext *swr_ctx;
    int ret;
    ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, self.inputPath.UTF8String, NULL, NULL);
    if (ret<0) {
        NSLog(@"avformat_open_input出错了");
        return;
    }
    avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL);
    a_stream_index = av_find_best_stream(ifmt_ctx, AVMEDIA_TYPE_AUDIO, -1, -1, &a_dec, 0);
    if (a_stream_index<0) {
        NSLog(@"没有音频流");
        goto __FAIL;
    }
    a_dec_ctx = avcodec_alloc_context3(a_dec);
    a_dec_ctx->pkt_timebase = ifmt_ctx->streams[a_stream_index]->time_base;
    avcodec_parameters_to_context(a_dec_ctx, ifmt_ctx->streams[a_stream_index]->codecpar);
    if (!a_dec_ctx) {
        NSLog(@"avcodec_alloc_context3出错");
        goto __FAIL;
    }
    ret = avcodec_open2(a_dec_ctx, a_dec, NULL);

    if (ret<0) {
        NSLog(@"avcodec_open2出错");
        goto __FAIL;
    }
    frame = av_frame_alloc();
    pkt = av_packet_alloc();
    int64_t out_ch_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    enum AVSampleFormat out_sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
    int out_sample_rate = 44100;
    
    swr_ctx = swr_alloc_set_opts(NULL, out_ch_layout, out_sample_fmt, out_sample_rate, a_dec_ctx->channel_layout, a_dec_ctx->sample_fmt, a_dec_ctx->sample_rate, 0, NULL);
    ret = swr_init(swr_ctx);
    
    uint8_t *out_buffer = (uint8_t *)av_malloc(44100*2);
    
    while (1) {
        ret = av_read_frame(ifmt_ctx, pkt);
        if (ret<0) {
            break;
        }
        if (pkt->stream_index!=a_stream_index) {
            NSLog(@"%d", pkt->size);
            continue;
        }
        ret = avcodec_send_packet(a_dec_ctx, pkt);
        if (ret<0) {
            NSLog(@"avcodec_send_packet出错");
            break;
        }
        while (1) {
            ret = avcodec_receive_frame(a_dec_ctx, frame);
            if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
                break;
            }
            
            swr_convert(swr_ctx, &out_buffer, 44100*2, frame->data, frame->nb_samples);
            
            int out_buffer_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, av_get_channel_layout_nb_channels(out_ch_layout), frame->nb_samples, out_sample_fmt, 0);
            NSData *outBufferData = [NSData dataWithBytes:out_buffer length:out_buffer_size];
            [self.fileHandle writeData:outBufferData error:nil];
        }
    }
    while (1) {
        pkt->data = NULL;
        pkt->size = 0;
        ret = avcodec_send_packet(a_dec_ctx, pkt);
        if (ret<0) {
            NSLog(@"avcodec_send_packet出错");
            break;
        }
        while (1) {
            ret = avcodec_receive_frame(a_dec_ctx, frame);
            if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
                break;
            }
            
            swr_convert(swr_ctx, &out_buffer, 44100*2, frame->data, frame->nb_samples);
            
            int out_buffer_size = av_samples_get_buffer_size(NULL, av_get_channel_layout_nb_channels(out_ch_layout), frame->nb_samples, out_sample_fmt, 0);
            NSData *outBufferData = [NSData dataWithBytes:out_buffer length:out_buffer_size];
            [self.fileHandle writeData:outBufferData error:nil];
        }
    }
    
__FAIL:
    if (ifmt_ctx) {
        avformat_close_input(&ifmt_ctx);
        avformat_free_context(ifmt_ctx);
    }
    if (out_buffer) {
        av_free(out_buffer);
    }
    if (frame) {
        av_frame_free(&frame);
    }
    if (pkt) {
        av_packet_free(&pkt);
    }
    if (swr_ctx) {
        swr_free(&swr_ctx);
    }
    if (a_dec_ctx) {
        avcodec_close(a_dec_ctx);
        avcodec_free_context(&a_dec_ctx);
    }

这样咱们就把多媒体文件中的音频流取出来保存到本地了，通过下面命令就可以播放了

ffplay -f s16le -ar 44100 -ac 2 output.pcm

-f 指定pcm的存储格式
-ar 指定采样率
-ac 指定通道数