SwrContext
一、SwrContext 的重要字段
SwrContext 是音频重采样的核心配置对象，其关键字段决定了重采样的行为和性能。以下是常用字段及其作用：
| 字段名称 | 类型 | 作用 | 典型值示例 |
|---|---|---|---|
in_sample_rate | int | 输入音频的采样率（Hz）。 | 44100 |
out_sample_rate | int | 输出音频的采样率（Hz）。 | 48000 |
in_ch_layout | AVChannelLayout | 输入音频的声道布局（如立体声、单声道）。 | AV_CH_LAYOUT_STEREO |
out_ch_layout | AVChannelLayout | 输出音频的声道布局。 | AV_CH_LAYOUT_MONO |
in_sample_fmt | AVSampleFormat | 输入音频的样本格式（如 PCM、浮点）。 | AV_SAMPLE_FMT_S16 |
out_sample_fmt | AVSampleFormat | 输出音频的样本格式。 | AV_SAMPLE_FMT_FLTP |
filter | const char * | 重采样滤波器名称（如 Lanczos、Sinc）。 | SWR_FILTER_LANCZOS |
speed | double | 重采样速度倍数（1.0 = 实时，>1.0 加速）。 | 1.0 |
channel_map | const int * | 声道映射表（高级用法：自定义声道顺序）。 | NULL（默认布局） |
error_occurred | int | 错误标志（非零表示重采样过程中发生错误）。 | 0（成功）/-1（失败） |
buffer | uint8_t ** | 内部缓冲区指针（用于存储中间音频数据）。 | 由 libswresample 自动管理 |
buffer_len | int | 内部缓冲区长度（字节）。 | 自动调整 |
二、SwrContext 的重要函数
以下是使用 SwrContext 时最常用的函数及其作用：
1. swr_alloc()
SwrContext *swr_alloc(void);
- 作用：分配一个空的
SwrContext结构体（不初始化参数）。 - 返回值：指向新分配的
SwrContext，需检查是否为NULL（内存不足）。
• 典型用法：
2. swr_alloc_set_opts()
SwrContext *swr_alloc_set_opts(
SwrContext **ctx,
const AVChannelLayout *in_ch_layout,
AVSampleFormat in_sample_fmt,
int in_sample_rate,
const AVChannelLayout *out_ch_layout,
AVSampleFormat out_sample_fmt,
int out_sample_rate,
double speed,
const char *filter,
const char *filter_name
);
- 作用：一步到位分配并初始化
SwrContext，设置所有核心参数。 - 参数说明：
- 输入参数（前 3 个）：输入音频的布局、格式、采样率。
- 输出参数（后 3 个）：输出音频的布局、格式、采样率。
- speed：重采样速度（1.0 表示实时处理）。
- filter：滤波器类型（如
SWR_FILTER_LANCZOS）。 - 返回值：成功返回配置后的
SwrContext，失败返回NULL。
- 关键点：
- **替代
swr_alloc **：此函数内部已调用swr_alloc` 无需手动初始化。 - 参数顺序：必须严格区分输入和输出参数，否则可能导致逻辑错误。
- **替代
- 示例：
3. swr_free()
void swr_free(SwrContext *ctx);
• 作用：释放 SwrContext 占用的内存及内部缓冲区。
• 注意：无论初始化是否成功，最终必须调用此函数避免内存泄漏。
• 示例：
4. swr_convert()
int swr_convert(
SwrContext *ctx,
uint8_t **out_buf,
int out_samples,
const uint8_t *in_buf,
int in_samples
);
• 作用：执行实际的重采样操作。
• 参数：
• in_buf：输入音频数据指针（需符合 in_sample_fmt 的格式）。
• in_samples：输入样本数量（以 in_sample_rate 为单位）。
• out_buf：输出缓冲区指针（需预分配，格式由 out_sample_fmt 决定）。
• out_samples：请求的输出样本数量（可能被调整）。
• 返回值：实际输出的样本数量，或负数表示错误。
• 关键点：
• 输入/输出缓冲区格式：必须与 SwrContext 中的 in_sample_fmt/out_sample_fmt 匹配。
• 缓冲区大小：需提前分配足够空间（参考 swr_get_out_samples()）。
5. swr_get_sample_rate()
int swr_get_sample_rate(SwrContext *ctx);
• 作用：获取当前上下文的采样率（输入或输出，取决于调用时机）。
• 注意：在初始化后，输出采样率是固定的，输入采样率可能动态变化（如流式处理）。
6. swr_init()
swr_init 是 FFmpeg 中用于初始化音频重采样器（SwrContext）的函数。它的作用是根据 swr_alloc_set_opts 或 swr_alloc_set_opts2 设置的参数，完成重采样器的内部配置和准备工作。以下是关于 swr_init 的详细说明：
##### 1. 函数原型
#include <libswresample/swresample.h>
int swr_init(SwrContext *s);
| 参数 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
s | SwrContext * | 音频重采样器上下文 |
| 返回值 | int | 成功返回 0，失败返回负的错误码 |
2. 功能说明
swr_init 的主要功能包括：
-
验证参数：
- 检查输入和输出的声道布局、采样格式、采样率等参数是否合法。
- 如果参数不合法，返回错误码（如
AVERROR(EINVAL)）。
-
初始化内部状态：
- 根据输入和输出的参数，计算重采样器的内部状态（如滤波器系数、缓冲区大小等）。
- 如果输入和输出的采样率不同，初始化重采样滤波器。
-
分配内部资源：
- 分配重采样器所需的内存（如缓冲区、滤波器等）。
-
准备重采样：
- 完成所有准备工作，使重采样器可以开始处理音频数据。
3. 使用场景
swr_init 通常在以下步骤之后调用：
- 使用
swr_alloc()或swr_alloc_set_opts()/swr_alloc_set_opts2()创建并配置SwrContext。 - 调用
swr_init()初始化重采样器。 - 使用
swr_convert()进行音频重采样。
4. 返回值处理
swr_init 的返回值需要检查，如果返回值 < 0，说明初始化失败。
常见错误码
| 错误码 | 说明 |
|---|---|
AVERROR(EINVAL) | 参数不合法（如声道布局不支持） |
AVERROR(ENOMEM) | 内存分配失败 |
AVERROR(EOPNOTSUPP) | 不支持的采样格式或布局 |
四、完整使用示例
#include <libswresample/swresample.h>
#include <libavutil/channel_layout.h>
void setup_resampler(AVCodecContext *ac) {
// 创建 SwrContext
SwrContext *actx = swr_alloc();
if (!actx) {
fprintf(stderr, "Failed to allocate SwrContext\n");
return;
}
// 设置输入和输出的声道布局
AVChannelLayout out_ch_layout;
AVChannelLayout in_ch_layout;
// 输出声道布局：立体声（2声道）
av_channel_layout_default(&out_ch_layout, 2);
// 输入声道布局：从 AVCodecContext 中获取
av_channel_layout_copy(&in_ch_layout, &ac->ch_layout);
// 配置 SwrContext
int ret = swr_alloc_set_opts2(
&actx,
&out_ch_layout, // 输出声道布局
AV_SAMPLE_FMT_S16, // 输出采样格式
ac->sample_rate, // 输出采样率
&in_ch_layout, // 输入声道布局
ac->sample_fmt, // 输入采样格式
ac->sample_rate, // 输入采样率
0, // 日志偏移
NULL // 日志上下文
);
if (ret < 0) {
char errbuf[AV_ERROR_MAX_STRING_SIZE];
av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
LOGW("swr_alloc_set_opts2 failed: %s", errbuf);
return;
}
// 初始化重采样器
ret = swr_init(actx);
if (ret < 0) {
char errbuf[AV_ERROR_MAX_STRING_SIZE];
av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
LOGW("swr_init failed: %s", errbuf);
return;
}
LOGW("SwrContext initialized successfully");
// 使用 actx 进行重采样...
// 释放资源
swr_free(&actx);
}
