什么是音频重采样？
由于从网络流、本地媒体文件等各种渠道解码的AVFrame帧，其采样位数、声道数、采样率都是不确定的，但是在很多的播放器框架中，需要播放指定的采样位数、声道数、采样率的音频数据，因此需要首先进行格式转换，这个格式转换的过程就称为音频重采样。
接口定义：
结构定义：
音频重采样上下文，这是一个不公开的结构，所有涉及的操作均以指针的方式进行：
typedef struct SwrContext SwrContext;
函数定义：
分配重采样上下文内存：
struct SwrContext *swr_alloc(void);
设置样本格式、通道布局、采样率：
int av_opt_set_sample_fmt(void *obj, const char *name, enum AVSampleFormat fmt, int search_flags);
int av_opt_set_channel_layout(void *obj, const char *name, int64_t ch_layout, int search_flags);
int av_opt_set_int(void *obj, const char *name, int64_t val, int search_flags);
上面这几个函数用于重采样上下文的创建和参数设置，用法如下：
SwrContext *swr = swr_alloc();
av_opt_set_sample_fmt(swr, "in_sample_fmt", AV_SAMPLE_FMT_FLTP, 0);
av_opt_set_channel_layout(swr, "in_channel_layout", AV_CH_LAYOUT_5POINT1, 0);
av_opt_set_int(swr, "in_sample_rate", 48000, 0);
av_opt_set_sample_fmt(swr, "out_sample_fmt", AV_SAMPLE_FMT_S16, 0);
av_opt_set_channel_layout(swr, "out_channel_layout", AV_CH_LAYOUT_STEREO, 0);
av_opt_set_int(swr, "out_sample_rate", 44100, 0);
如果嫌预初使化的过程繁琐，可以使用统一包装函数：
struct SwrContext *swr_alloc_set_opts(struct SwrContext *s,
int64_t out_ch_layout, enum AVSampleFormat out_sample_fmt, int out_sample_rate,
int64_t in_ch_layout, enum AVSampleFormat in_sample_fmt, int in_sample_rate,
int log_offset, void *log_ctx);
用法：
SwrContext *swr = swr_alloc_set_opts(NULL, // we're allocating a new context
AV_CH_LAYOUT_STEREO, // out_ch_layout
AV_SAMPLE_FMT_S16, // out_sample_fmt
44100, // out_sample_rate
AV_CH_LAYOUT_5POINT1, // in_ch_layout
AV_SAMPLE_FMT_FLTP, // in_sample_fmt
48000, // in_sample_rate
0, // log_offset
NULL); // log_ctx
正式初使化重采样上下文：
int swr_init(struct SwrContext *s);
计算重采样上下文缓冲样本的延迟时间，base参数用于指定基准时间，通常设置为输入采样率：
int64_t swr_get_delay(struct SwrContext *s, int64_t base);
执行重采样转换，out和out_count参数指定输出缓冲区和建议的样本数，in和in_count指定输入的样本数。
返回转换成功的样本数，由于上下文带有缓冲功能，所有实际输出的样本数可能小于输入的样本数。
可以将in参数设置为NULL，用于将缓冲区的数据全部输出。
int swr_convert(struct SwrContext *s, uint8_t **out, int out_count, const uint8_t **in , int in_count);
重采样过程完成后，释放上下文：
void swr_free(struct SwrContext **s);
这个函数用于重新计算a * b / c 的结果，在音频重采样中用于计算相同时长的目标样本数：
int64_t av_rescale_rnd(int64_t a, int64_t b, int64_t c, enum AVRounding rnd) av_const;
如：
int64 dst_nb_samples = av_rescale_rnd(src_nb_samples, dst_rate, src_rate, AV_ROUND_UP);
一些辅助函数：
根据通道布局获取通道数：
int av_get_channel_layout_nb_channels(uint64_t channel_layout);
根据音频参数分配相关内存空间：
int av_samples_alloc_array_and_samples(uint8_t ***audio_data, int *linesize, int nb_channels,
int nb_samples, enum AVSampleFormat sample_fmt, int align);
上面是获取一组内存空间，有时只需要单通道内存或者样本以交错排列存储，使用这个函数：
int av_samples_alloc(uint8_t **audio_data, int *linesize, int nb_channels,
int nb_samples, enum AVSampleFormat sample_fmt, int align);
根据音频参数获取音频数据大小：
int av_samples_get_buffer_size(int *linesize, int nb_channels, int nb_samples,
enum AVSampleFormat sample_fmt, int align);
代码举例：
按常理来说，我应该写一个关于音频重采样的例子，但是我突然改变主意了，计划在下篇中写一个完整地读取本地媒体文件并交给ALSA播放的演示程序，这里就暂时放一个重采样的简单封装吧。
// 错误信息维护
class CAVError
{
int m_nErrCode;
std::string m_strError;
public:
CAVError()
{
setError(0, "");
}
virtual ~CAVError()
{
}
// 设置错误信息
void setError(int nCode, const std::string& strError)
{
m_nErrCode = nCode;
if (m_nErrCode != 0)
{
char sErr[128] = {0};
av_strerror(m_nErrCode, sErr, sizeof(sErr));
m_strError = sErr;
}
else
{
m_strError = strError;
}
}
// 获取错误信息
std::string getError(int& nErrCode) const
{
char sTmp[32] = {0};
snprintf(sTmp, sizeof(sTmp), "%d", m_nErrCode);
nErrCode = m_nErrCode;
return std::string(sTmp) + " - " + m_strError;
}
};
// 音频重采样封装器
class CSWRWrapper
: public CAVError
{
struct SwrContext* m_pSwrCTX;
public:
CSWRWrapper()
: m_pSwrCTX(NULL)
{
}
virtual ~CSWRWrapper()
{
free();
}
struct SwrContext* handle()
{
return m_pSwrCTX;
}
// 初使化转换参数
bool init(int64_t out_ch_layout, enum AVSampleFormat out_sample_fmt, int out_sample_rate,
int64_t in_ch_layout, enum AVSampleFormat in_sample_fmt, int in_sample_rate)
{
// 分配重采样上下文，初使化参数
m_pSwrCTX = swr_alloc_set_opts(NULL, out_ch_layout, out_sample_fmt, out_sample_rate, in_ch_layout, in_sample_fmt, in_sample_rate, 0, NULL);
if (m_pSwrCTX == NULL)
{
setError(0, "swr_alloc_set_opts() failed!");
return false;
}
// 初使化上下文
int rc = swr_init(m_pSwrCTX);
if (rc < 0)
{
swr_free(&m_pSwrCTX);
setError(rc, "");
return false;
}
return true;
}
// 释放资源
void free()
{
if (m_pSwrCTX)
{
swr_free(&m_pSwrCTX);
}
}
// 重采样转换
int convert(uint8_t **out, int out_count, const uint8_t **in , int in_count)
{
if (m_pSwrCTX == NULL)
{
setError(0, "not init!");
return -1;
}
int rc = swr_convert(m_pSwrCTX, out, out_count, in, in_count);
if (rc < 0)
{
setError(rc, "");
return -1;
}
return rc;
}
};
