音质有保障，多媒体转型“菜鸟”利器：FFmpeg AAC 解码 PCM

2023-02-03 18:18:31

FFmpeg：解码 AAC 音频，还原无损音质

摘要：

本文将深入探讨如何使用 FFmpeg 解码 AAC 音频并将其转换为无损 PCM 格式。我们将了解 AAC 和 PCM 之间的区别，并提供一个实用的示例代码，展示如何实现无损解码。通过理解这一过程，您将能够在音频处理项目中充分利用 FFmpeg 的强大功能。

AAC 和 PCM：有损与无损

AAC (Advanced Audio Coding) 是一种流行的有损音频编码格式。它采用心理声学模型，去除人耳难以察觉的音频部分，从而达到文件大小大幅减小的目的。虽然 AAC 提供了较高的音质，但它本质上是有损的，这意味着它会丢失原始音频信号中的一些信息。

PCM (Pulse-Code Modulation) 则是一种无损音频编码格式。它直接将模拟音频信号转换为数字信号，而不会进行任何压缩或丢失信息。因此，PCM 格式的文件大小通常比有损格式大，但它可以提供最高的音质。

使用 FFmpeg 解码 AAC 音频

FFmpeg 是一个功能强大的开源音视频库，提供了广泛的音频和视频处理工具。我们可以使用 FFmpeg 的 avconv 命令行工具来解码 AAC 音频并将其转换为 PCM 格式。

以下命令将输入 AAC 音频文件 input.aac 转换为输出 PCM 音频文件 output.pcm：

avconv -i input.aac -c:a pcm_s16le -f wav output.pcm

在这个命令中：

-i input.aac：指定输入 AAC 音频文件
-c:a pcm_s16le：指定输出音频编码器为 PCM，采样大小为 16 位
-f wav：指定输出文件格式为 WAV

实用的示例代码

为了进一步理解解码过程，我们提供了一段 Python 代码，演示如何使用 FFmpeg API 进行无损 AAC 解码：

import av
import io

# 输入 AAC 音频文件
input_file = 'input.aac'

# 输出 PCM 音频文件
output_file = 'output.pcm'

# 创建 AVFormatContext 和打开输入文件
input_context = av.open(input_file, mode='rb')

# 查找音频流
audio_stream = next(s for s in input_context.streams if s.type == 'audio')

# 创建 AVCodecContext 和打开解码器
codec_context = audio_stream.codec_context
decoder = av.CodecContext.create(codec_context.codec_id)
decoder.open()

# 创建输出 AVFormatContext
output_context = av.open(output_file, mode='wb')

# 添加音频流
output_stream = output_context.add_stream('pcm_s16le')
output_stream.codec_context.codec_type = 'audio'
output_stream.codec_context.sample_fmt = 's16'
output_stream.codec_context.sample_rate = audio_stream.codec_context.sample_rate
output_stream.codec_context.channels = audio_stream.codec_context.channels

# 打开输出文件
output_context.open_output()

# 解码 AAC 音频帧并写入 PCM 音频文件
data = io.BytesIO()
while True:
    packet, samples = decoder.decode(input_context.read_packet())
    if not packet:
        break
    output_buffer = output_stream.encode(packet.pts, data)
    output_context.mux_stream(output_stream, output_buffer)

# 写入文件尾并关闭文件
output_context.write_trailer()
output_context.close()
decoder.close()
input_context.close()