开源Faac实现PCM编码AAC

目的：Faac实现PCM编码AAC

环境：

系统：Windows
环境：VS2015 64bit

步骤：

1. 下载及编译Faac

1. 从官网(http://www.audiocoding.com/downloads.html)下载Faac最新版本。
2. 解压zip文件以后直接进入文件夹libfaac,在里面找到libfaac_dll.sln，点击启动vs并升级项目，切换到release模式，build即可生成windows下for vs的动态库。

ps: 其实可以直接把源码里面的faac的.c文件和include 拷贝到项目中，直接加载使用。

2. 使用Faac步骤

1. 打开faac编码器引擎。
faacEncHandle FAACAPI faacEncOpen(
unsigned long sampleRate,      // pcm音频采样率，8k,16k,44100等
unsigned int numChannels,      // pcm音频通道，mono = 1 / stereo = 2
unsigned long *inputSamples,   // 一次输入的样本数
unsigned long *maxOutputBytes);// 输出aac buffer的最大size
函数调用成功会return一个编码器faacEncHandle，同时确定输入样本数和输出aac buffer最大size;

申请输入buffer及输出buffer
int     nPCMBufferSize = inputSamples * nPCMBitSize / 8; //nPCMBitSize 单次样本位数
unsinged char*   pbPCMBuffer = new BYTE[nPCMBufferSize];
unsigned char*   pbAACBuffer = new BYTE[maxOutputBytes];

2. 获取当前编码器配置。
faacEncConfigurationPtr FAACAPI faacEncGetCurrentConfiguration(
faacEncHandle hEncoder); //编码器handle
函数调用成功会返回一个faacEncConfigurationPtr用来查看及设置编码器配置。

3. 修改当前编码器的配置并设置。
//copy this struct from headfile
typedef struct faacEncConfiguration{
/* config version - 配置版本，可以默认不设置*/
int version;
/* library version - 库版本，可以默认不设置*/
char *name;
/* copyright string - 版权，可以默认不设置*/
char *copyright;
/* MPEG version, 2 or 4 - MPEG版本，MPEG2 or MPEG4*/
unsigned int mpegVersion;
/* AAC object type - AAC对象类型，详细见补充说明1，取值:1-MAIN 2-LOW 3-SSR 4-LTP*/
unsigned int aacObjectType;
/* Allow mid/side coding - 是否允许mid/side coding, 详细见补充说明2，取值：0-NO 1-YES*/
unsigned int allowMidside;
/* Use one of the channels as LFE channel - 是否允许一个通道为低频通道，取值：0-NO 1-YES*/
/* LFE(low-frequencyeffects) */
unsigned int useLfe;
/* Use Temporal Noise Shaping - 瞬时噪声定形(temporal noise shaping，TNS)滤波器,取值：0-NO 1-YES*/
unsigned int useTns;
/* bitrate / channel of AAC file - AAC文件的bitrate / channel 取值：0和48000都可以，暂时不清楚这个参数作用*/
unsigned long bitRate;
/* AAC file frequency bandwidth - 频宽 取值：0， 32000，64000都可以，暂时不清楚参数作用*/
unsigned int bandWidth;
/* Quantizer quality - 编码质量，取值：efault=100 LOWER<100 HIGHER>100*/
/* 默认100，值越大音质越高 */
unsigned long quantqual;
/* Bitstream output format (取值：0 = Raw; 1 = ADTS) - 输出数据类型（是否包包含adts头），录制MP4文件时，要用raw流，ADTS详细见补充说明3*/
unsigned int outputFormat;
/* psychoacoustic model list*/
psymodellist_t *psymodellist;
/* selected index in psymodellist*/
unsigned int psymodelidx;
/*
PCM Sample Input Format  - 输入pcm数据类型
0 FAAC_INPUT_NULL    invalid, signifies a misconfigured config
1 FAAC_INPUT_16BIT native endian 16bit
2 FAAC_INPUT_24BIT native endian 24bit in 24 bits(not implemented)
3 FAAC_INPUT_32BIT native endian 24bit in 32 bits (DEFAULT)
4 FAAC_INPUT_FLOAT 32bit floating point
*/
unsigned int inputFormat;
/* block type enforcing -
* (SHORTCTL_NORMAL/SHORTCTL_NOSHORT/SHORTCTL_NOLONG)
*/
int shortctl;
/*
Channel Remapping
Default         0, 1, 2, 3 ... 63  (64 is MAX_CHANNELS in coder.h)
WAVE 4.0        2, 0, 1, 3
WAVE 5.0        2, 0, 1, 3, 4
WAVE 5.1        2, 0, 1, 4, 5, 3
AIFF 5.1        2, 0, 3, 1, 4, 5
*/
int channel_map[64];
} faacEncConfiguration, *faacEncConfigurationPtr;

参数设置示例：
第一步：
faacEncConfigurationPtr pConfiguration；
pConfiguration->outputFormat = 1;
pConfiguration->aacObjectType = LOW;
pConfiguration->bitRate = 48000;    // or 0
pConfiguration->bandWidth = 64000;  //or 0 or 32000
pConfiguration->inputFormat = FAAC_INPUT_16BIT;

/*下面可以选择设置*/
pConfiguration->allowMidside = 1;
pConfiguration->useLfe = 0;
pConfiguration->useTns = 0;
pConfiguration->quantqual = 100;
pConfiguration->outputFormat = 1;
pConfiguration->shortctl = SHORTCTL_NORMAL;

第二步：
int FAACAPI faacEncSetConfiguration( //设置编码器配置
faacEncHandle hEncoder,
faacEncConfigurationPtr config);

4.进行编码操作（PCM to AAC）
/* 请见步骤1中这部分
int nPCMBufferSize = inputSamples * nPCMBitSize / 8;
unsinged char*   pbPCMBuffer = new BYTE[nPCMBufferSize];
unsigned char*   pbAACBuffer = new BYTE[maxOutputBytes];
*/
先获取PCM数据，填充到pbPCMBuffer，单次获取长度为nPCMBufferSize。

int FAACAPI faacEncEncode(
faacEncHandle hEncoder,
int32_t * inputBuffer,       //pcm输入buffer， pbPCMBuffer
unsigned int samplesInput,   //一次输入的样本数（注意不是数据长度 ），samplesInput
unsigned char *outputBuffer, //AAC输出buffer， pbAACBuffer
unsigned int bufferSize);
函数调用成功会返回实际AAC数据大小，从pbAACBuffer中读出即可。

5. 结束关闭编码器退出。
int FAACAPI faacEncClose(faacEncHandle hEncoder);

tips：释放new出来的缓冲区。

补充说明：
1. 1997年，AAC第一次出现在标准MPEG-2 Part 7,（ISO/IEC 13818-7:1997）。和视频CODEC标准类似，AAC在MPEG-2 Part 7就有三个profiles他们分别是。
l Low-Complexity profile (AAC-LC / LC-AAC)
l Main profile (AAC Main)
l Scalable Sampling Rate profile (AAC-SSR)
从此可知AAC-LC出现最早，所以AAC-LC的应用最广泛，兼容性最好。
1999年, AAC从原有标准升级并且合入标准MPEG-4 Part 3（ISO/IEC 14496-3:1999）
这次升级一个重要变化是引入Audio Object Types(AOT)并且把AOT概念合并到profiles中。这时profile也变成4个。
l Main (which includes most of the MPEG-4 Audio Object Types)
l Scalable (AAC LC, AAC LTP, CELP, HVXC, TwinVQ, Wavetable Synthesis, TTSI),
l Speech (CELP, HVXC, TTSI)
l Low Rate Synthesis (Wavetable Synthesis, TTSI)合成语音。

2. 在MPEG-2 AAC 系统中，M/S(Mid/Side) Stereo coding被提供在多声道信号中，每个声道对(channel pair)的组合，也就是每个通道对，是对称地排列在人耳听觉的左右两边，其方式简单，且对位串不会引起较显著的负担。 一般其在左右声道数据相似度大时常被用到，并需记载每一频带的四种能量临界组合，分别为左、右、左右声道音频合并(L+R)及相减(L-R)的两种新的能量。一般，若所转换的Sid声道的能量较小时，M/S Stereo coding 可以节省此通道的位数，而将多余的位应用于另一个所转换的声道，即Mid 声道，进而可提高此编码效率。

3. 一般的AAC解码器都需要把AAC的ES流打包成ADTS的格式，一般是在AAC ES流前添加7个字节的ADTS header。也就是说你可以吧ADTS这个头看作是AAC的frameheader。ADTS 头中相对有用的信息 采样率、声道数、帧长度。每一个带ADTS头信息的AAC流会清晰的告送解码器他需要的这些信息。一般情况下ADTS的头信息都是7个字节

3. 注意事项

1. PCM规格，pcm_s16be(motorola PCM)   pcm_s16le(intel PCM)， 两者区别在于高低位，测试faac直接编码pcm_s16le ok，不需要转。
2. faacEncEncode()编码函数中的第三个参数是一次输入的样本数samplesInput，不是第二个参数输入buffer的实际大小，而是通过faacEncOpen()获取的。
3. Faac是free的，但是音频格式AAC是需要授权的。