Utiliser C++ pour implémenter des fonctions de traitement audio et vidéo en temps réel des systèmes embarqués

Utilisez C++ pour implémenter des fonctions de traitement audio et vidéo en temps réel des systèmes embarqués

Le champ d'application des systèmes embarqués devient de plus en plus étendu, notamment dans le domaine du traitement audio et vidéo, la demande augmente de jour en jour. Face à une telle demande, utiliser le langage C++ pour implémenter les fonctions de traitement audio et vidéo en temps réel des systèmes embarqués est devenu un choix courant. Cet article présentera comment utiliser le langage C++ pour développer des fonctions de traitement audio et vidéo en temps réel de systèmes embarqués, et donnera des exemples de code correspondants.

Afin de réaliser la fonction de traitement audio et vidéo en temps réel, vous devez d'abord comprendre le processus de base du traitement audio et vidéo. De manière générale, le traitement audio et vidéo peut être divisé en trois étapes principales : l'entrée, le traitement et la sortie. Dans les systèmes embarqués, les entrées peuvent provenir de périphériques externes tels que des caméras ou des microphones, le traitement peut inclure des opérations telles que l'encodage audio, l'encodage vidéo, le filtrage, etc., et la sortie peut provenir de périphériques tels que des écrans ou des haut-parleurs.

En langage C++, vous pouvez utiliser une variété de bibliothèques pour implémenter des fonctions de traitement audio et vidéo. Parmi eux, FFmpeg est une bibliothèque open source largement utilisée qui offre une multitude de fonctions, notamment l'encodage audio, l'encodage vidéo, la conversion de format, etc. Afin d'utiliser la bibliothèque FFmpeg, nous devons la configurer et la compiler en conséquence dans le système embarqué.

Tout d'abord, nous devons configurer l'environnement de compilation et configurer la bibliothèque FFmpeg. Dans les systèmes embarqués, les chaînes d'outils de compilation croisée sont généralement utilisées pour la compilation. La chaîne d'outils de compilation croisée peut compiler le code source dans un fichier exécutable pouvant s'exécuter sur la plate-forme embarquée cible. Afin de configurer la bibliothèque FFmpeg, nous devons ajouter les fichiers d'en-tête FFmpeg et les fichiers de bibliothèque à l'environnement de compilation.

Ce qui suit est un exemple de code qui utilise la bibliothèque FFmpeg pour implémenter le traitement audio en temps réel :

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

extern "C" {
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libswresample/swresample.h>
}

int main()
{
    // 初始化FFmpeg库
    av_register_all();

    // 打开音频输入文件
    AVFormatContext* formatContext = NULL;
    if (avformat_open_input(&formatContext, "input.wav", NULL, NULL) != 0)
    {
        std::cerr << "Failed to open audio input file" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 注册音频解码器
    AVCodec* codec = avcodec_find_decoder(formatContext->streams[0]->codecpar->codec_id);
    AVCodecContext* codecContext = avcodec_alloc_context3(codec);

    // 打开音频解码器
    if (avcodec_open2(codecContext, codec, NULL) < 0)
    {
        std::cerr << "Failed to open audio codec" << std::endl;
        return -1;
    }

    // 初始化音频转换器
    SwrContext* swrContext = swr_alloc_set_opts(NULL,
                                                AV_CH_LAYOUT_STEREO, AV_SAMPLE_FMT_S16, 44100,
                                                codecContext->channel_layout, codecContext->sample_fmt, codecContext->sample_rate,
                                                0, NULL);
    swr_init(swrContext);

    // 初始化音频帧
    AVFrame* frame = av_frame_alloc();

    // 循环读取音频帧并进行处理
    AVPacket packet;
    while (av_read_frame(formatContext, &packet) >= 0)
    {
        if (packet.stream_index == 0)
        {
            // 解码音频帧
            if (avcodec_send_packet(codecContext, &packet) < 0)
            {
                std::cerr << "Failed to send audio packet for decoding" << std::endl;
                return -1;
            }

            while (avcodec_receive_frame(codecContext, frame) >= 0)
            {
                // 处理音频帧
                AVFrame* convertedFrame = av_frame_alloc();
                av_frame_copy_props(convertedFrame, frame);
                convertedFrame->format = AV_SAMPLE_FMT_S16;
                convertedFrame->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
                convertedFrame->sample_rate = 44100;

                // 进行音频转换
                swr_convert_frame(swrContext, convertedFrame, frame);

                // 输出音频数据
                // ...

                // 释放转换后的音频帧
                av_frame_free(&convertedFrame);
            }
        }

        // 释放音频包
        av_packet_unref(&packet);
    }

    // 释放资源
    av_frame_free(&frame);
    swr_free(&swrContext);
    avcodec_close(codecContext);
    avformat_close_input(&formatContext);

    return 0;
}

Dans l'exemple de code ci-dessus, nous utilisons la bibliothèque FFmpeg pour ouvrir un fichier d'entrée audio et effectuer des opérations de décodage et de conversion audio. Les étapes de traitement spécifiques comprennent : l'ouverture du fichier d'entrée, l'enregistrement du décodeur, l'ouverture du décodeur, l'initialisation du convertisseur audio, la lecture des images audio en boucle, le décodage des images audio, la conversion audio, la sortie des données audio, etc.

En plus du traitement audio, l'utilisation de C++ pour implémenter les fonctions de traitement vidéo en temps réel des systèmes embarqués est également similaire. Dans le traitement vidéo, vous pouvez utiliser les fonctions d'encodeur vidéo et de convertisseur de format fournies par FFmpeg pour le traitement.

Grâce à l'exemple de code ci-dessus, nous pouvons voir qu'il n'est pas difficile d'utiliser le langage C++ pour implémenter les fonctions de traitement audio et vidéo en temps réel des systèmes embarqués. Dans le développement réel, nous pouvons choisir des bibliothèques et des méthodes appropriées pour implémenter des fonctions de traitement audio et vidéo en fonction des besoins et des caractéristiques spécifiques de la plate-forme embarquée, ajoutant ainsi plus de praticité et de fonctionnalités au système embarqué.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!