ソース tarballopus_demo.c
のプログラムには、必要なものが含まれていると思います。
ただし、関係のないコードがすべて含まれているため、かなり複雑です。
- エンコーディング、コマンド ライン引数からのエンコーダ パラメータの解析
- 人為的なパケットロス注入
- ランダムなフレームサイズの選択/オンザフライでの変更
- インバンド FEC (2 つのバッファーへのデコード、2 つの間での切り替え)
- デバッグと検証
- ビットレート統計レポート
結局のところ、これらすべてのビットを削除するのは非常に面倒な作業です。しかし、一度実行すると、非常にクリーンでわかりやすいコードになります。以下を参照してください。
私に注意してください
- 参照用に「パケット損失」プロトコルコードを保持しました(ファイルからの読み取りでパケット損失は発生しませんが)
- 各フレームをデコードした後に最終範囲を検証するコードを保持
主な理由は、コードが複雑にならないようで、興味があるかもしれないからです。
このプログラムを 2 つの方法でテストしました。
- 聴覚的に (以前に を使用してエンコードされた mono wav が、
opus_demo
この削除されたデコーダーを使用して正しくデコードされたことを確認することによって)。テスト wav は ~23Mb で、2.9Mb 圧縮されています。
- で呼び出された場合、バニラ opus_demo と一緒に回帰テストが行われました
./opus_demo -d 48000 1 <opus-file> <pcm-file>
。結果のファイルには、md5sum
ここで削除されたデコーダーを使用してデコードされたものと同じチェックサムがありました。
主要な更新コードを C++ 化しました。これにより、iostreams を使用してどこかに到達するはずです。
fin.readsome
現在のループに注意してください。このループは「非同期」にすることができます (つまり、新しいデータが到着したときに戻り、読み取りを続行するようにすることができます (関数の次の呼び出しでDecode
? ) [1]
- ヘッダー ファイルから opus.h への依存関係を削除しました
- 例外の安全性と堅牢性のために、 「すべて」の手動メモリ管理を標準ライブラリ (
vector
、 ) に置き換えました。unique_ptr
- エラーを伝播するために使用される
OpusErrorException
派生クラスを実装しましたstd::exception
libopus
ここですべてのコードと Makefile を参照してください: https://github.com/sehe/opus/tree/master/contrib
[1]真の非同期 IO (ネットワークまたはシリアル通信など) については、Boost Asio の使用を検討してください。
ヘッダー ファイル
// (c) Seth Heeren 2013
//
// Based on src/opus_demo.c in opus-1.0.2
// License see http://www.opus-codec.org/license/
#include <stdexcept>
#include <memory>
#include <iosfwd>
struct OpusErrorException : public virtual std::exception
{
OpusErrorException(int code) : code(code) {}
const char* what() const noexcept;
private:
const int code;
};
struct COpusCodec
{
COpusCodec(int32_t sampling_rate, int channels);
~COpusCodec();
bool decode_frame(std::istream& fin, std::ostream& fout);
private:
struct Impl;
std::unique_ptr<Impl> _pimpl;
};
実装ファイル
// (c) Seth Heeren 2013
//
// Based on src/opus_demo.c in opus-1.0.2
// License see http://www.opus-codec.org/license/
#include "COpusCodec.hpp"
#include <vector>
#include <iomanip>
#include <memory>
#include <sstream>
#include "opus.h"
#define MAX_PACKET 1500
const char* OpusErrorException::what() const noexcept
{
return opus_strerror(code);
}
// I'd suggest reading with boost::spirit::big_dword or similar
static uint32_t char_to_int(char ch[4])
{
return static_cast<uint32_t>(static_cast<unsigned char>(ch[0])<<24) |
static_cast<uint32_t>(static_cast<unsigned char>(ch[1])<<16) |
static_cast<uint32_t>(static_cast<unsigned char>(ch[2])<< 8) |
static_cast<uint32_t>(static_cast<unsigned char>(ch[3])<< 0);
}
struct COpusCodec::Impl
{
Impl(int32_t sampling_rate = 48000, int channels = 1)
:
_channels(channels),
_decoder(nullptr, &opus_decoder_destroy),
_state(_max_frame_size, MAX_PACKET, channels)
{
int err = OPUS_OK;
auto raw = opus_decoder_create(sampling_rate, _channels, &err);
_decoder.reset(err == OPUS_OK? raw : throw OpusErrorException(err) );
}
bool decode_frame(std::istream& fin, std::ostream& fout)
{
char ch[4] = {0};
if (!fin.read(ch, 4) && fin.eof())
return false;
uint32_t len = char_to_int(ch);
if(len>_state.data.size())
throw std::runtime_error("Invalid payload length");
fin.read(ch, 4);
const uint32_t enc_final_range = char_to_int(ch);
const auto data = reinterpret_cast<char*>(&_state.data.front());
size_t read = 0ul;
for (auto append_position = data; fin && read<len; append_position += read)
{
read += fin.readsome(append_position, len-read);
}
if(read<len)
{
std::ostringstream oss;
oss << "Ran out of input, expecting " << len << " bytes got " << read << " at " << fin.tellg();
throw std::runtime_error(oss.str());
}
int output_samples;
const bool lost = (len==0);
if(lost)
{
opus_decoder_ctl(_decoder.get(), OPUS_GET_LAST_PACKET_DURATION(&output_samples));
}
else
{
output_samples = _max_frame_size;
}
output_samples = opus_decode(
_decoder.get(),
lost ? NULL : _state.data.data(),
len,
_state.out.data(),
output_samples,
0);
if(output_samples>0)
{
for(int i=0; i<(output_samples)*_channels; i++)
{
short s;
s=_state.out[i];
_state.fbytes[2*i] = s&0xFF;
_state.fbytes[2*i+1] = (s>>8)&0xFF;
}
if(!fout.write(reinterpret_cast<char*>(_state.fbytes.data()), sizeof(short)* _channels * output_samples))
throw std::runtime_error("Error writing");
}
else
{
throw OpusErrorException(output_samples); // negative return is error code
}
uint32_t dec_final_range;
opus_decoder_ctl(_decoder.get(), OPUS_GET_FINAL_RANGE(&dec_final_range));
/* compare final range encoder rng values of encoder and decoder */
if(enc_final_range!=0
&& !lost && !_state.lost_prev
&& dec_final_range != enc_final_range)
{
std::ostringstream oss;
oss << "Error: Range coder state mismatch between encoder and decoder in frame " << _state.frameno << ": " <<
"0x" << std::setw(8) << std::setfill('0') << std::hex << (unsigned long)enc_final_range <<
"0x" << std::setw(8) << std::setfill('0') << std::hex << (unsigned long)dec_final_range;
throw std::runtime_error(oss.str());
}
_state.lost_prev = lost;
_state.frameno++;
return true;
}
private:
const int _channels;
const int _max_frame_size = 960*6;
std::unique_ptr<OpusDecoder, void(*)(OpusDecoder*)> _decoder;
struct State
{
State(int max_frame_size, int max_payload_bytes, int channels) :
out (max_frame_size*channels),
fbytes(max_frame_size*channels*sizeof(decltype(out)::value_type)),
data (max_payload_bytes)
{ }
std::vector<short> out;
std::vector<unsigned char> fbytes, data;
int32_t frameno = 0;
bool lost_prev = true;
};
State _state;
};
COpusCodec::COpusCodec(int32_t sampling_rate, int channels)
: _pimpl(std::unique_ptr<Impl>(new Impl(sampling_rate, channels)))
{
//
}
COpusCodec::~COpusCodec()
{
// this instantiates the pimpl deletor code on the, now-complete, pimpl class
}
bool COpusCodec::decode_frame(
std::istream& fin,
std::ostream& fout)
{
return _pimpl->decode_frame(fin, fout);
}
test.cpp
// (c) Seth Heeren 2013
//
// Based on src/opus_demo.c in opus-1.0.2
// License see http://www.opus-codec.org/license/
#include <fstream>
#include <iostream>
#include "COpusCodec.hpp"
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
std::cerr << "Usage: " << argv[0] << " <input> <output>\n";
return 255;
}
std::basic_ifstream<char> fin (argv[1], std::ios::binary);
std::basic_ofstream<char> fout(argv[2], std::ios::binary);
if(!fin) throw std::runtime_error("Could not open input file");
if(!fout) throw std::runtime_error("Could not open output file");
try
{
COpusCodec codec(48000, 1);
size_t frames = 0;
while(codec.decode_frame(fin, fout))
{
frames++;
}
std::cout << "Successfully decoded " << frames << " frames\n";
}
catch(OpusErrorException const& e)
{
std::cerr << "OpusErrorException: " << e.what() << "\n";
return 255;
}
}