1. 引言

在 RV1126 音视频开发中，AENC（Audio Encoder，音频编码模块）是瑞芯微多媒体处理链路中的核心组件之一。它负责将采集到的原始音频数据（如 PCM）编码为指定的压缩格式（如 AAC、G711、G726 等），以便于后续的存储或网络传输。

本文将结合 RV1126 的 RKMPP（Rockchip Media Process Platform）框架，详细介绍 AENC 模块的初始化、配置、编码流程以及实际开发中的注意事项，帮助开发者快速上手。

2. AENC 模块概述

2.1 什么是 AENC

AENC 是 RKMPP 中负责音频编码的功能模块。与视频编码（VENC）类似，AENC 通过 MPI（Media Process Interface）对外提供统一的编程接口，屏蔽了底层硬件编解码器的差异。

2.2 支持的编码格式

RV1126 的 AENC 模块通常支持以下音频编码格式：

• AAC：常用于网络流媒体，压缩率高，音质好。
• G711（A/U Law）：PCM 压缩格式，广泛用于 VoIP 和安防监控。
• G726：低码率语音编码，常用于对讲系统。

2.3 在音视频链路中的位置

典型的音频处理链路如下：

3. 开发环境准备

3.1 硬件平台

• 主控芯片：RV1126
• 音频输入：I2S 接口麦克风阵列或 Line In

3.2 软件环境

• SDK：Rockchip Linux SDK（含 RKMPP 库）
• 交叉编译工具链：arm-rockchip830-linux-uclibcgnueabihf
• 头文件路径：include/rkaiq/、include/rk_mpi_audio.h

4. AENC 模块开发流程

4.1 代码执行流程总结

上述示例代码的整体执行流程可以概括为以下几个步骤：

1. 初始化 AI 音频采集通道：设置采样率（48000Hz）、采样格式（S16）、声道数（2）等参数，并通过 RK_MPI_AI_SetChnAttr 配置、RK_MPI_AI_EnableChn 使能 AI 通道。
2. 创建 AENC 编码通道：配置编码类型为 AAC、码率 64kbps、采样率与 AI 通道保持一致，通过 RK_MPI_AENC_CreateChn 创建编码通道。
3. 绑定 AI 与 AENC 通道：通过 RK_MPI_SYS_Bind 将 AI 采集通道与 AENC 编码通道绑定，使 PCM 数据自动从 AI 流向 AENC，无需手动搬运数据。
4. 创建线程获取编码码流：启动 get_audio_aenc_thread 线程，循环调用 RK_MPI_SYS_GetMediaBuffer 从 AENC 通道获取编码后的 AAC 数据。
5. 写入 ADTS 头并保存文件：为每帧 AAC 裸流添加 7 字节的 ADTS 头（包含采样率、声道数、帧长度等信息），然后写入 test_capture.aac 文件。
6. 释放缓冲区并循环：写入完成后调用 RK_MPI_MB_ReleaseBuffer 释放缓冲区，继续获取下一帧数据。
7. 主线程保持运行：主线程通过 while(1) sleep(2) 保持进程常驻，等待编码线程持续工作。

4.2 ADTS 参数介绍

在上一节的流程中，我们为每帧 AAC 裸流添加了 7 字节的 ADTS（Audio Data Transport Stream）头。ADTS 是 AAC 音频的一种封装格式，用于在传输或存储时标识每一帧的起始位置和参数信息，使解码器能够正确解析码流。

ADTS 头固定为 7 字节，其各字节的位域含义如下：

字节	位域	长度（bit）	说明
0	syncword	12	同步字，固定为 0xFFF，用于标识一帧 ADTS 数据的开始
1	ID	1	MPEG 标识，0 表示 MPEG-4，1 表示 MPEG-2
1	layer	2	固定为 00
1	protection_absent	1	是否关闭 CRC 校验，1 表示无 CRC
2	profile	2	AAC 档次，01 表示 AAC-LC（Low Complexity）
2	sampling_frequency_index	4	采样率索引，对应关系见下表
2	private_bit	1	私有位，通常为 0
2	channel_configuration	3	声道数配置，2 表示双声道
3	original_copy	1	原始/拷贝标识，通常为 0
3	home	1	家庭标识，通常为 0
3	copyright_identification_bit	1	版权标识位，通常为 0
3	copyright_identification_start	1	版权标识起始位，通常为 0
3-4	aac_frame_length	13	当前帧总长度（含 ADTS 头），单位字节
5	adts_buffer_fullness	11	码率控制状态，0x7FF 表示码率可变（VBR）
5-6	number_of_raw_data_blocks_in_frame	2	当前帧包含的原始数据块数，通常为 00

其中 sampling_frequency_index 与采样率的对应关系如下：

sampling_frequency_index	采样率（Hz）
0	96000
1	88200
2	64000
3	48000
4	44100
5	32000
6	24000
7	22050
8	16000
9	12000
10	11025
11	8000
12	7350

对照示例代码中的 GetAdtsHeader 函数：

• pu8AdtsHdr[0] = 0xFF、pu8AdtsHdr[1] = 0xF1：写入同步字 0xFFF，并设置 ID、layer、protection_absent 等字段。
• pu8AdtsHdr[2]：通过 (AAC_PROFILE_LOW << 6) + (u8FreqIdx << 2) + (u8Channel >> 2) 设置 profile、采样率索引和声道数的高位。
• pu8AdtsHdr[3]、pu8AdtsHdr[4]、pu8AdtsHdr[5]：写入声道数低位、帧长度 aac_frame_length 和 adts_buffer_fullness。
• pu8AdtsHdr[6] = 0xFC：设置 number_of_raw_data_blocks_in_frame 为 0，表示每帧只包含一个原始数据块。

4.3 AENC模块完整代码

#include <assert.h>
#include <fcntl.h>
#include <getopt.h>
#include <pthread.h>
#include <signal.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

#include "include/rkmedia/rkmedia_api.h"
#include "include/rkmedia/rkmedia_buffer.h"
#include "include/rkmedia/rkmedia_common.h"
#include "rkmedia_api.h"
#define AUDIO_PATH "default"
#define AI_CHN 0
#define AENC_CHN 0

#define AAC_PROFILE_LOW 1

typedef struct AacFreqIdx_
{
    RK_S32 u32SampleRate;
    RK_U8 u8FreqIdx;
} AacFreqIdx;

AacFreqIdx AacFreqIdxTbl[13] = {{96000, 0}, {88200, 1}, {64000, 2}, {48000, 3}, {44100, 4}, {32000, 5}, {24000, 6}, {22050, 7}, {16000, 8}, {12000, 9}, {11025, 10}, {8000, 11}, {7350, 12}};

static void GetAdtsHeader(RK_U8 *pu8AdtsHdr, RK_S32 u32SmpleRate, RK_U8 u8Channel,
                          RK_U32 u32DataLen)
{
    RK_U8 u8FreqIdx = 0;
    for (int i = 0; i < 13; i++)
    {
        if (u32SmpleRate == AacFreqIdxTbl[i].u32SampleRate)
        {
            u8FreqIdx = AacFreqIdxTbl[i].u8FreqIdx;
            break;
        }
    }

    RK_U32 u32PacketLen = u32DataLen + 7;
    pu8AdtsHdr[0] = 0xFF;                                                           // 主要是写入syncword同步字节的前8位
    pu8AdtsHdr[1] = 0xF1;                                                           // 主要是写入syncword同步字节的后4位,并且设置ID号、layer、protection_absent
    pu8AdtsHdr[2] = ((AAC_PROFILE_LOW) << 6) + (u8FreqIdx << 2) + (u8Channel >> 2); // 设置音频profile、sample_rate_index、声道数
    pu8AdtsHdr[3] = (((u8Channel & 3) << 6) + (u32PacketLen >> 11));                // 设置声道数，original_copy，home，copyright_identification_bit、copyright_identification_start、aac_frame_length
    pu8AdtsHdr[4] = ((u32PacketLen & 0x7FF) >> 3);                                  // 设置aac_frame_length+adts_buffer_fullness
    pu8AdtsHdr[5] = (((u32PacketLen & 7) << 5) + 0x1F);                             // 设置adts_buffer_fullness + number_of_raw_data_blocks_in_frame
    pu8AdtsHdr[6] = 0xFC;                                                           // 设置 number_of_raw_data_blocks_in_frame
}

void *get_audio_aenc_thread(void *args)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    FILE *aac_file = fopen("test_capture.aac", "w+");
    MEDIA_BUFFER mb = NULL;
    RK_U8 aac_header[7];

    while (1)
    {
        mb = RK_MPI_SYS_GetMediaBuffer(RK_ID_AENC, AENC_CHN, -1);
        if (!mb)
        {
            printf("RK_MPI_SYS_GetMediaBuffer break....\n");
            break;
        }

        printf("Get AAC_Buffer Success...\n");

        //获取AENC的AAC码流头部
        GetAdtsHeader(aac_header, 48000, 2, RK_MPI_MB_GetSize(mb));
        fwrite(aac_header, 1, 7, aac_file); //写入7个字节的头部
        fwrite(RK_MPI_MB_GetPtr(mb),1, RK_MPI_MB_GetSize(mb), aac_file); //写入AAC的ES码流
        RK_MPI_MB_ReleaseBuffer(mb);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int ret;
    AI_CHN_ATTR_S ai_chn_s;
    ai_chn_s.pcAudioNode = AUDIO_PATH; //音频采样路径
    ai_chn_s.u32SampleRate = 48000;     //音频采样率
    ai_chn_s.u32NbSamples = 1024;       //音频采样个数
    ai_chn_s.u32Channels = 2;           //音频采样通道
    ai_chn_s.enSampleFormat = RK_SAMPLE_FMT_S16; //采样格式
    ai_chn_s.enAiLayout = AI_LAYOUT_NORMAL;    //采样布局
    ret = RK_MPI_AI_SetChnAttr(AI_CHN, &ai_chn_s); //设置AI属性
    if (ret)
    {
        printf("RK_MPI_AI_SetChnAttr failed...\n");
    }
    else
    {
        printf("RK_MPI_AI_SetChnAttr success...\n");
    }

    ret = RK_MPI_AI_EnableChn(AI_CHN);  //使能AI模块
    if (ret)
    {
        printf("RK_MPI_AI_EnableChn failed...\n");
    }
    else
    {
        printf("RK_MPI_AI_EnableChn success...\n");
    }

    AENC_CHN_ATTR_S aenc_chn_attrs;  //AENC
    aenc_chn_attrs.enCodecType = RK_CODEC_TYPE_AAC;//AENC模块的编码协议
    aenc_chn_attrs.u32Bitrate = 64000; //音频编码比特率,64kbps
    aenc_chn_attrs.u32Quality = 1;     //音频质量
    aenc_chn_attrs.stAencAAC.u32Channels = 2; //音频通道数
    aenc_chn_attrs.stAencAAC.u32SampleRate = 48000; //音频编码采样率，这里要和AI模块的采样率一致
    ret = RK_MPI_AENC_CreateChn(AENC_CHN, &aenc_chn_attrs); //创建AENC模块
    if (ret)
    {
        printf("RK_MPI_AENC_CreateChn failed....\n");
    }
    else
    {
        printf("RK_MPI_AENC_CreateChn success....\n");
    }

    MPP_CHN_S ai_mpp_chn_s;
    ai_mpp_chn_s.enModId = RK_ID_AI;
    ai_mpp_chn_s.s32ChnId = AI_CHN;

    MPP_CHN_S aenc_mpp_chn_s;
    aenc_mpp_chn_s.enModId = RK_ID_AENC;
    aenc_mpp_chn_s.s32ChnId = AENC_CHN;
    ret = RK_MPI_SYS_Bind(&ai_mpp_chn_s, &aenc_mpp_chn_s);  //绑定AI模块和AENC模块
    if (ret)
    {
        printf("RK_MPI_SYS_Bind failed....\n");
    }
    else
    {
        printf("RK_MPI_SYS_Bind success....\n");
    }

    pthread_t pid;
    pthread_create(&pid, NULL, get_audio_aenc_thread, NULL); //创建线程获取AENC码流

    while (1)
    {
        sleep(2);
    }

    RK_MPI_SYS_UnBind(&ai_mpp_chn_s, &aenc_mpp_chn_s);
    RK_MPI_AENC_DestroyChn(AENC_CHN);
    RK_MPI_AI_DisableChn(AI_CHN);

    return 0;
}