video-pc/AV/code/codec/codec_audio_encoder.h

#pragma once

#include "codec_abstract_codec.h"
#include "../base/media_common.h"
#include <mutex>
#include <memory>

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

namespace av {
namespace codec {

/**
 * 音频编码器参数
 */
struct AudioEncoderParams : public CodecParams {
    int bitRate = 128000;                           // 比特率 (bps)
    int sampleRate = 44100;                         // 采样率
    int channels = 2;                               // 声道数
    AVChannelLayout channelLayout = AV_CHANNEL_LAYOUT_STEREO; // 声道布局
    AVSampleFormat sampleFormat = AV_SAMPLE_FMT_FLTP; // 采样格式
    int frameSize = 1024;                           // 帧大小
    std::string profile = "";                       // 编码配置文件
    
    AudioEncoderParams() {
        type = MediaType::AUDIO;
        codecName = "aac";  // 默认使用AAC编码器
    }
};

/**
 * 音频重采样器
 */
class AudioResampler {
public:
    AudioResampler();
    ~AudioResampler();
    
    /**
     * 初始化重采样器
     */
    bool init(const AVChannelLayout& srcLayout, AVSampleFormat srcFormat, int srcSampleRate,
              const AVChannelLayout& dstLayout, AVSampleFormat dstFormat, int dstSampleRate);
    
    /**
     * 重采样音频帧
     */
    AVFramePtr resample(const AVFramePtr& srcFrame);
    
    /**
     * 刷新重采样器缓冲区
     */
    std::vector<AVFramePtr> flush();
    
    /**
     * 获取输出帧大小
     */
    int getOutputFrameSize() const { return dstFrameSize_; }
    
private:
    struct SwrContext* swrCtx_;
    AVChannelLayout srcLayout_;
    AVChannelLayout dstLayout_;
    AVSampleFormat srcFormat_;
    AVSampleFormat dstFormat_;
    int srcSampleRate_;
    int dstSampleRate_;
    int dstFrameSize_;
    AVFramePtr dstFrame_;
    bool initialized_;
};

/**
 * 音频编码器实现
 */
class AudioEncoder : public AbstractEncoder {
public:
    AudioEncoder();
    ~AudioEncoder() override;

    // AbstractCodec 接口实现
    ErrorCode open(const CodecParams& params) override;
    void close() override;
    ErrorCode flush() override;

    // AbstractEncoder 接口实现
    ErrorCode encode(const AVFramePtr& frame, std::vector<AVPacketPtr>& packets) override;
    ErrorCode finishEncode(std::vector<AVPacketPtr>& packets) override;

    // 音频编码器特有功能
    const AudioEncoderParams& getAudioParams() const { return audioParams_; }
    
    // 获取支持的编码器列表
    static std::vector<std::string> getSupportedEncoders();
    
    // 获取推荐的编码器
    static std::string getRecommendedEncoder();
    
    // 检查编码器是否支持指定的采样格式
    static bool isSampleFormatSupported(const std::string& codecName, AVSampleFormat format);
    
    // 检查编码器是否支持指定的采样率
    static bool isSampleRateSupported(const std::string& codecName, int sampleRate);
    
    // 帧验证工具
    static bool isValidFrame(const AVFramePtr& frame);
    static bool isValidFramePointer(const AVFrame* frame);
    
    // 检查编码器是否支持指定的声道布局
    static bool isChannelLayoutSupported(const std::string& codecName, const AVChannelLayout& layout);

protected:
    bool validateParams(const CodecParams& params) override;

private:
    // 初始化编码器
    ErrorCode initEncoder();
    
    // 设置编码器参数
    ErrorCode setupEncoderParams();
    
    // 设置声道布局
    ErrorCode setupChannelLayout();
    
    // 转换音频帧格式
    AVFramePtr convertFrame(const AVFramePtr& frame);
    
    // 帧缓冲和拆分相关方法
    ErrorCode initFrameBuffer();
    ErrorCode addToBuffer(const AVFramePtr& frame);
    AVFramePtr extractFrameFromBuffer();
    void clearBuffer();
    
    // 编码单个帧
    ErrorCode encodeFrame(const AVFramePtr& frame, std::vector<AVPacketPtr>& packets);
    
    // 接收编码后的包
    ErrorCode receivePackets(std::vector<AVPacketPtr>& packets);
    
    // 获取编码器支持的最佳采样格式
    AVSampleFormat getBestSampleFormat() const;
    
    // 获取编码器支持的最佳采样率
    int getBestSampleRate() const;
    
    // 查找可用的编码器
    static void findSupportedEncoders();

private:
    AudioEncoderParams audioParams_;        // 音频编码参数
    
    // 音频重采样
    std::unique_ptr<AudioResampler> resampler_;
    AVFramePtr convertedFrame_;             // 转换后的帧
    
    // 帧缓冲机制（用于处理大帧拆分）
    std::vector<uint8_t> frameBuffer_;      // 音频数据缓冲区
    int bufferedSamples_;                   // 缓冲区中的样本数
    AVFramePtr tempFrame_;                  // 临时帧（用于拆分）
    
    // 线程安全
    std::mutex encodeMutex_;
    
    // 支持的编码器列表
    static std::vector<std::string> supportedEncoders_;
    static std::once_flag encodersInitFlag_;
    
    // 常用音频编码器
    static constexpr const char* AUDIO_ENCODERS[] = {
        "aac",
        "libfdk_aac",
        "mp3",
        "libmp3lame",
        "opus",
        "libopus",
        "vorbis",
        "libvorbis",
        "flac",
        "pcm_s16le",
        "pcm_s24le",
        "pcm_s32le",
    };
};

/**
 * 音频编码器工厂
 */
class AudioEncoderFactory {
public:
    /**
     * 创建音频编码器
     */
    static std::unique_ptr<AudioEncoder> create(const std::string& codecName = "");
    
    /**
     * 创建最佳音频编码器（自动选择）
     */
    static std::unique_ptr<AudioEncoder> createBest();
    
    /**
     * 创建无损音频编码器
     */
    static std::unique_ptr<AudioEncoder> createLossless();
};

} // namespace codec
} // namespace av