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小智机器人关键函数解析，Application::OutputAudio()处理音频数据的输出的函数

news 来源：原创 2025/7/5 14:34:32

以下是对 Application::OutputAudio() 函数的详细解释：
源码：

void Application::OutputAudio() { // 扬声器的输出auto now = std::chrono::steady_clock::now();auto codec = Board::GetInstance().GetAudioCodec();const int max_silence_seconds = 10;std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);if (audio_decode_queue_.empty()) {// Disable the output if there is no audio data for a long timeif (device_state_ == kDeviceStateIdle) {auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(now - last_output_time_).count();if (duration > max_silence_seconds) {codec->EnableOutput(false);}}return;}if (device_state_ == kDeviceStateListening) {audio_decode_queue_.clear();return;}last_output_time_ = now;auto opus = std::move(audio_decode_queue_.front());audio_decode_queue_.pop_front();lock.unlock();background_task_->Schedule([this, codec, opus = std::move(opus)]() mutable {if (aborted_) {return;}std::vector<int16_t> pcm;if (!opus_decoder_->Decode(std::move(opus), pcm)) {return;}// Resample if the sample rate is differentif (opus_decode_sample_rate_ != codec->output_sample_rate()) {int target_size = output_resampler_.GetOutputSamples(pcm.size());std::vector<int16_t> resampled(target_size);output_resampler_.Process(pcm.data(), pcm.size(), resampled.data());pcm = std::move(resampled);}codec->OutputData(pcm);});
}

函数概述

Application::OutputAudio() 函数主要负责处理音频数据的输出，通过扬声器播放音频。它会检查音频解码队列的状态，根据不同情况决定是否输出音频、是否禁用输出设备，并且会对音频数据进行解码和重采样处理，最后将处理后的音频数据发送到音频编解码器进行输出。

代码详细解释

1. 时间获取和编解码器获取
auto now = std::chrono::steady_clock::now();
auto codec = Board::GetInstance().GetAudioCodec();
const int max_silence_seconds = 10;
  • now：获取当前时间，用于后续计算音频数据的空闲时长。
  • codec：通过 Board::GetInstance().GetAudioCodec() 获取音频编解码器的实例，用于音频数据的输出。
  • max_silence_seconds：定义了最大允许的静音时长，单位为秒。
2. 加锁并检查音频解码队列
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
if (audio_decode_queue_.empty()) {if (device_state_ == kDeviceStateIdle) {auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(now - last_output_time_).count();if (duration > max_silence_seconds) {codec->EnableOutput(false);}}return;
}
  • std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_)：对互斥锁 mutex_ 加锁，确保在访问 audio_decode_queue_ 时线程安全。
  • audio_decode_queue_.empty()：检查音频解码队列是否为空。
    • 如果队列为空且设备状态为 kDeviceStateIdle，计算从上次输出音频到现在的时长 duration。
    • 如果 duration 超过 max_silence_seconds，调用 codec->EnableOutput(false) 禁用音频输出设备。
    • 无论是否禁用输出设备，只要队列为空，函数直接返回。
3. 检查设备状态
if (device_state_ == kDeviceStateListening) {audio_decode_queue_.clear();return;
}
  • 如果设备状态为 kDeviceStateListening，清空音频解码队列并返回，不进行音频输出。
4. 更新最后输出时间并取出音频数据
last_output_time_ = now;
auto opus = std::move(audio_decode_queue_.front());
audio_decode_queue_.pop_front();
lock.unlock();
  • last_output_time_ = now：更新最后输出音频的时间。
  • auto opus = std::move(audio_decode_queue_.front())：将队列头部的音频数据（OPUS 格式）移动到 opus 变量中。
  • audio_decode_queue_.pop_front()：从队列中移除头部元素。
  • lock.unlock()：解锁互斥锁，允许其他线程访问 audio_decode_queue_。
5. 调度后台任务处理音频数据
background_task_->Schedule([this, codec, opus = std::move(opus)]() mutable {if (aborted_) {return;}std::vector<int16_t> pcm;if (!opus_decoder_->Decode(std::move(opus), pcm)) {return;}if (opus_decode_sample_rate_ != codec->output_sample_rate()) {int target_size = output_resampler_.GetOutputSamples(pcm.size());std::vector<int16_t> resampled(target_size);output_resampler_.Process(pcm.data(), pcm.size(), resampled.data());pcm = std::move(resampled);}codec->OutputData(pcm);
});
  • background_task_->Schedule(...)：将一个 lambda 函数调度到后台任务中执行。
    • if (aborted_)：检查是否已终止操作，如果是则直接返回。
    • opus_decoder_->Decode(std::move(opus), pcm)：使用 opus_decoder_ 对 OPUS 格式的音频数据进行解码，解码结果存储在 pcm 向量中。如果解码失败，函数返回。
    • if (opus_decode_sample_rate_ != codec->output_sample_rate())：检查解码后的音频采样率是否与音频编解码器的输出采样率一致。如果不一致，进行重采样处理：
      • output_resampler_.GetOutputSamples(pcm.size())：获取重采样后的样本数量。
      • output_resampler_.Process(pcm.data(), pcm.size(), resampled.data())：执行重采样操作。
      • pcm = std::move(resampled)：将重采样后的音频数据移动到 pcm 向量中。
    • codec->OutputData(pcm)：将处理后的 PCM 音频数据发送到音频编解码器进行输出。

代码优化建议

  • 错误处理：在 codec->OutputData(pcm) 调用后，可以添加错误处理逻辑，以处理可能的输出错误。
  • 日志记录：在关键步骤添加日志记录，方便调试和监控程序运行状态。
  • 资源管理：确保 opus_decoder_ 和 output_resampler_ 在使用完毕后正确释放资源。

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