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简介：CSDN博客专家、《Android系统多媒体进阶实战》作者

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🌻1.前言

本篇目的：理解gst_audio_encoder_set_frame_max()如何设置GstAudioEncoder一次交给子类处理的最大音频帧数，并通过一个最小编码器验证它对handle_frame()输入数据的影响。

GstAudioEncoder基类会先收集输入PCM，再按照子类提供的帧参数组织数据，最后调用子类的handle_frame()。如果编码器要求每个编码帧必须包含固定数量的采样点，子类还可以设置一次最多处理多少个这样的帧。

gst_audio_encoder_set_frame_max()保存的就是这个上限。它只更新基类的帧配置，不会自行收集PCM、调用编码器或发送输出Buffer。

🌻2.应用场景和用法

2.1一次组织多个固定大小的音频帧

有些编码器按照固定大小的PCM帧工作。例如编码器每帧需要1024个采样点，子类可以把最小采样数和最大采样数都设为1024，再设置frame_max。

假设设置为4，基类在PCM数据足够时，最多可以把4个完整帧组织在一次handle_frame()调用中。单声道S16LE每个采样点占2字节，4帧输入数据为：

1024 × 4 × 2 = 8192字节

一次交付多个完整帧，可以让编码器子类按批次处理输入。实际批次还受当前已收集PCM数量影响，数据不足时，基类不会凭空补齐完整帧。

frame_max表示一次最多组织的帧数，不是输出Buffer数量，也不是编码器可以缓存的最大字节数。

2.2函数原型与配置关系

函数原型如下：

voidgst_audio_encoder_set_frame_max(GstAudioEncoder*enc,gint num);

函数没有返回值。传入的值由基类保存在内部上下文的frame_max字段中。该接口检查enc是否为有效的GstAudioEncoder对象，但不提供设置成功或失败的返回码。

要让frame_max按多个固定帧组织数据，frame_samples_min和frame_samples_max必须相等：

gst_audio_encoder_set_frame_samples_min(enc,1024);gst_audio_encoder_set_frame_samples_max(enc,1024);gst_audio_encoder_set_frame_max(enc,4);

frame_samples_min与frame_samples_max描述每个音频帧包含多少个采样点。frame_max描述一次最多组合多少个这样的帧。只设置frame_max，没有配置一致的固定帧大小，不能达到多帧批量组织的效果。

这些值应在子类的set_format()中设置。输入格式发生重新协商时，基类会在调用set_format()前将这些配置重置为0，因此在其他位置提前设置可能会被清除。

相邻接口的职责如下：

🌻3.调用流程剖析

3.1函数保存一次最大帧数

gst_audio_encoder_set_frame_max()本身逻辑很短，关键操作是将参数写入GstAudioEncoder私有上下文：

voidgst_audio_encoder_set_frame_max(GstAudioEncoder*enc,gint num){g_return_if_fail(GST_IS_AUDIO_ENCODER(enc));enc->priv->ctx.frame_max=num;GST_LOG_OBJECT(enc,"set to %d",num);}

函数不会在这里校验frame_samples_min和frame_samples_max是否相等，也不会立即重新组织输入数据。它只是保存配置，供基类后续收集PCM时读取。

每次调用子类的set_format()之前，基类会将frame_samples_min、frame_samples_max和frame_max重置为0。子类应在set_format()中重新声明当前输入格式对应的帧处理要求。

3.2基类按配置组织PCM数据

输入PCM到达后，基类把数据放入内部GstAdapter，再根据可用字节数和帧配置决定交给子类的数据大小。

当frame_samples_min和frame_samples_max相等时，基类可以把输入按固定大小的完整帧组织。如果frame_max大于1，实际交付的帧数不会超过frame_max，也不会超过当前已经收集到的完整帧数。

当frame_max为0时，基类会按照当前可用PCM组织完整帧；设置为大于1的值时，则会对一次组织的完整帧数进行限制。

子类在handle_frame()中处理收到的PCM。编码完成后，子类调用gst_audio_encoder_finish_frame()提交输出，并用samples参数说明编码输出代表多少个输入采样点。frame_max控制输入批次，finish_frame()负责提交编码结果，两者作用不同。

🌻4.实战案例

4.1配置固定帧大小和批次数

下面的测试编码器使用单声道S16LE输入，每个固定帧包含256个采样点，并将一次最多处理帧数设为4：

gst_audio_encoder_set_frame_samples_min(enc,256);gst_audio_encoder_set_frame_samples_max(enc,256);gst_audio_encoder_set_frame_max(enc,4);

当基类已经收集到1024个采样点时，预计一次交给handle_frame()的数据大小为：

256 × 4 × 2 = 2048字节

这里每个采样点占2字节，完整输入Buffer包含4个256采样点的固定帧。

4.2提交输入并观察批次

测试程序使用GstHarness创建自定义编码器，提交2048字节的输入Buffer，再在handle_frame()中记录收到的Buffer大小和调用次数。

验证重点是：一次输入数据包含4个固定帧，frame_max设为4时，基类将这4帧组织为一次handle_frame()输入。

4.3完整代码

#include<gst/gst.h>#include<gst/audio/audio.h>#include<gst/check/gstharness.h>#defineSAMPLES_PER_FRAME256#defineFRAME_MAX4typedefstruct_BatchEncoder{GstAudioEncoder parent;}BatchEncoder;typedefstruct_BatchEncoderClass{GstAudioEncoderClass parent_class;}BatchEncoderClass;G_DEFINE_TYPE(BatchEncoder,batch_encoder,GST_TYPE_AUDIO_ENCODER);staticguint handle_frame_calls;staticgsize last_input_size;/* 编码器接收原始音频，输出测试用压缩格式 */staticGstStaticPadTemplate encoder_sink_template=GST_STATIC_PAD_TEMPLATE("sink",GST_PAD_SINK,GST_PAD_ALWAYS,GST_STATIC_CAPS("audio/x-raw"));staticGstStaticPadTemplate encoder_src_template=GST_STATIC_PAD_TEMPLATE("src",GST_PAD_SRC,GST_PAD_ALWAYS,GST_STATIC_CAPS("audio/x-test-encoded"));staticgbooleanbatch_encoder_set_format(GstAudioEncoder*enc,GstAudioInfo*info){GstCaps*output_caps;gboolean result;/* 固定每帧采样点数，基类据此按完整帧收集PCM */gst_audio_encoder_set_frame_samples_min(enc,SAMPLES_PER_FRAME);gst_audio_encoder_set_frame_samples_max(enc,SAMPLES_PER_FRAME);/* 一次最多将4个完整帧交给handle_frame */gst_audio_encoder_set_frame_max(enc,FRAME_MAX);output_caps=gst_caps_new_empty_simple("audio/x-test-encoded");result=gst_audio_encoder_set_output_format(enc,output_caps);gst_caps_unref(output_caps);returnresult;}staticGstFlowReturnbatch_encoder_handle_frame(GstAudioEncoder*enc,GstBuffer*input){GstBuffer*output;gsize input_size;if(input==NULL)returnGST_FLOW_OK;/* 记录基类本次组织出的PCM字节数 */handle_frame_calls++;input_size=gst_buffer_get_size(input);last_input_size=input_size;/* 测试编码器生成一个非空输出Buffer */output=gst_buffer_new_allocate(NULL,1,NULL);if(output==NULL)returnGST_FLOW_ERROR;/* 单声道S16LE每个采样点占2字节，提交对应采样点数 */returngst_audio_encoder_finish_frame(enc,output,input_size/sizeof(gint16));}staticvoidbatch_encoder_class_init(BatchEncoderClass*klass){GstElementClass*element_class=GST_ELEMENT_CLASS(klass);GstAudioEncoderClass*encoder_class=GST_AUDIO_ENCODER_CLASS(klass);gst_element_class_add_static_pad_template(element_class,&encoder_sink_template);gst_element_class_add_static_pad_template(element_class,&encoder_src_template);gst_element_class_set_metadata(element_class,"Batch Encoder","Codec/Encoder/Audio","Audio encoder frame batching test","GStreamer");encoder_class->set_format=batch_encoder_set_format;encoder_class->handle_frame=batch_encoder_handle_frame;}staticvoidbatch_encoder_init(BatchEncoder*enc){}/* 为Harness两端定义匹配的Pad模板 */staticGstStaticPadTemplate harness_src_template=GST_STATIC_PAD_TEMPLATE("harness-src",GST_PAD_SRC,GST_PAD_ALWAYS,GST_STATIC_CAPS("audio/x-raw"));staticGstStaticPadTemplate harness_sink_template=GST_STATIC_PAD_TEMPLATE("harness-sink",GST_PAD_SINK,GST_PAD_ALWAYS,GST_STATIC_CAPS("audio/x-test-encoded"));intmain(intargc,char*argv[]){GstElement*element;GstHarness*harness;GstCaps*input_caps;GstBuffer*input;GstBuffer*output;gsize input_size;gboolean ok;gst_init(&argc,&argv);/* 创建编码器，并用Harness连接输入和输出Pad */element=g_object_new(batch_encoder_get_type(),NULL);harness=gst_harness_new_full(element,&harness_src_template,"sink",&harness_sink_template,"src");gst_object_unref(element);/* 设置单声道S16LE、48000Hz输入格式，触发set_format配置 */input_caps=gst_caps_from_string("audio/x-raw,format=S16LE,layout=interleaved,""rate=48000,channels=1");gst_harness_set_src_caps(harness,input_caps);/* 4个固定帧组成1024个采样点，每点2字节 */input_size=SAMPLES_PER_FRAME*FRAME_MAX*sizeof(gint16);input=gst_buffer_new_allocate(NULL,input_size,NULL);/* 推入PCM，触发基类收集并调用handle_frame */ok=gst_harness_push(harness,input)==GST_FLOW_OK;/* 取出编码器输出Buffer，确认输出路径已经完成 */output=ok?gst_harness_pull(harness):NULL;ok=ok&&output!=NULL;if(output)gst_buffer_unref(output);if(ok){g_print("frame_max: %d\n",gst_audio_encoder_get_frame_max(GST_AUDIO_ENCODER(harness->element)));g_print("handle_frame calls: %u\n",handle_frame_calls);g_print("handle_frame input bytes: %"G_GSIZE_FORMAT"\n",last_input_size);}gst_harness_teardown(harness);returnok?0:1;}

按这组输入和帧配置，预期观察到：

frame_max: 4 handle_frame calls: 1 handle_frame input bytes: 2048

🌻5.总结

gst_audio_encoder_set_frame_max()就是为GstAudioEncoder设置一次最多组织的固定大小音频帧数，供基类决定交给子类handle_frame()的输入批次。