WebRTC音频预处理单元APM的整体编译及使用

愿君学长松，慎勿作桃李。这篇文章主要讲述WebRTC音频预处理单元APM的整体编译及使用 - android相关的知识，希望能为你提供帮助。
前言
在写【单独编译使用WebRTC的音频处理模块 - android】一文之前，就一直想直接把WebRTC的音频处理引擎VoE整个儿编译出来供自己的项目使用，但限于技术拙劣、时间紧迫，所以没能成功。只得挨个挨个把引擎中的Aecm、Agc、Ns以及Vad模块单独编译出来凑合着用。虽能达到一定效果，但始终不甚理想。5个月后，bill需要优化之前的项目，于是就下了狠心，定要将整个音频处理模块用上 ...

正文
然而本次优化仍然没能用上整套VoE，因为VoE不仅仅包含音频预处理，它将音频编码模块、传输模块一并融入了引擎，而bill的项目需要使用既有的编码、传输层，因此使用整个VoE对我来说显得冗余且不可操作。天无绝人之路，抛开VoE不谈，bill找到了仅次于VoE层级的模块 — — APM（Audio Preprocessing Module） — — 一个整合了前文所有模块且纯粹的音频预处理单元。

Step 1 - 下载Google WebRTC源码
Google WebRTC的开发进度还是可观的，本文将以WebRTC的最新trunk revision 5125为例进行讲解。请自行使用SVN同步以下目录（至于同步的方法，请自行google）：
http://webrtc.googlecode.com/svn/trunk/

Step 2 - 提取编译APM所需资源
APM的整体编译需要WebRTC源码目录下的如下资源：
1）common_audio 整个目录
2）modules 目录（不包含 video 部分）
3）system_wrappers 整个目录
4）位于 WebRTC 源码根目录下的 common_types.h | common.h | typedefs.h 三个头文件。
5）位于 WebRTC 主目录下的 android-webrtc.mk 文件。

Step 3 - 在Eclipse中编译APM基础步骤及部分要点
对于Eclipse中jni的编译及使用请参见上篇文章所述，在此不再赘述。
此节仅按照自己的jni目录组织结构进行讲解，读者可根据自己需要进行调整。
在Eclipse中的jni组织结构如下：

文章图片

Step-2中的所有文件夹及头文件均位于 webrtc 子目录下。android-webrtc.mk 位于 jni 根目录下。
下面我们逐步进行分解：

step 3.1
首先我们需要对整个 android 工程进行描述和设定，打开 jni 根目录下的 Application.mk 文件，编辑如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 # Copyright (c) 2013 BillHoo. All Rights Reserved. # Copyright (c) 2012 The WebRTC project authors. All Rights Reserved. # # Use of this source code is governed by a BSD-style license # that can be found in the LICENSE file in the root of the source # tree. An additional intellectual property rights grant can be found # in the file PATENTS. All contributing project authors may # be found in the AUTHORS file in the root of the source tree. APP_STL := gnustl_static APP_CPPFLAGS := -frtti -fexceptions APP_ABI := armeabi armeabi-v7a APP_PLATFORM := android-9

其中 APP_STL 的官方说明如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 APP_STL By default, the NDK build system provides C++ headers for the minimal C++ runtime library (/system/lib/libstdc++.so) provided by the Android system. However, the NDK comes with alternative C++ implementations that you can use or link to in your own applications. Define APP_STL to select one of them. Examples are: APP_STL := stlport_static --> static STLport library APP_STL := stlport_shared --> shared STLport library APP_STL := system --> default C++ runtime library For more information on the subject, please read docs/CPLUSPLUS-SUPPORT.html

由于 NDK 默认使用最小 C++ 运行时库进行项目的编译，导致无法编译 WebRTC 中使用诸如 std::map 等 STL 容器的源码。因此我们需要自行设定适合本项目的 C++ 运行时库 gnustl_static。

step 3.2
打开并编辑 jni 根目录下的 Android.mk 文件如下，本文件只需告诉 NDK 去调用所有子目录下的 Android.mk 文件即可：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 # Copyright (c) 2013 BillHoo. All Rights Reserved. # Copyright (c) 2012 The WebRTC project authors. All Rights Reserved. # # Use of this source code is governed by a BSD-style license # that can be found in the LICENSE file in the root of the source # tree. An additional intellectual property rights grant can be found # in the file PATENTS. All contributing project authors may # be found in the AUTHORS file in the root of the source tree. include $(call all-subdir-makefiles)

step 3.3
准备工作就绪，下面就可以开始着手编译整个 APM 单元了，首先打开 jni/webrtc 目录，新建 Android.mk 文件如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 # Copyright (c) 2013 BillHoo. All Rights Reserved. # Copyright (c) 2012 The WebRTC project authors. All Rights Reserved. # # Use of this source code is governed by a BSD-style license # that can be found in the LICENSE file in the root of the source # tree. An additional intellectual property rights grant can be found # in the file PATENTS. All contributing project authors may # be found in the AUTHORS file in the root of the source tree. # MY_WEBRTC_ROOT_PATH := $(call my-dir) # # voice include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/common_audio/signal_processing/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/common_audio/vad/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_processing/aec/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_processing/aecm/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_processing/agc/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_processing/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_processing/ns/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_processing/utility/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/utility/source/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/modules/audio_device/Android.mk include $(MY_WEBRTC_ROOT_PATH)/system_wrappers/source/Android.mk # # build .so LOCAL_PATH := $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_ARM_MODE := arm LOCAL_MODULE := liblu_audio_preprocessing LOCAL_MODULE_TAGS := optional LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES := \ libwebrtc_spl \ libwebrtc_apm \ libwebrtc_apm_utility \ libwebrtc_vad \ libwebrtc_ns \ libwebrtc_agc \ libwebrtc_aec \ libwebrtc_aecm \ libwebrtc_system_wrappers \ libwebrtc_audio_device \ libwebrtc_utility # # Add Neon libraries. ifeq ($(WEBRTC_BUILD_NEON_LIBS),true) LOCAL_WHOLE_STATIC_LIBRARIES += \ libwebrtc_aecm_neon \ libwebrtc_ns_neon \ libwebrtc_spl_neon endif LOCAL_STATIC_LIBRARIES := \ libprotobuf-cpp-2.3.0-lite LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \ libcutils \ libdl \ libstlport LOCAL_PRELINK_MODULE := false # #TODO(billhoo) find a properway to do this. LOCAL_LDLIBS += $(NDK_ROOT)/sources/cxx-stl/gnu-libstdc++/4.6/libs/armeabi/libgnustl_static.a LOCAL_LDLIBS += -lOpenSLES ifndef NDK_ROOT include external/stlport/libstlport.mk endif include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

需要注意的几点：
1）在编译时如提示找不到 ../../../Android.mk 文件等错误，请检查并修正你的相对路径。
2）位于第60行的gnu静态库链接路径是针对NDK版本 r8d 的，如读者版本不匹配，请自行找到 libgnustl_static.a 静态库的路径进行替换。
3）本示例并不打算编译 WebRTC 的测试工程，请使用 Eclipse 搜索文件功能，找到 Android.mk 文件中的 -DWEBRTC_AUDIOPROC_DEBUG_DUMP 并注释掉。

step 3.4
万事俱备，我们可以开始编译 APM 了，不过在编译过程中肯定还会有很多小问题出现（比如相对路径不正确、找不到某某函数的符号等等），这些问题就留给读者自行google、SO解决了，bill就不再赘述。

Step 4 - 在android应用中使用APM的注意事项
经过上述步骤，读者便能够得到 libwebrtc_audio_preprocessing.so 这个动态链接库。我们需要做的仅仅是编写自己的 jni 包装函数向 android 应用层提供 APM 的接口。具体做法bill之前的文章已经详细介绍过。这里需要注意的是，如果读者打算在自己的动态库中引用已经编译好的 APM 库，那么在 android 类加载这两个库时的顺序是敏感的。
假设读者将自己的 JNI 接口封装成单独的库 libmy_jni_wrapper.so，而该库引用了 libwebrtc_audio_preprocessing.so，那么在加载这两个库时应该参照如下顺序：

1 2 3 4 5 static { // Ordering of loading these shared libraries is significant. System.loadLibrary("webrtc_audio_preprocessing"); System.loadLibrary("my_jni_wrapper"); }

【WebRTC音频预处理单元APM的整体编译及使用 - android】若顺序写反，在运行时将得到找不到 webrtc_audio_preprocessing 库中符号的异常。

总结
整个编译工作在现在看来非常简单，但需要很多的耐心和搜索，不过结果还是令人比较满意的，APM出来的效果比之前自己单独使用各个音频模块要好很多。不过对于抖动等因素的影响，APM就力不从心了。也许bill接下来该花时间去看看NetEq、Jitter Buffer等模块了。如何使用他们，如何融进自己的项目，到时候就知道了。