Qt绘制音频波纹图-QWT方法

在上一篇Qt绘制音频波纹图中，我们使用Qt/FFmpeg绘制了简单的音频波纹图，本文将使用Qt的qwt库绘制音频解码的所有点。

本文的主要目的，是测试Qt/qwt的绘图最大能力。

测试配置为：

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Manjaro Linux stable
Linux kernel 5.15.2
CPU AMD 5950 16 Core 32 Thread
金士顿 32G 
GPU GeForce GTS 450
显示器 Redmi 27英寸 RMMNT27NF 1080P 16:9 GTG6ms 60-75Hz 
qwt 6.2.0
Qt 5.15.2
GCC 11.1.0

Qt paintevent刷新频率为
QWT刷新频率为：

各个组件的刷新频率同步很重要，如果显示器频率为60Hz，那么就算软件刷新为5Hz，也需要60ms来刷新显示。

在MindViewer-TGAM模块数据图形化软件中，我们简单使用过QWT库。

解码

就是把之前的代码拿过来

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void FFmpegAudio::run()
{
    AVFormatContext	*pFormatCtx=avformat_alloc_context();
    size_t				i;
    int audioStream=-1;
    AVCodecContext	*pCodecCtx=NULL;
    AVCodec			*pCodec=NULL;
    AVCodecParameters *pCodecPara=NULL;
    AVPacket *packet=av_packet_alloc(); // 分配AVPacket结构体
    AVFrame	*pFrame=av_frame_alloc();
    char filename[]="/home/jackey/Music/test.mp3";

    //支持网络流
    avformat_network_init();
    //Open
    if(avformat_open_input(&pFormatCtx,filename,NULL,NULL)!=0){
        printf("Couldn't open file.\n");
        return;
    }

    // Retrieve stream information
    if(avformat_find_stream_info(pFormatCtx,NULL)<0){
        printf("Couldn't find stream information.\n");
        return;
    }
    // Dump valid information onto standard error
    av_dump_format(pFormatCtx, 0, filename, false);

    // Find the first audio stream
    for(i=0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++){
        if(pFormatCtx->streams[i]->codecpar->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){
            audioStream=i;
            break;
        }
    }

    if(audioStream==-1){
        printf("Didn't find a audio stream.\n");
        return;
    }

    // Find the decoder for the audio stream
    pCodecPara = pFormatCtx->streams[audioStream]->codecpar;
    pCodec=avcodec_find_decoder(pCodecPara->codec_id);
    if(pCodec==NULL){
        printf("Codec not found.\n");
        return;
    }

    //创建解码器
    pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(pCodec);
    if(avcodec_parameters_to_context(pCodecCtx,pCodecPara)<0){
        printf("Cannot alloc context.");
        return;
    }
    pCodecCtx->pkt_timebase = pFormatCtx->streams[audioStream]->time_base;

    // Open codec
    if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)<0){
        printf("Could not open codec.\n");
        return;
    }

    printf("Channels:  %d \n", pCodecCtx->channels);
    printf("Sample per Second  %d \n", pCodecCtx->sample_rate);
    pCodecCtx->channels = 1;
    while(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0){
        if(packet->stream_index==audioStream){
            if(avcodec_send_packet(pCodecCtx,packet)>=0){
                while(avcodec_receive_frame(pCodecCtx,pFrame)>=0){
                    uint8_t *ptr =pFrame->data[0];
                    for (int i = 0; i < pFrame->linesize[0]; i ++)
                    {
                        vdataL.append(ptr[i]);
                        vdataR.append(-ptr[i]);
                    }
                }
                msleep(17);
                emit updateFrame(vdataL,vdataR);
                vdataL.clear();
                vdataR.clear();
            }
        }
        av_packet_unref(packet);
    }
    // Close the codec
    avcodec_close(pCodecCtx);
    // Close the video file
    avformat_close_input(&pFormatCtx);
    av_packet_free(&packet);
    av_frame_free(&pFrame);

    printf("Decode done.\n");
}

显示

初始化界面

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maxCnt=5000;//x轴坐标的数量0-1000
//设置x轴坐标值
for(int i=0;i<maxCnt;i++){
    xdata.append(i);
}

canvas = new QwtPlotCanvas(this);
canvas->setPalette(Qt::white);//背景色为白色
canvas->setBorderRadius(10);//画面边框角为半径为10的圆角
setCanvas(canvas);
plotLayout()->setAlignCanvasToScales(true);//设置坐标轴数值自适应

//坐标与图示说明
setAxisTitle(QwtPlot::yLeft,"Value");
setAxisTitle(QwtPlot::xBottom,"time: s");
setAxisScale(QwtPlot::yLeft,-254,255);
setAxisScale(QwtPlot::xBottom,0,maxCnt);

//画板中的网格图
QwtPlotGrid *grid = new QwtPlotGrid();
grid->enableX(true);
grid->enableY(true);
grid->setMajorPen(Qt::black,0,Qt::DotLine);
grid->attach(this);
//画板中的折线
curveChannelLeft = new QwtPlotCurve("left");
curveChannelLeft->setPen(Qt::red,2);
curveChannelLeft->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased,true);

curveChannelRight = new QwtPlotCurve("right");
curveChannelRight->setPen(Qt::green,2);
curveChannelRight->setRenderHint(QwtPlotItem::RenderAntialiased,true);

QwtPlotItemList items=itemList(QwtPlotItem::Rtti_PlotCurve);
for ( int i = 0; i < items.size(); i++ ){
    items[i]->setVisible(true);
}

replot();
setAutoReplot( true );//设置自动重画，相当于更新

接收到数据后，显示

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if(channelDataL.size()>=maxCnt){
//        channelDataL.pop_front();
    channelDataL.remove(0,4086);
}
if(channelDataR.size()>=maxCnt){
//        channelDataR.pop_front();
    channelDataR.remove(0,4086);
}
channelDataL.append(dl);
channelDataR.append(dr);

curveChannelLeft->setSamples(xdata,channelDataL);
curveChannelLeft->attach(this);
curveChannelLeft->setLegendAttribute(curveChannelLeft->LegendShowLine);//显示图例的标志，这里显示线的颜色。

curveChannelRight->setSamples(xdata,channelDataR);
curveChannelRight->attach(this);
curveChannelRight->setLegendAttribute(curveChannelLeft->LegendShowLine);//显示图例的标志，这里显示线的颜色。

replot();

然后绑定信号槽

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ffAudio = new FFmpegAudio;
connect(ffAudio,&FFmpegAudio::updateFrame,ui->frame,&WaveCurve::updateChannelData);

使用的音频文件信息如下

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Input #0, mp3, from '/home/jackey/Music/test.mp3':
  Metadata:
    artist          : 龙千玉
    title           : 阿郎
    album           : 闽南情缘
    track           : 8
    encoder         : Lavf56.4.101
    comment         : 163 key(Don't modify):L64FU3W4YxX3ZFTmbZ+8/RVLtWbDWHLNAhEGfl+Nf7pQiiGPszFV2YCIc7+l7fMpf4dVB11wt7woihWFgSEOPD0dL3MYVy6tLTECRlW+tDT92DXQ+WZfwIbT6ars1WfT0+Z4TY2HzdBJJaYYm/FUvM9ws7oMCSJpzl4s7bTtDo++fyxsnqTH2CRKf0jctmKyrObJZu+fT1ba6aomgqYAmyX5FbZQ5p26agom+DDI6
  Duration: 00:04:28.83, start: 0.025056, bitrate: 327 kb/s
  Stream #0:0: Audio: mp3, 44100 Hz, stereo, fltp, 320 kb/s
  Stream #0:1: Video: png, rgba(pc), 414x414, 90k tbr, 90k tbn, 90k tbc (attached pic)
    Metadata:
      comment         : Cover (front)

时长为4分28秒，即269秒。

共有10291帧，每帧有4608个数据，总计47420928个点。平均每秒显示176286个点。1毫秒是176个点。

解码一帧获得4608个点，每帧延时25毫秒，那么一秒就是解码40帧，共计184320个点。两通道就是368640个点

绘图效果为：result1

CPU占用率为：htop

将延时调整为17毫秒，即60hz。一秒解码60帧，共计276480个点，两个通道为552960个点

效果为：htop

CPU占用率为：htop

完整代码在QtApps中的pcmwave2

Qt
#Qt #FFmpeg #Qwt
Qt绘制音频波纹图-QWT方法
https://feater.top/qt/draw-sound-wave-with-qt-ffmpeg-qwt/
作者
JackeyLea
发布于
2021年11月18日
许可协议