【Tech-Speex】语言聊天中的压缩利器Speex【1】

语言聊天中的压缩利器Speex

最近项目组在着手开发一个IM项目，即时聊天App.所以在工程师们正在搭建后台服务器的时候，我必须解决一些前端和后端交互数据的一些事宜，例如协议，心跳包等。关于语音聊天的难点在于语音的压缩加密。
参考了以下文章之后，决定是用Speex这个开源利器来压缩语音吧。
http://code.csdn.net/news/313194

Google了以下Speex,很多demo信息都是13年12年的，所以我决定去他们Speex官网下载一个新的下来重新经过NDK编译成.so的库。

配置Speex，参考：http://www.phonesdevelopers.com/1787731/

解压缩下载下来的压缩包，我下载的是：speex-1.2rc1.tar.gz，把文件中的include和libspeex文件夹复制到工程的jni中。

1.

在工程中新建Speex.java类，利用javah的命令生成头文件。

package com.park.speex;public class Speex  {    /* quality     * 1 : 4kbps (very noticeable artifacts, usually intelligible)     * 2 : 6kbps (very noticeable artifacts, good intelligibility)     * 4 : 8kbps (noticeable artifacts sometimes)     * 6 : 11kpbs (artifacts usually only noticeable with headphones)     * 8 : 15kbps (artifacts not usually noticeable)     */    private static final int DEFAULT_COMPRESSION = 8;    public Speex() {    }    public void init() {        load();         open(DEFAULT_COMPRESSION);    }    private void load() {        try {            System.loadLibrary("speex");        } catch (Throwable e) {            e.printStackTrace();        }    }    public native int open(int compression);    public native int getFrameSize();    public native int decode(byte encoded[], short lin[], int size);    public native int encode(short lin[], int offset, byte encoded[], int size);    public native void close();}

经过javaH之后生成了com_park_speex_Speex.h的头文件，接着编写speex.cpp文件用来真正实现压缩解压。

#include <jni.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <speex/speex.h>static int codec_open = 0;static int dec_frame_size;static int enc_frame_size;static SpeexBits ebits, dbits;void *enc_state;void *dec_state;static JavaVM *gJavaVM;extern "C"JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_park_speex_Speex_open  (JNIEnv *env, jobject obj, jint compression) {    int tmp;    if (codec_open++ != 0)        return (jint)0;    speex_bits_init(&ebits);    speex_bits_init(&dbits);    enc_state = speex_encoder_init(&speex_nb_mode);    dec_state = speex_decoder_init(&speex_nb_mode);    tmp = compression;    speex_encoder_ctl(enc_state, SPEEX_SET_QUALITY, &tmp);    speex_encoder_ctl(enc_state, SPEEX_GET_FRAME_SIZE, &enc_frame_size);    speex_decoder_ctl(dec_state, SPEEX_GET_FRAME_SIZE, &dec_frame_size);    return (jint)0;}extern "C"JNIEXPORT jint Java_com_park_speex_Speex_encode    (JNIEnv *env, jobject obj, jshortArray lin, jint offset, jbyteArray encoded, jint size) {        jshort buffer[enc_frame_size];        jbyte output_buffer[enc_frame_size];    int nsamples = (size-1)/enc_frame_size + 1;    int i, tot_bytes = 0;    if (!codec_open)        return 0;    speex_bits_reset(&ebits);    for (i = 0; i < nsamples; i++) {        env->GetShortArrayRegion(lin, offset + i*enc_frame_size, enc_frame_size, buffer);        speex_encode_int(enc_state, buffer, &ebits);    }    //env->GetShortArrayRegion(lin, offset, enc_frame_size, buffer);    //speex_encode_int(enc_state, buffer, &ebits);    tot_bytes = speex_bits_write(&ebits, (char *)output_buffer,                     enc_frame_size);    env->SetByteArrayRegion(encoded, 0, tot_bytes,                output_buffer);        return (jint)tot_bytes;}extern "C"JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_park_speex_Speex_decode    (JNIEnv *env, jobject obj, jbyteArray encoded, jshortArray lin, jint size) {        jbyte buffer[dec_frame_size];        jshort output_buffer[dec_frame_size];        jsize encoded_length = size;    if (!codec_open)        return 0;    env->GetByteArrayRegion(encoded, 0, encoded_length, buffer);    speex_bits_read_from(&dbits, (char *)buffer, encoded_length);    speex_decode_int(dec_state, &dbits, output_buffer);    env->SetShortArrayRegion(lin, 0, dec_frame_size,                 output_buffer);    return (jint)dec_frame_size;}extern "C"JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_park_speex_Speex_getFrameSize    (JNIEnv *env, jobject obj) {    if (!codec_open)        return 0;    return (jint)enc_frame_size;}extern "C"JNIEXPORT void JNICALL Java_com_park_speex_Speex_close    (JNIEnv *env, jobject obj) {    if (--codec_open != 0)        return;    speex_bits_destroy(&ebits);    speex_bits_destroy(&dbits);    speex_decoder_destroy(dec_state);    speex_encoder_destroy(enc_state);}

注意：cpp文件中的方法必须与头文件中的方法名称一致

在其他工程中复制Android.mk和Application.mk到jni文件夹下面。
Android.mk如下：

# Copyright (C) 2009 The Android Open Source Project## Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");# you may not use this file except in compliance with the License.# You may obtain a copy of the License at##      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0## Unless required by applicable law or agreed to in writing, software# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.# See the License for the specific language governing permissions and# limitations under the License.#LOCAL_PATH:= $(call my-dir)include $(CLEAR_VARS)LOCAL_MODULE := speexLOCAL_CFLAGS = -DFIXED_POINT -DUSE_KISS_FFT -DEXPORT="" -UHAVE_CONFIG_H  LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/include  LOCAL_SRC_FILES := \./speex_jni.cpp \./libspeex/buffer.c \./libspeex/bits.c \./libspeex/cb_search.c \./libspeex/exc_10_16_table.c \./libspeex/exc_10_32_table.c \./libspeex/exc_20_32_table.c \./libspeex/exc_5_256_table.c \./libspeex/exc_5_64_table.c \./libspeex/exc_8_128_table.c \./libspeex/fftwrap.c \./libspeex/filterbank.c \./libspeex/filters.c \./libspeex/gain_table.c \./libspeex/gain_table_lbr.c \./libspeex/hexc_10_32_table.c \./libspeex/hexc_table.c \./libspeex/high_lsp_tables.c \./libspeex/jitter.c \./libspeex/kiss_fft.c \./libspeex/kiss_fftr.c \./libspeex/lpc.c \./libspeex/lsp.c \./libspeex/lsp_tables_nb.c \./libspeex/ltp.c \./libspeex/mdf.c \./libspeex/modes.c \./libspeex/modes_wb.c \./libspeex/nb_celp.c \./libspeex/preprocess.c \./libspeex/quant_lsp.c \./libspeex/resample.c \./libspeex/sb_celp.c \./libspeex/scal.c \./libspeex/smallft.c \./libspeex/speex.c \./libspeex/speex_callbacks.c \./libspeex/speex_header.c \./libspeex/stereo.c \./libspeex/vbr.c \./libspeex/vq.c \./libspeex/window.c \include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

注意：在LOCAL_SRC_FILES后面接的文件名称“\”后面不能跟空格，如下：

会发生这样的“jni/Android.mk:26: * missing separator. Stop.”的编译错误，这个错误说明在25行的“\”后面有空格了。

差不多了，可以进行编译了，利用cygdrive的ndk-build命令进行jni的编译，却发现报错:
jni/include/speex/speex_types.h:122:40: fatal error: speex/speex_config_types.h: No such file or directory

没有找到speex_config_types.h的文件。

因此就去include\speex看看，发现只有一个命名为：speex_config_types.h.in的文件。此时我心里暗喜了一下，这都给我找到，这次应该可以编译成功了吧。我把这个.in的文件直接复制命名为：speex_config_types.h，再NDK,再报错，我XXXXXXXX.

报错信息为：jni/include/speex/speex.h:325:35: error: ‘spx_int16_t’ has not been declared

说明这个文件里面的“spx_int16_t”还未进行声明就进行运用了。打开这个speex_config_types.h.in文件一看，果然存在一个叫“typedef @SIZE16@ spx_int16_t;”的东西，那么如何改呢？参考了上述的文章，我直接复制他们的speex_config_types.h文件内容过来，如下：

#ifndef __SPEEX_TYPES_H__#define __SPEEX_TYPES_H__/* these are filled in by configure */typedef short spx_int16_t;typedef unsigned short spx_uint16_t;typedef int spx_int32_t;typedef unsigned int spx_uint32_t;#endif

再进行NDK的编译，终于顺利的生成了libspeex.so文件了。

如果想了解这个C写的Speex可以这篇文章来重新写压缩的和解压的算法，有注释说明。