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警告

TorchAudio 的 C++ API 是一项原型功能。 不保证 API/ABI 向后兼容性。

注意

顶级命名空间已从 torchaudio 更改为 torioStreamReader 已重命名为 StreamingMediaDecoder

torio::io::StreamingMediaDecoder

StreamingMediaDecoder 是 Python 等效实现所使用的实现,并提供类似的接口。 在处理自定义 I/O(例如内存数据)时,可以使用 StreamingMediaDecoderCustomIO 类。

这两个类都定义了相同的方法,因此它们的用法也相同。

构造函数

StreamingMediaDecoder

class StreamingMediaDecoder

逐块获取并解码音频/视频流。

Subclassed by torio::io::StreamingMediaDecoderCustomIO

explicit torio::io::StreamingMediaDecoder::StreamingMediaDecoder(const std::string &src, const c10::optional<std::string> &format = c10::nullopt, const c10::optional<OptionDict> &option = c10::nullopt)

从源 URI 构建媒体处理器。

Parameters:
  • src – 源媒体的 URL,采用 FFmpeg 可理解的格式。

  • format – 指定格式(如 mp4)或设备(如 lavfi 和 avfoundation)

  • option – 初始化格式上下文(打开源)时传递的自定义选项。

StreamingMediaDecoderCustomIO

class StreamingMediaDecoderCustomIO : private detail::CustomInput, public torio::io::StreamingMediaDecoder

StreamingMediaDecoder 的子类,可与自定义读取函数配合使用。可用于从内存或自定义对象解码媒体。

torio::io::StreamingMediaDecoderCustomIO::StreamingMediaDecoderCustomIO(void *opaque, const c10::optional<std::string> &format, int buffer_size, int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size), int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence) = nullptr, const c10::optional<OptionDict> &option = c10::nullopt)

使用自定义的读取和寻道函数构建 StreamingMediaDecoder

Parameters:
  • opaque – 由 read_packetseek 函数使用的自定义数据。

  • format – 指定输入格式。

  • buffer_size – 中间缓冲区的大小,FFmpeg 使用它向 read_packet 函数传递数据。

  • read_packet – 自定义读取函数,由 FFmpeg 调用以从目标位置读取数据。

  • seek – 可选的 seek 函数,用于定位目标位置。

  • option – 初始化格式上下文时传递的自定义选项。

查询方法

find_best_audio_stream

int64_t torio::io::StreamingMediaDecoder::find_best_audio_stream() const

使用 ffmpeg 的启发式方法查找合适的音频流。

如果成功,则返回最佳流的索引(>=0)。否则返回一个负值。

find_best_video_stream

int64_t torio::io::StreamingMediaDecoder::find_best_video_stream() const

使用 ffmpeg 的启发式方法查找合适的视频流。

如果成功,将返回最佳流的索引(0>=);否则返回负值。

get_metadata

OptionDict torio::io::StreamingMediaDecoder::get_metadata() const

获取源媒体的元数据。

num_src_streams

int64_t torio::io::StreamingMediaDecoder::num_src_streams() const

获取输入媒体中找到的源流数量。

源流不仅包含音频/视频流,还包括字幕及其他内容。

get_src_stream_info

SrcStreamInfo torio::io::StreamingMediaDecoder::get_src_stream_info(int i) const

获取指定源流的信息。

有效值范围是 [0, num_src_streams())

num_out_streams

int64_t torio::io::StreamingMediaDecoder::num_out_streams() const

获取客户端代码定义的输出流数量。

get_out_stream_info

OutputStreamInfo torio::io::StreamingMediaDecoder::get_out_stream_info(int i) const

获取指定输出流的信息。

有效值范围是 [0, num_out_streams())

is_buffer_ready

bool torio::io::StreamingMediaDecoder::is_buffer_ready() const

检查所有输出流的缓冲区是否包含足够数量的已解码帧。

配置方法

add_audio_stream

void torio::io::StreamingMediaDecoder::add_audio_stream(int64_t i, int64_t frames_per_chunk, int64_t num_chunks, const c10::optional<std::string> &filter_desc = c10::nullopt, const c10::optional<std::string> &decoder = c10::nullopt, const c10::optional<OptionDict> &decoder_option = c10::nullopt)

定义一个输出音频流。

Parameters:
  • i – 源流的索引。

  • frames_per_chunk – 作为单个块返回的帧数。

    如果源流在缓冲 frames_per_chunk 帧之前已耗尽,则块将原样返回。因此,块中的帧数可能小于 ``frames_per_chunk

    提供 -1 将禁用分块,在这种情况下,方法 pop_chunks() 会将所有缓冲帧作为一个块返回。

  • num_chunks – 内部缓冲区大小。

    当缓冲块的数量超过此数值时,旧的块将被丢弃。例如,如果 frames_per_chunk 为 5 且 buffer_chunk_size 为 3,则早于 15 帧的帧将被丢弃。

    -1 会禁用此行为,强制保留所有代码块。

  • filter_desc – 应用于源流的过滤器图描述。

  • decoder – 要使用的解码器名称。如果提供,则使用指定的解码器而不是默认解码器。

  • decoder_option – 传递给解码器的选项。

    要列出解码器的选项,您可以使用 ffmpeg -h decoder=<DECODER> 命令。

    除了特定于解码器的选项外,您还可以传递与多线程相关的选项。仅当解码器支持这些选项时,它们才有效。如果未提供其中任何一个,StreamingMediaDecoder 将默认为单线程。

    • "threads": 线程数或值 "0",让 FFmpeg 根据其启发式规则自行决定。

    • "thread_type": 要使用的多线程方法。有效值为 "frame""slice"。请注意,每个解码器支持的方法集不同。如果未提供,则使用默认值。

      • "frame": 一次解码多个帧。每个线程处理一个帧。这将使每个线程的解码延迟增加一个帧

      • "slice": 一次解码单个帧的多个部分。

add_video_stream

void torio::io::StreamingMediaDecoder::add_video_stream(int64_t i, int64_t frames_per_chunk, int64_t num_chunks, const c10::optional<std::string> &filter_desc = c10::nullopt, const c10::optional<std::string> &decoder = c10::nullopt, const c10::optional<OptionDict> &decoder_option = c10::nullopt, const c10::optional<std::string> &hw_accel = c10::nullopt)

定义输出视频流。

Parameters:
  • i, frames_per_chunk, num_chunks, filter_desc, decoder, decoder_option – 参见 add_audio_stream()

  • hw_accel – 启用硬件加速。

    当视频在 CUDA 硬件上解码时(例如通过指定 "h264_cuvid" 解码器),将 CUDA 设备指示符传递给 hw_accel(即 hw_accel="cuda:0")将使 StreamingMediaDecoder 将生成的帧直接作为 CUDA 张量放置在指定的 CUDA 设备上。

    如果为 None,则块将被移动到 CPU 内存。

remove_stream

void torio::io::StreamingMediaDecoder::remove_stream(int64_t i)

移除一个输出流。

Parameters:

i – 要移除的输出流的索引。有效值范围是 [0, num_out_streams())

流方法

搜索

void torio::io::StreamingMediaDecoder::seek(double timestamp, int64_t mode)

跳转到指定的时间戳。

Parameters:
  • timestamp – 目标时间戳(秒)。

  • mode – 搜索模式。

    • 0: 关键帧模式。在给定时间戳之前跳转到最近的关键帧。

    • 1: 任意模式。在给定时间戳之前,搜索到任意帧(包括非关键帧)。

    • 2: 精确模式。首先跳转到给定时间戳之前的最近关键帧,然后解码帧直到到达最接近给定时间戳的帧。

process_packet

int torio::io::StreamingMediaDecoder::process_packet()

解复用并处理一个数据包。

Returns:

  • 0: 数据包已成功处理,且流中仍有剩余数据包,因此客户端代码可以再次调用此方法。

  • 1: 数据包已成功处理并到达文件末尾(EOF)。客户端代码不应再次调用此方法。

  • <0: 发生了一个错误。

process_packet_block

int torio::io::StreamingMediaDecoder::process_packet_block(const double timeout, const double backoff)

类似于 process_packet(),但如果因资源暂时不可用而失败,它会自动重试。

在使用设备输入(例如麦克风)时,此行为非常有用,因为在采样采集过程中缓冲区可能处于繁忙状态。

Parameters:
  • timeout – 超时时间,单位为毫秒。

    • >=0: 持续重试直到给定时间过去。

    • <0: 永远重试。

  • backoff – 重试前等待的时间,单位为毫秒。

process_all_packets

void torio::io::StreamingMediaDecoder::process_all_packets()

处理数据包直到文件结束。

fill_buffer

int torio::io::StreamingMediaDecoder::fill_buffer(const c10::optional<double> &timeout = c10::nullopt, const double backoff = 10.)

处理数据包,直到所有块缓冲区至少包含一个块。

Parameters:

检索方法

pop_chunks

std::vector<c10::optional<Chunk>> torio::io::StreamingMediaDecoder::pop_chunks()

如果可用,则从每个输出流中弹出一个块。

支持结构

struct Chunk

存储解码后的帧和元数据。

公开成员

torch::Tensor frames

音频/视频帧。

对于音频,形状为 [time, num_channels],而 dtype 取决于输出流配置。

对于视频,形状为 [time, channel, height, width],而 dtypetorch.uint8

double pts

第一帧的呈现时间戳,单位为秒。

SrcStreaminfo

struct SrcStreamInfo

在输入媒体中发现了有关源流的信息。

普通成员

AVMediaType media_type

流媒体类型。

请参阅 FFmpeg文档 以获取可用值

Todo:

引入自定义枚举并移除对 FFmpeg 的依赖

const char *codec_name = "N/A"

编解码器的名称。

const char *codec_long_name = "N/A"

编解码器的长格式、人类可读名称。

const char *fmt_name = "N/A"

对于音频,它是采样格式。

常见值包括;

  • "u8", "u8p": 8 位无符号整数。

  • "s16", "s16p": 16 位有符号整数。

  • "s32", "s32p": 32 位有符号整数。

  • "s64", "s64p": 64 位有符号整数。

  • "flt", "fltp": 32位浮点数。

  • "dbl", "dblp": 64 位浮点数。

对于视频,它采用颜色通道格式。

常见值包括;

  • "gray8": 灰度

  • "rgb24": RGB

  • "bgr24": BGR

  • "yuv420p": YUV420p

int64_t bit_rate = 0

比特率。

int64_t num_frames = 0

帧数。

注意

在某些格式中,该值不可靠或不可用。

int bits_per_sample = 0

每个样本的位数。

OptionDict metadata = {}

元数据

此方法可从 MP3 文件中获取 ID3 标签。

Example:

{
  "title": "foo",
  "artist": "bar",
  "date": "2017"
}

音频专用成员

double sample_rate = 0

采样率。

int num_channels = 0

通道数量。

视频专属会员

int width = 0

Width.

int height = 0

Height.

double frame_rate = 0

帧率。

OutputStreaminfo

struct OutputStreamInfo

有关用户代码配置的输出流的信息。

音频专用成员

double sample_rate = -1

采样率。

int num_channels = -1

通道数量。

视频专属会员

int width = -1

Width.

int height = -1

Height.

AVRational frame_rate = {0, 1}

帧率。

公开成员

int source_index

输入源流的索引。

AVMediaType media_type = AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN

流媒体类型。

请参阅 FFmpeg文档 以获取可用值

Todo:

引入自定义枚举并移除对 FFmpeg 的依赖

int format = -1

媒体格式。音频使用 AVSampleFormat,视频使用 AVPixelFormat。

std::string filter_description = {}

过滤图定义,例如 "aresample=16000,aformat=sample_fmts=fltp"

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