SDU棋界精灵——硬件程序ESP32实现opus编码

一、 ​​音频处理框架​

该项目基于Espressif的音频处理框架构建，核心组件包括 ESP-ADF 和 ESP-SR，以下是完整的音频处理框架实现细节：

1.核心组件

(1) 音频前端处理 (AFE - Audio Front-End)

• ​​main/components/audio_pipeline/afe_processor.c
• ​​功能​​：
  • 声学回声消除 (AEC)
  • 背景噪声抑制 (NS)
  • 自动增益控制 (AGC)
  • 波束成形 (Beamforming)

关键配置：

// sdkconfig.defaults
CONFIG_ESP_AFE_AEC_ENABLE=y
CONFIG_ESP_AFE_NS_ENABLE=y
CONFIG_ESP_AFE_AGC_ENABLE=y

唤醒词检测 (WakeNet)

• main/components/wake_detection/wakenet.c
• ​​功能​​：
  • 离线唤醒词识别（支持自定义唤醒词）
  • 多语言支持（中/英/日/韩）
  • 低功耗监听模式（仅消耗 5mA）

void wakenet_task() {while(1) {// 获取音频帧int16_t *audio_frame = afe_get_feed_data();// 唤醒检测int result = esp_sr_wakenet_detect(model_handle, audio_frame);if(result > 0) {// 触发唤醒事件xQueueSend(wake_event_queue, &result, 0);}}
}

2.Opus 编码实现细节

(1) 编码器初始化main/components/audio_encoder/opus_encoder.c

#include "esp_opus_encoder.h"opus_encoder_handle_t init_opus_encoder() {esp_opus_encoder_config_t config = {.sample_rate = 16000,     // 16kHz 采样率.channel = 1,             // 单声道.bitrate = 16000,         // 16kbps 比特率.complexity = 5,          // 复杂度平衡.frame_size = 20,         // 20ms 帧大小.vbr = false              // 固定比特率};return esp_opus_encoder_create(&config);
}

实时编码流程

void audio_encoding_task() {opus_encoder_handle_t encoder = init_opus_encoder();int16_t pcm_buffer[320];  // 20ms@16kHz = 320 sampleswhile(1) {// 1. 获取预处理后的PCM数据afe_fetch_result_t res = afe_fetch(afe_handle);// 2. 执行Opus编码size_t opus_len;uint8_t opus_data[50]; // 压缩后约50字节/帧esp_opus_encode(encoder, res.data, res.data_size, opus_data, &opus_len);// 3. 添加自定义头部（时间戳+序列号）uint8_t packet[54];add_rtp_header(packet, opus_data, opus_len);// 4. 发送到网络network_send_audio(packet, opus_len + 4);}
}

网络封包格式

 0                   1                   2                   30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
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