Audio de la TV

El administrador del framework de entrada de TV (TIF) funciona con la API de enrutamiento de audio para admitir audio flexible en la ruta de acceso. Cuando un sistema en chip (SoC) implementa la capa de abstracción de hardware de TV (HAL), cada La entrada de TV (HDMI IN, Tuner, etc.) proporciona el objeto TvInputHardwareInfo que especifica la información de AudioPort para el tipo y la dirección de audio.

  • Los dispositivos de entrada y salida de audio físicos tienen un AudioPort correspondiente.
  • Las transmisiones de entrada y salida de audio de software se representan como AudioMixPort (clase secundaria de AudioPort).

Luego, el TIF utiliza la información de AudioPort para la API de enrutamiento de audio.

Framework de entrada de TV (TIF) de Android TV

Figura 1: Framework de entrada de TV (TIF)

Requisitos

Un SoC debe implementar la HAL de audio con la siguiente compatibilidad con la API de enrutamiento de audio:

Puertos de audio
  • La entrada de audio de la TV tiene la implementación del puerto de origen de audio correspondiente.
  • La salida de audio de la TV tiene la implementación del puerto del receptor de audio correspondiente.
  • Puede crear un parche de audio entre cualquier puerto de audio de entrada de TV y cualquier puerto de audio de salida de TV.
Entrada predeterminada AudioRecord (creado con la fuente de entrada DEFAULT) debe aprovechar la fuente de entrada virtual nula para lo siguiente: Adquisición de AUDIO_DEVICE_IN_DEFAULT en Android TV.
Repetición del bucle del dispositivo Requiere compatibilidad con una entrada AUDIO_DEVICE_IN_LOOPBACK que sea una combinación completa de todas las salidas de audio de toda la salida de TV (11 Khz, 16 bits mono o 48 Khz, 16 bits mono). Solo se usa para captura de audio.

Dispositivos de audio de TV

Android admite los siguientes dispositivos de audio para entrada y salida de audio de TV.

system/media/audio/include/system/audio.h

Nota: En Android 5.1 y versiones anteriores, la ruta de acceso a este archivo es: system/core/include/system/audio.h

/* output devices */
AUDIO_DEVICE_OUT_AUX_DIGITAL  = 0x400,
AUDIO_DEVICE_OUT_HDMI   = AUDIO_DEVICE_OUT_AUX_DIGITAL,
/* HDMI Audio Return Channel */
AUDIO_DEVICE_OUT_HDMI_ARC   = 0x40000,
/* S/PDIF out */
AUDIO_DEVICE_OUT_SPDIF    = 0x80000,
/* input devices */
AUDIO_DEVICE_IN_AUX_DIGITAL   = AUDIO_DEVICE_BIT_IN | 0x20,
AUDIO_DEVICE_IN_HDMI      = AUDIO_DEVICE_IN_AUX_DIGITAL,
/* TV tuner input */
AUDIO_DEVICE_IN_TV_TUNER    = AUDIO_DEVICE_BIT_IN | 0x4000,
/* S/PDIF in */
AUDIO_DEVICE_IN_SPDIF   = AUDIO_DEVICE_BIT_IN | 0x10000,
AUDIO_DEVICE_IN_LOOPBACK    = AUDIO_DEVICE_BIT_IN | 0x40000,

Extensión de HAL de audio

La extensión de la HAL de audio para la API de enrutamiento de audio se define de la siguiente manera:

system/media/audio/include/system/audio.h

Nota: En Android 5.1 y versiones anteriores, la ruta de acceso a este archivo es: system/core/include/system/audio.h

/* audio port configuration structure used to specify a particular configuration of an audio port */
struct audio_port_config {
    audio_port_handle_t      id;           /* port unique ID */
    audio_port_role_t        role;         /* sink or source */
    audio_port_type_t        type;         /* device, mix ... */
    unsigned int             config_mask;  /* e.g. AUDIO_PORT_CONFIG_ALL */
    unsigned int             sample_rate;  /* sampling rate in Hz */
    audio_channel_mask_t     channel_mask; /* channel mask if applicable */
    audio_format_t           format;       /* format if applicable */
    struct audio_gain_config gain;         /* gain to apply if applicable */
    union {
        struct audio_port_config_device_ext  device;  /* device specific info */
        struct audio_port_config_mix_ext     mix;     /* mix specific info */
        struct audio_port_config_session_ext session; /* session specific info */
    } ext;
};
struct audio_port {
    audio_port_handle_t      id;                /* port unique ID */
    audio_port_role_t        role;              /* sink or source */
    audio_port_type_t        type;              /* device, mix ... */
    unsigned int             num_sample_rates;  /* number of sampling rates in following array */
    unsigned int             sample_rates[AUDIO_PORT_MAX_SAMPLING_RATES];
    unsigned int             num_channel_masks; /* number of channel masks in following array */
    audio_channel_mask_t     channel_masks[AUDIO_PORT_MAX_CHANNEL_MASKS];
    unsigned int             num_formats;       /* number of formats in following array */
    audio_format_t           formats[AUDIO_PORT_MAX_FORMATS];
    unsigned int             num_gains;         /* number of gains in following array */
    struct audio_gain        gains[AUDIO_PORT_MAX_GAINS];
    struct audio_port_config active_config;     /* current audio port configuration */
    union {
        struct audio_port_device_ext  device;
        struct audio_port_mix_ext     mix;
        struct audio_port_session_ext session;
    } ext;
};

hardware/libhardware/include/hardware/audio.h

struct audio_hw_device {
  :
    /**
     * Routing control
     */

    /* Creates an audio patch between several source and sink ports.
     * The handle is allocated by the HAL and should be unique for this
     * audio HAL module. */
    int (*create_audio_patch)(struct audio_hw_device *dev,
                               unsigned int num_sources,
                               const struct audio_port_config *sources,
                               unsigned int num_sinks,
                               const struct audio_port_config *sinks,
                               audio_patch_handle_t *handle);

    /* Release an audio patch */
    int (*release_audio_patch)(struct audio_hw_device *dev,
                               audio_patch_handle_t handle);

    /* Fills the list of supported attributes for a given audio port.
     * As input, "port" contains the information (type, role, address etc...)
     * needed by the HAL to identify the port.
     * As output, "port" contains possible attributes (sampling rates, formats,
     * channel masks, gain controllers...) for this port.
     */
    int (*get_audio_port)(struct audio_hw_device *dev,
                          struct audio_port *port);

    /* Set audio port configuration */
    int (*set_audio_port_config)(struct audio_hw_device *dev,
                         const struct audio_port_config *config);

Probando DEVICE_IN_LOOPBACK

Para probar la supervisión de TV en DEVICE_IN_LOOPBACK, usa el siguiente código de prueba. Después de ejecutar prueba, el audio capturado se guarda en /sdcard/record_loopback.raw, donde puedes escuchar con FFmpeg.

<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_ROUTING" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

   AudioRecord mRecorder;
   Handler mHandler = new Handler();
   int mMinBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(RECORD_SAMPLING_RATE,
           AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
           AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);;
   static final int RECORD_SAMPLING_RATE = 48000;
   public void doCapture() {
       mRecorder = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.DEFAULT, RECORD_SAMPLING_RATE,
               AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, mMinBufferSize * 10);
       AudioManager am = (AudioManager) getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
       ArrayList<AudioPort> audioPorts = new ArrayList<AudioPort>();
       am.listAudioPorts(audioPorts);
       AudioPortConfig srcPortConfig = null;
       AudioPortConfig sinkPortConfig = null;
       for (AudioPort audioPort : audioPorts) {
           if (srcPortConfig == null
                   && audioPort.role() == AudioPort.ROLE_SOURCE
                   && audioPort instanceof AudioDevicePort) {
               AudioDevicePort audioDevicePort = (AudioDevicePort) audioPort;
               if (audioDevicePort.type() == AudioManager.DEVICE_IN_LOOPBACK) {
                   srcPortConfig = audioPort.buildConfig(48000, AudioFormat.CHANNEL_IN_DEFAULT,
                           AudioFormat.ENCODING_DEFAULT, null);
                   Log.d(LOG_TAG, "Found loopback audio source port : " + audioPort);
               }
           }
           else if (sinkPortConfig == null
                   && audioPort.role() == AudioPort.ROLE_SINK
                   && audioPort instanceof AudioMixPort) {
               sinkPortConfig = audioPort.buildConfig(48000, AudioFormat.CHANNEL_OUT_DEFAULT,
                       AudioFormat.ENCODING_DEFAULT, null);
               Log.d(LOG_TAG, "Found recorder audio mix port : " + audioPort);
           }
       }
       if (srcPortConfig != null && sinkPortConfig != null) {
           AudioPatch[] patches = new AudioPatch[] { null };
           int status = am.createAudioPatch(
                   patches,
                   new AudioPortConfig[] { srcPortConfig },
                   new AudioPortConfig[] { sinkPortConfig });
           Log.d(LOG_TAG, "Result of createAudioPatch(): " + status);
       }
       mRecorder.startRecording();
       processAudioData();
       mRecorder.stop();
       mRecorder.release();
   }
   private void processAudioData() {
       OutputStream rawFileStream = null;
       byte data[] = new byte[mMinBufferSize];
       try {
           rawFileStream = new BufferedOutputStream(
                   new FileOutputStream(new File("/sdcard/record_loopback.raw")));
       } catch (FileNotFoundException e) {
           Log.d(LOG_TAG, "Can't open file.", e);
       }
       long startTimeMs = System.currentTimeMillis();
       while (System.currentTimeMillis() - startTimeMs < 5000) {
           int nbytes = mRecorder.read(data, 0, mMinBufferSize);
           if (nbytes <= 0) {
               continue;
           }
           try {
               rawFileStream.write(data);
           } catch (IOException e) {
               Log.e(LOG_TAG, "Error on writing raw file.", e);
           }
       }
       try {
           rawFileStream.close();
       } catch (IOException e) {
       }
       Log.d(LOG_TAG, "Exit audio recording.");
   }

Ubica el archivo de audio capturado en /sdcard/record_loopback.raw y escúchalo con FFmpeg

adb pull /sdcard/record_loopback.raw
ffmpeg -f s16le -ar 48k -ac 1 -i record_loopback.raw record_loopback.wav
ffplay record_loopback.wav

Casos de uso

En esta sección, se incluyen casos de uso comunes para el audio de la TV.

Sintonizador de TV con salida de bocina

Cuando se activa un sintonizador de TV, la API de enrutamiento de audio crea un parche de audio entre el sintonizador. y la salida predeterminada (p.ej., la bocina). El resultado del sintonizador no requiere decodificación, pero es La salida de audio se mezcla con software output_stream.

Parche de audio de Android TV Tuner

Figura 2: Parche de audio para sintonizador de TV con salida de bocina.

Salida HDMI durante la TV en vivo

Un usuario está mirando TV en vivo y, luego, cambia a la salida de audio HDMI (Intent.ACTION_HDMI_AUDIO_PLUG). de Google Cloud. El dispositivo de salida de todos los output_streams cambia al puerto HDMI_OUT y el administrador del TIF cambia el puerto receptor del parche de audio existente del sintonizador al puerto HDMI_OUT.

Parche de audio HDMI-OUT de Android TV

Figura 3: Parche de audio para HDMI OUT de TV en vivo.