wangzhibo
2026-10-08 220e4fab27b7f419b3e89e2f2d28ae789aac09d7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
#include "afe_audio_processor.h"
#include <esp_log.h>
 
#define PROCESSOR_RUNNING 0x01
 
#define TAG "AfeAudioProcessor"
 
AfeAudioProcessor::AfeAudioProcessor()
    : afe_data_(nullptr) {
    event_group_ = xEventGroupCreate();
}
 
void AfeAudioProcessor::Initialize(AudioCodec* codec, int frame_duration_ms, srmodel_list_t* models_list) {
    codec_ = codec;
    models_list_ = models_list;
    frame_duration_ms_ = frame_duration_ms;
    frame_samples_ = frame_duration_ms * 16000 / 1000;
 
    // Pre-allocate output buffer capacity
    output_buffer_.reserve(frame_samples_);
 
    if (!CreateAfe()) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to create AFE runtime");
        return;
    }
 
    if (!processor_task_started_) {
        xTaskCreate([](void* arg) {
            auto this_ = (AfeAudioProcessor*)arg;
            this_->AudioProcessorTask();
            vTaskDelete(NULL);
        }, "audio_communication", 4096, this, 3, NULL);
        processor_task_started_ = true;
    }
}
 
bool AfeAudioProcessor::CreateAfe() {
    if (afe_data_ != nullptr) {
        return true;
    }
    if (codec_ == nullptr) {
        return false;
    }
 
    int ref_num = codec_->input_reference() ? 1 : 0;
    std::string input_format;
    for (int i = 0; i < codec_->input_channels() - ref_num; i++) {
        input_format.push_back('M');
    }
    for (int i = 0; i < ref_num; i++) {
        input_format.push_back('R');
    }
 
    srmodel_list_t *models;
    if (models_list_ == nullptr) {
        models = esp_srmodel_init("model");
    } else {
        models = models_list_;
    }
 
    char* ns_model_name = esp_srmodel_filter(models, ESP_NSNET_PREFIX, NULL);
    char* vad_model_name = esp_srmodel_filter(models, ESP_VADN_PREFIX, NULL);
 
    afe_config_t* afe_config = afe_config_init(input_format.c_str(), NULL, AFE_TYPE_VC, AFE_MODE_HIGH_PERF);
    afe_config->aec_mode = AEC_MODE_VOIP_HIGH_PERF;
    afe_config->vad_mode = VAD_MODE_0;
    afe_config->vad_min_noise_ms = 100;
    if (vad_model_name != nullptr) {
        afe_config->vad_model_name = vad_model_name;
    }
 
    if (ns_model_name != nullptr) {
        afe_config->ns_init = true;
        afe_config->ns_model_name = ns_model_name;
        afe_config->afe_ns_mode = AFE_NS_MODE_NET;
    } else {
        afe_config->ns_init = false;
    }
 
    afe_config->agc_init = false;
    afe_config->memory_alloc_mode = AFE_MEMORY_ALLOC_MORE_PSRAM;
 
#ifdef CONFIG_USE_DEVICE_AEC
    afe_config->aec_init = true;
    afe_config->vad_init = false;
#else
    afe_config->aec_init = false;
    afe_config->vad_init = true;
#endif
 
    afe_iface_ = esp_afe_handle_from_config(afe_config);
    afe_data_ = afe_iface_->create_from_config(afe_config);
    if (afe_data_ == nullptr) {
        ESP_LOGE(TAG, "create_from_config failed");
        return false;
    }
    ESP_LOGI(TAG, "AFE runtime created");
    return true;
}
 
void AfeAudioProcessor::ReleaseRuntime() {
    Stop();
    if (afe_data_ == nullptr) {
        return;
    }
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(120));
    std::lock_guard<std::mutex> lock(input_buffer_mutex_);
    if (afe_data_ != nullptr && afe_iface_ != nullptr) {
        afe_iface_->destroy(afe_data_);
        afe_data_ = nullptr;
    }
    input_buffer_.clear();
    ESP_LOGI(TAG, "AFE runtime released");
}
 
bool AfeAudioProcessor::EnsureRuntime() {
    return CreateAfe();
}
 
AfeAudioProcessor::~AfeAudioProcessor() {
    if (afe_data_ != nullptr) {
        afe_iface_->destroy(afe_data_);
    }
    vEventGroupDelete(event_group_);
}
 
size_t AfeAudioProcessor::GetFeedSize() {
    if (afe_data_ == nullptr) {
        return 0;
    }
    return afe_iface_->get_feed_chunksize(afe_data_);
}
 
void AfeAudioProcessor::Feed(std::vector<int16_t>&& data) {
    if (afe_data_ == nullptr) {
        return;
    }
 
    std::lock_guard<std::mutex> lock(input_buffer_mutex_);
    // Check running state inside lock to avoid TOCTOU race with Stop()
    if (!IsRunning()) {
        return;
    }
    input_buffer_.insert(input_buffer_.end(), data.begin(), data.end());
    size_t chunk_size = afe_iface_->get_feed_chunksize(afe_data_) * codec_->input_channels();
    while (input_buffer_.size() >= chunk_size) {
        afe_iface_->feed(afe_data_, input_buffer_.data());
        input_buffer_.erase(input_buffer_.begin(), input_buffer_.begin() + chunk_size);
    }
}
 
void AfeAudioProcessor::Start() {
    xEventGroupSetBits(event_group_, PROCESSOR_RUNNING);
}
 
void AfeAudioProcessor::Stop() {
    xEventGroupClearBits(event_group_, PROCESSOR_RUNNING);
 
    std::lock_guard<std::mutex> lock(input_buffer_mutex_);
    if (afe_data_ != nullptr) {
        afe_iface_->reset_buffer(afe_data_);
    }
    input_buffer_.clear();
}
 
bool AfeAudioProcessor::IsRunning() {
    return xEventGroupGetBits(event_group_) & PROCESSOR_RUNNING;
}
 
void AfeAudioProcessor::OnOutput(std::function<void(std::vector<int16_t>&& data)> callback) {
    output_callback_ = callback;
}
 
void AfeAudioProcessor::OnVadStateChange(std::function<void(bool speaking)> callback) {
    vad_state_change_callback_ = callback;
}
 
void AfeAudioProcessor::AudioProcessorTask() {
    ESP_LOGI(TAG, "Audio communication task started");
 
    while (true) {
        xEventGroupWaitBits(event_group_, PROCESSOR_RUNNING, pdFALSE, pdTRUE, portMAX_DELAY);
 
        esp_afe_sr_data_t* afe_data = nullptr;
        const esp_afe_sr_iface_t* afe_iface = nullptr;
        {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(input_buffer_mutex_);
            afe_data = afe_data_;
            afe_iface = afe_iface_;
        }
        if (afe_data == nullptr || afe_iface == nullptr) {
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(20));
            continue;
        }
 
        auto res = afe_iface->fetch_with_delay(afe_data, pdMS_TO_TICKS(80));
        if ((xEventGroupGetBits(event_group_) & PROCESSOR_RUNNING) == 0) {
            continue;
        }
        if (res == nullptr || res->ret_value == ESP_FAIL) {
            if (res != nullptr) {
                ESP_LOGD(TAG, "Error code: %d", res->ret_value);
            }
            continue;
        }
 
        // VAD state change
        if (vad_state_change_callback_) {
            if (res->vad_state == VAD_SPEECH && !is_speaking_) {
                is_speaking_ = true;
                vad_state_change_callback_(true);
            } else if (res->vad_state == VAD_SILENCE && is_speaking_) {
                is_speaking_ = false;
                vad_state_change_callback_(false);
            }
        }
 
        if (output_callback_) {
            size_t samples = res->data_size / sizeof(int16_t);
            
            // Add data to buffer
            output_buffer_.insert(output_buffer_.end(), res->data, res->data + samples);
            
            // Output complete frames when buffer has enough data
            while (output_buffer_.size() >= frame_samples_) {
                if (output_buffer_.size() == frame_samples_) {
                    // If buffer size equals frame size, move the entire buffer
                    output_callback_(std::move(output_buffer_));
                    output_buffer_.clear();
                    output_buffer_.reserve(frame_samples_);
                } else {
                    // If buffer size exceeds frame size, copy one frame and remove it
                    output_callback_(std::vector<int16_t>(output_buffer_.begin(), output_buffer_.begin() + frame_samples_));
                    output_buffer_.erase(output_buffer_.begin(), output_buffer_.begin() + frame_samples_);
                }
            }
        }
    }
}
 
void AfeAudioProcessor::EnableDeviceAec(bool enable) {
    if (afe_data_ == nullptr || afe_iface_ == nullptr) {
        return;
    }
    if (enable) {
#if CONFIG_USE_DEVICE_AEC
        afe_iface_->disable_vad(afe_data_);
        afe_iface_->enable_aec(afe_data_);
#else
        ESP_LOGE(TAG, "Device AEC is not supported");
#endif
    } else {
        afe_iface_->disable_aec(afe_data_);
        afe_iface_->enable_vad(afe_data_);
    }
}