NDK之FFmpeg视频解码播放

2022-04-14 17:38:16

前言

代码github地址https://github.com/ccj659/NDK-FFmpeg-master

FFmpeg库简介

avcodec:编解码,包含
avformate: 封装格式处理
avfilter:滤镜特效处理
avdevice:输入输出设备
avutil:工具库
swresample:音频采样处理
swscale:视频像素格式转换,缩放等

FFmpeg解码流程

av_register_all(); //注册所有组件。
AVFormatContext //获取上下文等信息//是封装格式上下文结构体,统领全局,保存视频文件的封装格式信息
avformat_open_input(&pFormCtx,input_cstr,NULL,NULL) //打开输入文件
avformat_find_stream_info(pFormCtx,NULL)////获取文件信息,
AVStream,AVCodecContext获取流索引位置
avcodec_find_decoder(avCodeCtx->codec_id)////查找解码器。
avcodec_open2(avCodeCtx,avCode,NULL)//打开解码器。
AVPacket,AVFrame//获取帧数据,申请空间
av_malloc(avpicture_get_size(AV_PIX_FMT_YUV420P, pCodeCtx->width, pCodeCtx->height))//缓冲区分配内存
avpicture_fill((AVPicture *)yuvFrame, out_buffer, AV_PIX_FMT_YUV420P, pCodeCtx->width, pCodeCtx->height);//初始化缓冲区
while(av_read_frame(pFormatCtx,packet)//一阵一阵读取压缩的视频数据AVPacket
avcodec_decode_video2(pCodeCtx, frame, &got_frame, packet)//解码AVPacket->AVFrame
sws_scale//转为指定的YUV420P像素帧
fwrite(yuvFrame->data[0], 1, y_size, fp_yuv);/向YUV文件保存解码之后的帧数据//AVFrame->YUV//一个像素包含一个Y
释放相关内存av_free_packet,fclose,av_frame_free,avcodec_close...

FFmpeg解码的数据结构(主要的namespace)

AVFormatContext 封装格式上下文结构体，也是统领全局的结构体，保存了视频文件封装
格式相关信息。
- iformat：输入视频的AVInputFormat
- nb_streams ：输入视频的AVStream 个数
- streams ：输入视频的AVStream []数组
- duration ：输入视频的时长（以微秒为单位）
- bit_rate ：输入视频的码率
AVInputFormat 每种封装格式（例如FLV, MKV, MP4, AVI）对应一个该结构体。
- name：封装格式名称
- long_name：封装格式的长名称
- extensions：封装格式的扩展名
- id：封装格式ID
- 一些封装格式处理的接口函数
- FFmpeg数据结构分析
AVStream 视频文件中每个视频（音频）流对应一个该结构体。
- id：序号
- codec：该流对应的AVCodecContext
- time_base：该流的时基
- r_frame_rate：该流的帧率
AVCodecContext编码器上下文结构体，保存了视频（音频）编解码相关信息。
- codec：编解码器的AVCodec
- width, height：图像的宽高（只针对视频）
- pix_fmt：像素格式（只针对视频）
- sample_rate：采样率（只针对音频）
- channels：声道数（只针对音频）
- sample_fmt：采样格式（只针对音频）
AVCodec 每种视频（音频）编解码器(例如H.264解码器)对应一个该结构体。
- name：编解码器名称
- long_name：编解码器长名称
- type：编解码器类型
- id：编解码器ID
- 一些编解码的接口函数
AVPacket 存储一帧压缩编码数据。
- pts：显示时间戳
- dts ：解码时间戳
- data ：压缩编码数据
- size ：压缩编码数据大小
- stream_index ：所属的AVStream
AVFrame存储一帧解码后像素（采样）数据。
- data：解码后的图像像素数据（音频采样数据）。
- linesize：对视频来说是图像中一行像素的大小；对音频来说是音频帧的大小。
- width, height：图像的宽高（只针对视频）。
- key_frame：是否为关键帧（只针对视频）。
- pict_type：帧类型（只针对视频）。例如I，P，B。

FFmpeg解码参照

开发过程中可参考 ffmpeg-2.6.9\doc\examples中的例子.
在该例子文件夹下中有音视频的读写, 过滤处理,转码等相关例子,大家可以进行参考学习.

FFmpeg的NDK视频解码播放实践

在本例中以视频解码播放为例,在下手之前,请搞懂 FFmpeg解码的数据结构中的命名空间相关的属性以及作用.

1.编译ffmpeg成so库

在linux中编译ffmpeg

1.编写shell脚本文件

2.配置configuration

3.给文件权限：chmod 777 android_build.sh

4.执行 ./android_build.sh

2.编译libyuv库

1.下载libyuv的库,大家克隆即可https://chromium.googlesource.com/external/libyuv

2.执行ndk-build(linux需要提前配置ndk环境)

3.新建工程,导入库

4.配置工程环境

1.add native support.请参考 eclipse搭建NDK开发环境

2.配置Android.mk application.mk 请参考项目ffmpeg-palyer

3.编写本地方法,并实现C代码,生成so.

1.用自定义的SurfaceView 作为视频渲染载体.

2.编写本地方法,实现代码.


public class CcjPlayer {
    //视频
    public native void render(String input,Object surface);
    //音频
    public native void sound(String input,String output);
    
    //注意加载库的顺序
    static{
        System.loadLibrary("avutil-54");
        System.loadLibrary("swresample-1");
        System.loadLibrary("avcodec-56");
        System.loadLibrary("avformat-56");
        System.loadLibrary("swscale-3");
        System.loadLibrary("postproc-53");
        System.loadLibrary("avfilter-5");
        System.loadLibrary("avdevice-56");
        System.loadLibrary("myffmpeg");
    }
}

3.生成头文件,并实现方法(实现思路和流程请参考FFmpeg解码流程).

/*
 * Class:     com_ccj_ffmpeg_CcjPlayer
 * Method:    render
 * Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/Object;)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_ccj_ffmpeg_CcjPlayer_render
(JNIEnv *env, jobject jobj, jstring input_jstr, jobject surface){
    const char* input_cstr = (*env)->GetStringUTFChars(env,input_jstr,NULL);
    //1.注册组件
    av_register_all();

    //封装格式上下文
    AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();

    //2.打开输入视频文件
    if(avformat_open_input(&pFormatCtx,input_cstr,NULL,NULL) != 0){
        LOGE("%s","打开输入视频文件失败");
        return;
    }
    //3.获取视频信息
    if(avformat_find_stream_info(pFormatCtx,NULL) < 0){
        LOGE("%s","获取视频信息失败");
        return;
    }

    //视频解码，需要找到视频对应的AVStream所在pFormatCtx->streams的索引位置
    int video_stream_idx = -1;
    int i = 0;
    for(; i < pFormatCtx->nb_streams;i++){
        //根据类型判断，是否是视频流
        if(pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO){
            video_stream_idx = i;
            break;
        }
    }

    //4.获取视频解码器
    AVCodecContext *pCodeCtx = pFormatCtx->streams[video_stream_idx]->codec;
    AVCodec *pCodec = avcodec_find_decoder(pCodeCtx->codec_id);
    if(pCodec == NULL){
        LOGE("%s","无法解码");
        return;
    }

    //5.打开解码器
    if(avcodec_open2(pCodeCtx,pCodec,NULL) < 0){
        LOGE("%s","解码器无法打开");
        return;
    }

    //编码数据
    AVPacket *packet = (AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));

    //像素数据（解码数据）
    AVFrame *yuv_frame = av_frame_alloc();
    AVFrame *rgb_frame = av_frame_alloc();

    /*//ScaleImg視頻縮放
    if(ScaleImg(pCodeCtx,yuv_frame,rgb_frame,pCodeCtx->width/6,pCodeCtx->width/6)!=1){
        LOGE("%s","縮放失敗");
        return;
    }*/

    //native绘制
    //窗体

    ANativeWindow* nativeWindow = ANativeWindow_fromSurface(env,surface);

    //绘制时的缓冲区
    ANativeWindow_Buffer outBuffer;

    int len ,got_frame, framecount = 0;
    //6.一阵一阵读取压缩的视频数据AVPacket
    while(av_read_frame(pFormatCtx,packet) >= 0){
        //解码AVPacket->AVFrame
        len = avcodec_decode_video2(pCodeCtx, yuv_frame, &got_frame, packet);

        //Zero if no frame could be decompressed
        //非零，正在解码
        if(got_frame){
            LOGI("解码%d帧",framecount++);
            //lock
            //设置缓冲区的属性（宽、高、像素格式）
            ANativeWindow_setBuffersGeometry(nativeWindow, pCodeCtx->width, pCodeCtx->height,WINDOW_FORMAT_RGBA_8888);
            ANativeWindow_lock(nativeWindow,&outBuffer,NULL);

            //设置rgb_frame的属性（像素格式、宽高）和缓冲区
            //rgb_frame缓冲区与outBuffer.bits是同一块内存
            avpicture_fill((AVPicture *)rgb_frame, outBuffer.bits, AV_PIX_FMT_RGBA, pCodeCtx->width, pCodeCtx->height);

            //YUV->RGBA_8888
            I420ToARGB(yuv_frame->data[0],yuv_frame->linesize[0],
                    yuv_frame->data[2],yuv_frame->linesize[2],
                    yuv_frame->data[1],yuv_frame->linesize[1],
                    rgb_frame->data[0], rgb_frame->linesize[0],
                    pCodeCtx->width,pCodeCtx->height);

            //unlock
            ANativeWindow_unlockAndPost(nativeWindow);

            usleep(1000 * 16);

        }

        av_free_packet(packet);
    }

    ANativeWindow_release(nativeWindow);
    av_frame_free(&yuv_frame);
    avcodec_close(pCodeCtx);
    avformat_free_context(pFormatCtx);

    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,input_jstr,input_cstr);
}

3.生成头文件,并实现方法(实现思路和流程请参考FFmpeg解码流程).

/**
 * 万能解码器,播放视频器
 * @author ccj
 *
 */
public class MainActivity extends Activity {

    private CcjPlayer player;
    private VideoView videoView;
    private Spinner sp_video;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        videoView = (VideoView) findViewById(R.id.video_view);
        sp_video = (Spinner) findViewById(R.id.sp_video);
        player = new CcjPlayer();
        //选择 <item>input.mp4</item> <item>音频</item>
        String[] videoArray = getResources().getStringArray(R.array.video_list);
        ArrayAdapter<String> adapter = new ArrayAdapter<String>(this, 
                android.R.layout.simple_list_item_1, 
                android.R.id.text1, videoArray);
        sp_video.setAdapter(adapter);
    }

    public void mPlay(View btn){
        String video = sp_video.getSelectedItem().toString();
        if("音频".equals(video)){
            String input = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"Live.mp3").getAbsolutePath();
            String output = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"Live.pcm").getAbsolutePath();
            player.sound(input, output);
            
        }else{
            String input = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),video).getAbsolutePath();
            //Surface传入到Native函数中，用于绘制
            Surface surface = videoView.getHolder().getSurface();
            player.render(input, surface);
            
        }
        
    }
    
    
}

4. 导入input.mp4到指定位置.播放即可.

log信息

解码器播放效果

4.不足和待改进

1.由于绘制过程在主线程,所以会出现ANR,后期再处理

2.本项目是学习的一次实践,后期会继续补充

总结

目前市面上的音视频解码播放器,大多都是基于ffmpeg的代码的,例如腾讯影音,暴风影音等等.在此,感谢jason老师,致敬ffmpeg雷霄骅的博客.

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索.

关于我

1.github地址https://github.com/ccj659/NDK-FFmpeg-master

2.CSDN博客http://blog.csdn.net/ccj659/

3.简书地址http://www.jianshu.com/users/94423b4ef5cf/latest_articles

4.QQ : 569948231

码农公寓

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FFmpeg解码的数据结构(主要的namespace)

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1.编译ffmpeg成so库

2.编译libyuv库

3.新建工程,导入库

4.配置工程环境

1.add native support.请参考 eclipse搭建NDK开发环境

2.配置Android.mk application.mk 请参考项目ffmpeg-palyer

3.编写本地方法,并实现C代码,生成so.

1.用自定义的SurfaceView 作为视频渲染载体.

2.编写本地方法,实现代码.

3.生成头文件,并实现方法(实现思路和流程请参考FFmpeg解码流程).

3.生成头文件,并实现方法(实现思路和流程请参考FFmpeg解码流程).

4. 导入input.mp4到指定位置.播放即可.

4.不足和待改进

总结

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