Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)

本文向你讲述如何用android标准的API (MediaCodec)实现视频的硬件编解码。例程将从摄像头采集视频开始,然后进行H264编码,再解码,然后显示。我将尽量讲得简短而清晰,不展示 那些不相关的代码。但是,我不建议你读这篇文章,也不建议你开发这类应用,而应该转而开发一些戳鱼、打鸟、其乐融融的程序。好吧,下面的内容是写给那些执 迷不悟的人的,看完之后也许你会同意我的说法:Android只是一个玩具,很难指望它来做靠谱的应用。

1、从摄像头采集视频

      可以通过摄像头Preview的回调,来获取视频数据。

      首先创建摄像头,并设置参数:


Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)
    
            cam = Camera.open();
            cam.setPreviewDisplay(holder);                    
            Camera.Parameters parameters = cam.getParameters();
            parameters.setFlashMode("off"); // 无闪光灯
            parameters.setWhiteBalance(Camera.Parameters.WHITE_BALANCE_AUTO);
            parameters.setSceneMode(Camera.Parameters.SCENE_MODE_AUTO);
            parameters.setFocusMode(Camera.Parameters.FOCUS_MODE_AUTO); 
            parameters.setPreviewFormat(ImageFormat.YV12);     
            parameters.setPictureSize(camWidth, camHeight);
            parameters.setPreviewSize(camWidth, camHeight);
            //这两个属性 如果这两个属性设置的和真实手机的不一样时,就会报错
            cam.setParameters(parameters);
Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)

 

       

宽度和高度必须是摄像头支持的尺寸,否则会报错。要获得所有支持的尺寸,可用getSupportedPreviewSizes,这里不再累述。据说所有的参数必须设全,漏掉一个就可能报错,不过只是据说,我只设了几个属性也没出错。    然后就开始Preview了:

            buf = new byte[camWidth * camHeight * 3 / 2];
            cam.addCallbackBuffer(buf);
            cam.setPreviewCallbackWithBuffer(this);            
            cam.startPreview(); 

 

  setPreviewCallbackWithBuffer是很有必要的,不然每次回调系统都重新分配缓冲区,效率会很低。

    在onPreviewFrame中就可以获得原始的图片了(当然,this 肯定要 implements PreviewCallback了)。这里我们是把它传给编码器:

    public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {
        if (frameListener != null) {
            frameListener.onFrame(data, 0, data.length, 0);
        }
        cam.addCallbackBuffer(buf);
    }

 

2、编码

    首先要初始化编码器:

Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)
           mediaCodec = MediaCodec.createEncoderByType("Video/AVC");
        MediaFormat mediaFormat = MediaFormat.createVideoFormat(type, width, height);
        mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 125000);
        mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, 15);
        mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatYUV420Planar);
        mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 5);
        mediaCodec.configure(mediaFormat, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
        mediaCodec.start();
Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)

 


    然后就是给他喂数据了,这里的数据是来自摄像头的:

Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)
 public void onFrame(byte[] buf, int offset, int length, int flag) {
    ByteBuffer[] inputBuffers = mediaCodec.getInputBuffers();
    ByteBuffer[] outputBuffers = mediaCodec.getOutputBuffers();
    int inputBufferIndex = mediaCodec.dequeueInputBuffer(-1);
    if (inputBufferIndex >= 0)
        ByteBuffer inputBuffer = inputBuffers[inputBufferIndex];
        inputBuffer.clear();
        inputBuffer.put(buf, offset, length);
        mediaCodec.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0, length, 0, 0);
    }
    MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
    int outputBufferIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo,0);
    while (outputBufferIndex >= 0) {
        ByteBuffer outputBuffer = outputBuffers[outputBufferIndex];
        if (frameListener != null)
            frameListener.onFrame(outputBuffer, 0, length, flag);
        mediaCodec.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex, false);
        outputBufferIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 0);
    } 
Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)

 

先把来自摄像头的数据喂给它,然后从它里面取压缩好的数据喂给解码器。

3、解码和显示

     首先初始化解码器:

            mediaCodec = MediaCodec.createDecoderByType("Video/AVC");
            MediaFormat mediaFormat = MediaFormat.createVideoFormat(mime, width, height);
            mediaCodec.configure(mediaFormat, surface, null, 0);
            mediaCodec.start();

 

             这里通过给解码器一个surface,解码器就能直接显示画面。

     然后就是处理数据了:

Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)
    public void onFrame(byte[] buf, int offset, int length, int flag) {
            ByteBuffer[] inputBuffers = mediaCodec.getInputBuffers();
                int inputBufferIndex = mediaCodec.dequeueInputBuffer(-1);
            if (inputBufferIndex >= 0) {
                ByteBuffer inputBuffer = inputBuffers[inputBufferIndex];
                inputBuffer.clear();
                inputBuffer.put(buf, offset, length);
                mediaCodec.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0, length, mCount * 1000000 / FRAME_RATE, 0);
                    mCount++;
            }

        MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
        int outputBufferIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo,0);
        while (outputBufferIndex >= 0) {
            mediaCodec.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex, true);
            outputBufferIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 0);
        }
    }
Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)

 

        queueInputBuffer第三个参数是时间戳,其实怎么写都无所谓,只要是按时间线性增加的就可以,这里就随便弄一个了。后面一段的代码就是把缓 冲区给释放掉,因为我们直接让解码器显示,就不需要解码出来的数据了,但是必须要这么释放一下,否则解码器始终给你留着,内存就该不够用了。


好了,到现在,基本上就可以了。如果你运气够好,现在就能看到视频了,比如在我的三星手机上这样就可以了。但是,我试过几个其他平台,多数都不可以,总是有各种各样的问题,如果要开发一个不依赖平台的应用,还有很多的问题要解决。说说我遇到的一些情况:


1、视频尺寸

     一般都能支持176X144/352X288这种尺寸,但是大一些的,640X480就有很多机子不行了,至于为什么,我也不知道。当然,这个尺寸必须和摄像头预览的尺寸一致,预览的尺寸可以枚举一下。

2、颜色空间

    根据ANdroid SDK文档,确保所有硬件平台都支持的颜色,在摄像头预览输出是YUV12,在编码器输入是COLOR_FormatYUV420Planar,也就是前面代码中设置的那样。       不过,文档终究是文档,否则安卓就不是安卓。

    在有的平台上,这两个颜色格式是一样的,摄像头的输出可以直接作为编码器的输入。也有的平台,两个是不一样的,前者就是YUV12,后者等于I420,需要把前者的UV分量颠倒一下。下面的代码效率不高,可供参考。

Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)
    byte[] i420bytes = null;
    private byte[] swapYV12toI420(byte[] yv12bytes, int width, int height) {
        if (i420bytes == null)
            i420bytes = new byte[yv12bytes.length];
        for (int i = 0; i < width*height; i++)
            i420bytes[i] = yv12bytes[i];
        for (int i = width*height; i < width*height + (width/2*height/2); i++)
            i420bytes[i] = yv12bytes[i + (width/2*height/2)];
        for (int i = width*height + (width/2*height/2); i < width*height + 2*(width/2*height/2); i++)
            i420bytes[i] = yv12bytes[i - (width/2*height/2)];
        return i420bytes;
    }
Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)

 

      这里的困难是,我不知道怎样去判断是否需要这个转换。据说,Android 4.3不用再从摄像头的PreView里面取图像,避开了这个问题。这里有个例子,虽然我没读,但看起来挺厉害的样子,应该不会有错吧(觉厉应然)。http://bigflake.com/mediacodec/CameraToMpegTest.java.txt


3、输入输出缓冲区的格式

    SDK里并没有规定格式,但是,这种情况H264的格式基本上就是附录B。但是,也有比较有特色的,它就是不带那个StartCode,就是那个0x000001,搞得把他编码器编出来的东西送给他的解码器,他自己都解不出来。还好,我们可以自己加。

Android 用MediaCodec实现视频硬解码(转)
                ByteBuffer outputBuffer = outputBuffers[outputBufferIndex];
                byte[] outData = new byte[bufferInfo.size + 3];
                    outputBuffer.get(outData, 3, bufferInfo.size);
                if (frameListener != null) {
                    if ((outData[3]==0 && outData[4]==0 && outData[5]==1)
                    || (outData[3]==0 && outData[4]==0 && outData[5]==0 && outData[6]==1))
                    {
                        frameListener.onFrame(outData, 3, outData.length-3, bufferInfo.flags);
                    }
                    else
                    {
                        outData[0] = 0;
                        outData[1] = 0;
                        outData[2] = 1;
                        frameListener.onFrame(outData, 0, outData.length, bufferInfo.flags);
                    }
                }
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4、有时候会死在dequeueInputBuffer(-1)上面

根据SDK文档,dequeueInputBuffer 的参数表示等待的时间(毫秒),-1表示一直等,0表示不等。按常理传-1就行,但实际上在很多机子上会挂掉,没办法,还是传0吧,丢帧总比挂掉好。当然也可以传一个具体的毫秒数,不过没什么大意思吧。


在遇到上述的问题之后,我给出了我的感慨:Android是一个玩具。

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