Android 用MediaCodec實現視頻硬解碼

http://blog.csdn.net/halleyzhang3/article/details/11473961

http://www.360doc.com/content/14/0119/10/8122810_346350456.shtml

Android 用MediaCodec實現視頻硬解碼

本文向你講述如何用android標準的API （MediaCodec）實現視頻的硬件編解碼。例程將從攝像頭採集視頻開始，然後進行H264編碼，再解碼，然後顯示。我將盡量講得簡短而清晰，不展示那些不相關的代碼。但是，我不建議你讀這篇文章，也不建議你開發這類應用，而應該轉而開發一些戳魚、打鳥、其樂融融的程序。好吧，下面的內容是寫給那些執迷不悟的人的，看完之後也許你會同意我的說法：Android只是一個玩具，很難指望它來做靠譜的應用。

1、從攝像頭採集視頻

      可以通過攝像頭Preview的回調，來獲取視頻數據。

      首先創建攝像頭，並設置參數：

                     cam = Camera.open();
cam.setPreviewDisplay(holder);
Camera.Parameters parameters = cam.getParameters();
parameters.setFlashMode("off"); // 無閃光燈
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);
    //這兩個屬性 如果這兩個屬性設置的和真實手機的不一樣時，就會報錯
cam.setParameters(parameters);

寬度和高度必須是攝像頭支持的尺寸，否則會報錯。要獲得所有支持的尺寸，可用getSupportedPreviewSizes，這裏不再累述。據說所有的參數必須設全，漏掉一個就可能報錯，不過只是據說，我只設了幾個屬性也沒出錯。    然後就開始Preview了：

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

  setPreviewCallbackWithBuffer是很有必要的，不然每次回調系統都重新分配緩衝區，效率會很低。

    在onPreviewFrame中就可以獲得原始的圖片了（當然，this 肯定要 implements PreviewCallback了）。這裏我們是把它傳給編碼器：

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

2、編碼

    首先要初始化編碼器：

      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();

    然後就是給他喂數據了，這裏的數據是來自攝像頭的：

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);
   }

先把來自攝像頭的數據餵給它，然後從它裏面取壓縮好的數據餵給解碼器。

3、解碼和顯示

     首先初始化解碼器：

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

             這裏通過給解碼器一個surface，解碼器就能直接顯示畫面。

     然後就是處理數據了：

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);
       }
}

        queueInputBuffer第三個參數是時間戳，其實怎麼寫都無所謂，只要是按時間線性增加的就可以，這裏就隨便弄一個了。後面一段的代碼就是把緩衝區給釋放掉，因爲我們直接讓解碼器顯示，就不需要解碼出來的數據了，但是必須要這麼釋放一下，否則解碼器始終給你留着，內存就該不夠用了。

好了，到現在，基本上就可以了。如果你運氣夠好，現在就能看到視頻了，比如在我的三星手機上這樣就可以了。但是，我試過幾個其他平臺，多數都不可以，總是有各種各樣的問題，如果要開發一個不依賴平臺的應用，還有很多的問題要解決。說說我遇到的一些情況：

1、視頻尺寸

     一般都能支持176X144/352X288這種尺寸，但是大一些的，640X480就有很多機子不行了，至於爲什麼，我也不知道。當然，這個尺寸必須和攝像頭預覽的尺寸一致，預覽的尺寸可以枚舉一下。

2、顏色空間

    根據ANdroid SDK文檔，確保所有硬件平臺都支持的顏色，在攝像頭預覽輸出是YUV12，在編碼器輸入是COLOR_FormatYUV420Planar，也就是前面代碼中設置的那樣。       不過，文檔終究是文檔，否則安卓就不是安卓。

    在有的平臺上，這兩個顏色格式是一樣的，攝像頭的輸出可以直接作爲編碼器的輸入。也有的平臺，兩個是不一樣的，前者就是YUV12，後者等於I420，需要把前者的UV分量顛倒一下。下面的代碼效率不高，可供參考。

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;
}

      這裏的困難是，我不知道怎樣去判斷是否需要這個轉換。據說，Android 4.3不用再從攝像頭的PreView裏面取圖像，避開了這個問題。這裏有個例子，雖然我沒讀，但看起來挺厲害的樣子，應該不會有錯吧（覺厲應然）。http://bigflake.com/mediacodec/CameraToMpegTest.java.txt

3、輸入輸出緩衝區的格式

    SDK裏並沒有規定格式，但是，這種情況H264的格式基本上就是附錄B。但是，也有比較有特色的，它就是不帶那個StartCode，就是那個0x000001，搞得把他編碼器編出來的東西送給他的解碼器，他自己都解不出來。還好，我們可以自己加。

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);
    }
}

4、有時候會死在dequeueInputBuffer(-1)上面

根據SDK文檔，dequeueInputBuffer 的參數表示等待的時間（毫秒），-1表示一直等，0表示不等。按常理傳-1就行，但實際上在很多機子上會掛掉，沒辦法，還是傳0吧，丟幀總比掛掉好。當然也可以傳一個具體的毫秒數，不過沒什麼大意思吧。

在遇到上述的問題之後，我給出了我的感慨：Android是一個玩具。