音视频 系列文章
Android 音视频开发(一) – 使用AudioRecord 录制PCM(录音);AudioTrack播放音频
Android 音视频开发(二) – Camera1 实现预览、拍照功能
Android 音视频开发(三) – Camera2 实现预览、拍照功能
Android 音视频开发(四) – CameraX 实现预览、拍照功能
Android 音视频开发(五) – 使用 MediaExtractor 分离音视频,并使用 MediaMuxer合成新视频(音视频同步)
音视频工程

前面几章,我们已经学习了音视频开发的一些知识,这几章,我们来学习音视频的编解码;

如果我们只是简单玩一下音频、视频播放,那么使用 MediaPlayer + SurfaceView 播放就可以了,但如果想加个水印,加点其他特效什么的,那就不行了;

所以,这里,先来学习 Android 自带的硬件码类 – MediaCodec。

一. MediaCodec 介绍

MediaCodec 是 从API 16 后引入的处理音视频编解码的类,它可以直接访问 Android 底层的多媒体编解码器,通常与MediaExtractor, MediaSync, MediaMuxer, MediaCrypto, MediaDrm, Image, Surface, 以及AudioTrack一起使用;

1.2 数据交换

接下来,注意看下面这张官方的图,需要好好理解,因为整个流程都是按照这个来的:

可以看到,MediaCodec 的数据分为两个部分,从数据的输入到编解码后的数据的输出:

  • input : MediaCodec 会通过getInputBuffer(int bufferId) 去拿到一个空的 ByteBuffer , 用来给客户端去填入数据(比如解码,编码的数据),MediaCodec 会用这些数据进行解码/编码处理
  • output : MediaCodec 会把解码/编码的数据填充到一个空的 buffer 中,然后把这个填满数据的buffer给到客户端,之后需要释放这个 buffer,MediaCodec 才能继续填充数据。

MediaCodec 内部使用异步的方式对 input 和 output 进行数据处理,MediaCodec 会把 input 的数据处理好给到 output,共用户去渲染;
注意!output 的数据必须释放,不然会影响下一次的数据填充。

1.3 数据类型

编码器共支持3中数据类型:

  • 压缩数据
  • 原始视频数据
  • 原始音频数据

这三种数据都是可以通过 ByteBuffer 去处理;但是你可以使用 Surface 去解析原始的视频数据,Surface 使用底层的视频缓冲,而不是映射或拷贝到 ByteBuffer,这样会大大提高编码效率。
但使用 Surface 时,无法访问到原始的视频数据,所以,你可以使用 ImageReader 来访问未加密的解码(原始)数据。在 ByteBuffer 的模式下,你也可以使用 Image 或者 getInput/OutputImage(int) 来获取原始视频帧。

1.4 编解码的生命周期

它的生命周期可以分为三个:Stopped,Executing 和 Released

而 Stopped 和 Executing 都有各自的生命周期:

  • Stopped:Error、Uninitialized 和 Configured

当调用 MediaCodec 时,此时会处于 Uninitialized 状态,当调用 configure 之后,就会处于 Configured 状态;然后调用 start() 进入 Executing 状态,接着就可以处理数据了。

  • Executing:Flushed、Running 和 End of Stream

当调用 start() 就会进入 Executing 下的 Flushed 状态,此时会拿到所有的 buffers,当第一帧数据从 dequeueInoutBuffer 队列流出时,就会进入 Running 状态,大部分时间都在这个状态处理数据,当队列中有 end-of-stream 标志时,就会进入 End of Stream 状态,此时不再接收 input buffer,但是会继续生成 output buffer,直到 output 也接收到 end-of-stream 标志。你可以使用 flush() 重新回到 Flushed 状态。

周期图如下:

可以使用 stop() 方法回到 Uninitialized 状态;当不再使用 MediaCodec ,还需要使用 release() 去释放该资源。

请一定要理解上面两张图,因为后面的编解码都是基于上面的流程的!!

有时候编解码器会遇到错误并处于错误状态,此时会通过排队操作的无效返回值或有时通过异常来传达的。
调用reset()使编解码器再次可用,调用它可以从任何状态回到初始化状态,否则就调用 release() 来移动到终端的 release 状态。

关于MediaCodec 的编解码流程,我们等到下一章再学习。

MediaCodec 的主要 API 如下:

  • getInputBuffers:获取需要编码数据的输入流队列,返回的是一个ByteBuffer数组 ,已弃用
  • queueInputBuffer:输入流入队列
  • dequeueInputBuffer:从输入流队列中取数据进行编码操作
  • getOutputBuffers:获取编解码之后的数据输出流队列,返回的是一个ByteBuffer数组 ,已弃用
  • dequeueOutputBuffer:从输出队列中取出编码操作之后的数据
  • releaseOutputBuffer:处理完成,释放ByteBuffer数据

下一章,一起学习MediaCodec 的解码

参考:
https://developer.android.com/reference/android/media/MediaCodec
https://www.cnblogs.com/renhui/p/7478527.html

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