ffmpeg开发之旅(3)：AAC编码格式分析与MP4文件封装(MediaCodec+MediaMuxer)

ffmpeg开发之旅(3)：AAC编码格式分析与MP4文件封装(MediaCodec+MediaMuxer)

(码字不易，转载请声明出处：http://blog.csdn.net/andrexpert/article/details/72523408)

 

1.  AAC编码格式分析

(1)  AAC简介

    高级音频编码(AdvancedAudio Coding，AAC)一种基于MPEG-4的音频编码技术，它由杜比实验室、AT&T等公司共同研发，目的是替换MP3编码方式。作为一种高压缩比的音频压缩算法，AAC的数据压缩比约为18:1，压缩后的音质可以同未压缩的CD音质相媲美。因此，相对于MP3、WMA等音频编码标准来说，在相同质量下码率更低，有效地节约了传输带宽，被广泛得应用于互联网流媒体、IPTV等领域(低码率，高音质)。主要有以下特点：

    a) 比特率：AAC- 最高512kbps（双声道时）/MP3- 32~320kbps

    b)  采样率：AAC- 最高96kHz / MP3 - 最高48kHz

    c) 声道数：AAC– 最高48个全音域声道/MP3 - 两声道

    d) 采样精度：AAC- 最高32bit / MP3 - 最高16bit

    AAC的不足之处是，它属于有损压缩的格式，相对于APE和FLAC等主流无损压缩，音色“饱满度”差距比较大。另外，除了流媒体网络传输，其所能支持的设备较少。

(2)  AAC编码封装格式

    音频数据在压缩编码之前，要先进行采样与量化，以样值的形式存在。音频压缩编码的输出码流，以音频帧的形式存在。每个音频帧包含若干个音频采样的压缩数据，AAC的一个音频帧包含960或1024个样值，这些压缩编码后的音频帧称为原始数据块(RawData Block)，由于原始数据块以帧的形式存在，即简称为原始帧。原始帧是可变的，如果对原始帧进行ADTS的封装，得到的原始帧为ADTS帧；如果对原始帧进行ADIF封装，得到的原始帧为ADIF帧。它们的区别如下：

    a)  ADIF：AudioData Interchange Format，音频数据交换格式。这种格式明确解码必须在明确定义的音频数据流的开始处进行，常用于磁盘文件中；

    b)  ADTS：AudioData Transport Stream，音频数据传输流。这种格式的特点是它一个有同步字的比特流，且允许在音频数据流的任意帧解码，也就是说，它每一帧都有信息头。

     ADTS封装格式的码流以帧为单位，一个ADTS帧由帧头、帧净荷组成。其中，帧头定义了音频采样率、音频声道数、帧长度等关键信息，它由两部分组成，共占7个字节：固定头信息adts_fixed_header、可变头信息adts_variable_header。固定头信息中的数据每一帧都相同，而可变头信息则在帧与帧之间可变；帧净荷主要由1~4个原始帧组成，它包含的数据用于解析与解码。

a)  固定信息头

说明：

*syncword：同步头，表示一个ADTS帧的开始，固定值11111111 1111(0xFFF)；

*ID：表示MPEG的版本，0为MPGE-4，0为MPGE-2；

*Layer：默认”00”；

*profile：表示使用哪个级别的AAC，值00、01、10分别对应Mainprofile、LC、SSR；

*sampling_frequency_index：表示使用的采样率下标，通过这个下标在Sampling Frequencies[ ]数组中查找得知采样率的值，如1011，对应的采样率为8000Hz；

*channel_configuration：表示声道数

注：有些芯片只支持AAC LC

(b)可变信息头

说明：

*frame_length：一个ADTS帧的长度包括ADTS头和AAC原始流

*adts_buffer_fullness：0x7FF说明是码率可变的码流

(3)  将AAC打包成ADTS格式

     通过上述对ADTS封装格式的了解，我们只需要获得相关的音频采样率、声道数、元数据长度、AAC格式类型等信息，就可以在每个ACC原始流前面添加ADTS头。以下是ffmpeg中添加ADTS信息头核心代码：

intff_adts_write_frame_header(ADTSContext *ctx,                                uint8_t *buf,int size, int pce_size) {     PutBitContext pb;     init_put_bits(&pb, buf,ADTS_HEADER_SIZE);     /* adts_fixed_header */     put_bits(&pb, 12, 0xfff);   /* syncword */     put_bits(&pb, 1, 0);        /* ID */     put_bits(&pb, 2, 0);        /* layer */     put_bits(&pb, 1, 1);        /* protection_absent */     put_bits(&pb, 2, ctx->objecttype);/* profile_objecttype */     put_bits(&pb, 4,ctx->sample_rate_index);     put_bits(&pb, 1, 0);        /* private_bit */     put_bits(&pb, 3, ctx->channel_conf);/* channel_configuration */     put_bits(&pb, 1, 0);        /* original_copy */     put_bits(&pb, 1, 0);        /* home */     /* adts_variable_header */     put_bits(&pb, 1, 0);        /* copyright_identification_bit */     put_bits(&pb, 1, 0);        /* copyright_identification_start */     put_bits(&pb, 13, ADTS_HEADER_SIZE +size + pce_size); /* aac_frame_length */     put_bits(&pb, 11, 0x7ff);   /* adts_buffer_fullness */     put_bits(&pb, 2, 0);        /* number_of_raw_data_blocks_in_frame */        flush_put_bits(&pb);     return 0; } 

2. MP4封装格式分析

      由于MP4格式较为复杂，本文只对其做个简单的介绍。MP4封装格式是基于QuickTime容器格式定义，媒体描述与媒体数据分开，目前被广泛应用于封装h.263视频和AAC音频，是高清视频/HDV的代表。MP4文件中所有数据都封装在box中(d对应QuickTime中的atom)，即MP4文件是由若干个box组成，每个box有长度和类型，每个box中还可以包含另外的子box。box的基本结构如下：

     

       其中，size指明了整个box所占用的大小，包括header部分。如果box很大(例如存放具体视频数据的mdatbox)，超过了uint32的最大数值，size就被设置为1，并用接下来的8位uint64来存放大小。通常，一个MP4文件由若干box组成，常见的mp4文件结构：

      一般来说，解析媒体文件，最关心的部分是视频文件的宽高、时长、码率、编码格式、帧列表、关键帧列表，以及所对应的时戳和在文件中的位置，这些信息，在mp4中，是以特定的算法分开存放在stblbox下属的几个box中的，需要解析stbl下面所有的box，来还原媒体信息。下表是对于以上几个重要的box存放信息的说明：

3.  将H.264和AAC封装成MP4文件

     为了深入的理解H.264、AAC编码格式，接下来我们将通过AndroidAPI中提供的MediaCodec和MediaMuxer实现对硬件采集的YUV格式视频数据和PCM格式音频数据进行压缩编码，并将编码好的数据封装成MP4格式文件。MediaCodec被引入于Android4.1，它能够访问系统底层的硬件编码器，我们可以通过指定MIME类型指定相应编码器，来实现对采集音、视频进行编解码；MediaMuxer是一个混合器，它能够将H.264视频流和ACC音频流混合封装成一个MP4文件，也可以只输入H.264视频流。

(1)  将YUV视频数据编码为H.264

    首先，创建并配置一个MediaCodec对象，通过指定该对象MIME类型为"video/avc"，将其映射到底层的H.264硬件编码器。然后再调用MediaCodec的configure方法来对编码器进行配置，比如指定视频编码器的码率、帧率、颜色格式等信息。

MediaFormatmFormat = MediaFormat.createVideoFormat(“"video/avc"”, 640 ,480);//码率，600kbps-5000kbps，根据分辨率、网络情况而定mFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE,BIT_RATE);     //帧率，15-30fpsmFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE,FRAME_RATE);//颜色格式，COLOR_FormatYUV420Planar或COLOR_FormatYUV420SemiPlanarmFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT,mColorFormat);//关键帧时间间隔，即编码一次关键帧的时间间隔mFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL,FRAME_INTERVAL);         //配置、启动编码器MediaCodec mVideoEncodec = MediaCodec.createByCodecName(mCodecInfo.getName());   mVideoEncodec.configure(mFormat,null,null,MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);    mVideoEncodec.start();

       其次，每个编译器都拥有多个输入、输出缓存区，当API<=20时，可以通过getInputBuffers()和getOutputBuffers()方法来获得编码器拥有的所有输入/输出缓存区。当通过MediaCodec的start()方法启动编码器后，APP此时并没有获取所需的输入、输出缓冲区，还需要调用MediaCodec的dequeueInputBuffer(long)和dequeueOutputBuffer(MediaCodec.BufferInfo,long)来对APP和缓存区进行绑定，然后返回与输入/输出缓存区对应的句柄。APP一旦拥有了可用的输入缓存区，就可以将有效的数据流填充到缓存区中，并通过MediaCodec的queueInputBuffer(int,int,int,long,int)方法将数据流(块)提交到编码器中自动进行编码处理。

ByteBuffer[]inputBuffers = mVideoEncodec.getInputBuffers();//返回编码器的一个输入缓存区句柄，-1表示当前没有可用的输入缓存区intinputBufferIndex = mVideoEncodec.dequeueInputBuffer(TIMES_OUT);if(inputBufferIndex>= 0){    // 绑定一个被空的、可写的输入缓存区inputBuffer到客户端    ByteBuffer inputBuffer  = null;    if(!isLollipop()){          inputBuffer =inputBuffers[inputBufferIndex];     }else{          inputBuffer = mVideoEncodec.getInputBuffer(inputBufferIndex);     }     // 向输入缓存区写入有效原始数据，并提交到编码器中进行编码处理     inputBuffer.clear();     inputBuffer.put(mFrameData);              mVideoEncodec.queueInputBuffer(inputBufferIndex,0,mFrameData.length,getPTSUs(),0);}

    原始数据流被编码处理后，编码好的数据会保存到被APP绑定的输出缓存区，通过调用MediaCodec的dequeueOutputBuffer(MediaCodec.BufferInfo,long)实现。当输出缓存区的数据被处理完毕后(比如推流、混合成MP4)，就可以调用MediaCodec的releaseOutputBuffer(int,boolean)方法将输出缓存区还给编码器。

        // 返回一个输出缓存区句柄，当为-1时表示当前没有可用的输出缓存区        // mBufferInfo参数包含被编码好的数据，timesOut参数为超时等待的时间        MediaCodec.BufferInfo  mBufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();        int outputBufferIndex = -1;        do{        outputBufferIndex = mVideoEncodec.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo,TIMES_OUT);        if(outputBufferIndex == MediaCodec. INFO_TRY_AGAIN_LATER){              Log.e(TAG,"获得编码器输出缓存区超时");        }else if(outputBufferIndex == MediaCodec.INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED){                // 如果API小于21，APP需要重新绑定编码器的输入缓存区；                // 如果API大于21，则无需处理INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED                if(!isLollipop()){                    outputBuffers = mVideoEncodec.getOutputBuffers();                }            }else if(outputBufferIndex == MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED){                // 编码器输出缓存区格式改变，通常在存储数据之前且只会改变一次                // 这里设置混合器视频轨道，如果音频已经添加则启动混合器（保证音视频同步）                MediaFormat newFormat = mVideoEncodec.getOutputFormat();                MediaMuxerUtils mMuxerUtils = muxerRunnableRf.get();                if(mMuxerUtils != null){                    mMuxerUtils.setMediaFormat(MediaMuxerUtils.TRACK_VIDEO,newFormat);                }                Log.i(TAG,"编码器输出缓存区格式改变，添加视频轨道到混合器");            }else{                // 获取一个只读的输出缓存区inputBuffer ，它包含被编码好的数据                ByteBuffer outputBuffer = null;                if(!isLollipop()){                    outputBuffer  = outputBuffers[outputBufferIndex];                }else{                    outputBuffer  = mVideoEncodec.getOutputBuffer(outputBufferIndex);                }             // 如果API<=19，需要根据BufferInfo的offset偏移量调整ByteBuffer的位置// 并且限定将要读取缓存区数据的长度，否则输出数据会混乱if (isKITKAT()) {outputBuffer.position(mBufferInfo.offset);outputBuffer.limit(mBufferInfo.offset + mBufferInfo.size);}// 根据NALU类型判断关键帧MediaMuxerUtils mMuxerUtils = muxerRunnableRf.get();int type = outputBuffer.get(4) & 0x1F;if(type==7 || type==8){Log.i(TAG, "------PPS、SPS帧(非图像数据)，忽略-------");mBufferInfo.size = 0;}else if (type == 5) {Log.i(TAG, "------I帧(关键帧)，添加到混合器-------");if(mMuxerUtils != null && mMuxerUtils.isMuxerStarted()){mMuxerUtils.addMuxerData(new MediaMuxerUtils.MuxerData(MediaMuxerUtils.TRACK_VIDEO, outputBuffer,mBufferInfo));prevPresentationTimes = mBufferInfo.presentationTimeUs;isAddKeyFrame  = true;}}else{ if(isAddKeyFrame){ Log.d(TAG, "------非I帧(type=1)，添加到混合器-------");if(mMuxerUtils != null&&mMuxerUtils.isMuxerStarted()){mMuxerUtils.addMuxerData(new MediaMuxerUtils.MuxerData(MediaMuxerUtils.TRACK_VIDEO, outputBuffer,mBufferInfo));prevPresentationTimes = mBufferInfo.presentationTimeUs;} }}// 处理结束，释放输出缓存区资源mVideoEncodec.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex, false);}} while (outputBufferIndex >= 0);

       这里有几点需要说明下，因为如果处理不当，可能会导致MediaMuxer合成MP4文件失败或者录制的MP4文件播放时开始会出现大量马赛克或者音视频不同步异常。

a) 如何保证音、视频同步？

    要保证录制的MP4文件能够音视频同步，需要做到两点：其一当我们获得输出缓存区的句柄outputBufferIndex等于MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED，需要将视频轨道(MediaFormat)设置给MediaMuxer，同时只有在确定音频轨道也被添加后，才能启动MediaMuxer混合器；其二就是传入MediaCodec的queueInputBuffer中PTUs时间参数应该是单调递增的，比如：

    long prevPresentationTimes= mBufferInfo.presentationTimeUs;    private long getPTSUs(){          longresult = System.nanoTime()/1000;          if(result< prevPresentationTimes){                 result= (prevPresentationTimes  - result ) +result;          }          returnresult;    }

b)  录制的MP4文件播放的前几帧有马赛克？

      出现马赛克的原因主要是因为MP4文件的第一帧不是关键帧(I帧)，根据H.264编码原理可以知道，H.264码流的一个序列是由SPS、PPS、关键帧、B帧、P帧…构造，而B帧、P帧是预测帧，承载的图像信息是不全的，所以一帧图像没有信息的部分就会出现马赛克。为此，我们可以使用丢帧策略来处理，即如果是普通帧就丢弃，只有在关键帧已经插入的情况下才开始插普通帧。需要注意的是，由于MediaMuxer不需要SPS、PPS，如果当遇到SPS、PPS帧时忽略即可。

c)  stop muxer failed异常，导致合成的MP4文件无效？

      MediaMuxer报stop muxer failed异常通常是由于没有正确插入同步帧(关键帧)所引起的

d)  录制的视频画面出行花屏、叠影

       对YUV数据进行编码出现花屏或叠影情况，是由于Camera采集YUV图像帧颜色空间与MediaCodec编码器所需输入的颜色空间不同所导致的，也就是说Camera支持的颜色空间为YV12(YUV4:2:0planar)和NV21(YUV4:2:0 semi-planar)，而MediaCodec编码器支持的颜色空间则为COLOR_FormatYUV420Planar(I420)、COLOR_FormatYUV420SemiPlanar (NV12)等格式，不同的Android设备的编码器所支持的颜色空间会有所不同，其中I420颜色格式(YYYYUU VV)与YV12(YYYY VV UU)数据结构相似，是一种标准的YUV420颜色格式。

(2) 将PCM音频数据编码为AAC

       由于使用MediaCodec编码音视频的原理是一致的，这里就不做过多介绍，相关音频参数配置，可参照我这篇博文。另外，这里是使用AudioRecord来获得PCM音频流，也比较简单，详情可参考这篇博文。代码如下：

MediaCodec mMediaCodec =MediaCodec.createEncoderByType("audio/mp4a-latm");MediaFormatformat = new MediaFormat();format.setString(MediaFormat.KEY_MIME,"audio/mp4a-latm");      // 编码器类型，AACformat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE,16000);                 // 比特率，16kbpsformat.setInteger(MediaFormat.KEY_CHANNEL_COUNT,1);        // 声道数，1format.setInteger(MediaFormat.KEY_SAMPLE_RATE,8000);          // 采样率8000Hzformat.setInteger(MediaFormat.KEY_AAC_PROFILE,           MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.AACObjectLC);// 芯片支持的AAC级别，LCformat.setInteger(MediaFormat.KEY_MAX_INPUT_SIZE,1600); // 最大缓存,1600mMediaCodec.configure(format,null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);mMediaCodec.start(); /** * 使用AudioRecord录制PCM格式音频*/Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_AUDIO);intbufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(samplingRate,AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);if(bufferSize< 1600){       bufferSize = 1600;}//配置录音设备的音频源、采样率、单声道、采样精度intsamplingRate = 8000;AudioRecord  mAudioRecord = newAudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC,samplingRate,AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO, AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, bufferSize);mAudioRecord.startRecording();

MediaCodec编码核心与视频相似，由于MediaMuxer不需要ADTS信息头，这里就没有在每桢数据添加信息头

byte[] audioBuf = new byte[AUDIO_BUFFER_SIZE];int readBytes = mAudioRecord.read(audioBuf, 0,AUDIO_BUFFER_SIZE);if (readBytes > 0) {try {ByteBuffer[] inputBuffers = mAudioEncoder.getInputBuffers();        ByteBuffer[] outputBuffers = mAudioEncoder.getOutputBuffers();        //返回编码器的一个输入缓存区句柄，-1表示当前没有可用的输入缓存区        int inputBufferIndex = mAudioEncoder.dequeueInputBuffer(TIMES_OUT);        if(inputBufferIndex >= 0){            // 绑定一个被空的、可写的输入缓存区inputBuffer到客户端            ByteBuffer inputBuffer  = null;            if(!isLollipop()){                inputBuffer = inputBuffers[inputBufferIndex];            }else{                inputBuffer = mAudioEncoder.getInputBuffer(inputBufferIndex);            }            // 向输入缓存区写入有效原始数据，并提交到编码器中进行编码处理            if(audioBuf==null || readBytes<=0){            mAudioEncoder.queueInputBuffer(inputBufferIndex,0,0,getPTSUs(),MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM);            }else{                inputBuffer.clear();                inputBuffer.put(audioBuf);                mAudioEncoder.queueInputBuffer(inputBufferIndex,0,readBytes,getPTSUs(),0);            }        }        // 返回一个输出缓存区句柄，当为-1时表示当前没有可用的输出缓存区        // mBufferInfo参数包含被编码好的数据，timesOut参数为超时等待的时间        MediaCodec.BufferInfo  mBufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();        int outputBufferIndex = -1;        do{        outputBufferIndex = mAudioEncoder.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo,TIMES_OUT);        if(outputBufferIndex == MediaCodec. INFO_TRY_AGAIN_LATER){                Log.i(TAG,"获得编码器输出缓存区超时");            }else if(outputBufferIndex == MediaCodec.INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED){                // 如果API小于21，APP需要重新绑定编码器的输入缓存区；                // 如果API大于21，则无需处理INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED                if(!isLollipop()){                    outputBuffers = mAudioEncoder.getOutputBuffers();                }            }else if(outputBufferIndex == MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED){                // 编码器输出缓存区格式改变，通常在存储数据之前且只会改变一次                // 这里设置混合器视频轨道，如果音频已经添加则启动混合器（保证音视频同步）                MediaFormat newFormat = mAudioEncoder.getOutputFormat();                MediaMuxerUtils mMuxerUtils = muxerRunnableRf.get();                if(mMuxerUtils != null){                    mMuxerUtils.setMediaFormat(MediaMuxerUtils.TRACK_AUDIO,newFormat);                }                Log.i(TAG,"编码器输出缓存区格式改变，添加视频轨道到混合器");            }else{                // 当flag属性置为BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG后，说明输出缓存区的数据已经被消费了                if((mBufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG) != 0){                    Log.i(TAG,"编码数据被消费，BufferInfo的size属性置0");                    mBufferInfo.size = 0;                }                // 数据流结束标志，结束本次循环                if((mBufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM) != 0){                    Log.i(TAG,"数据流结束，退出循环");                    break;                }                // 获取一个只读的输出缓存区inputBuffer ，它包含被编码好的数据                ByteBuffer outputBuffer = null;                if(!isLollipop()){                    outputBuffer  = outputBuffers[outputBufferIndex];                }else{                    outputBuffer  = mAudioEncoder.getOutputBuffer(outputBufferIndex);                }                if(mBufferInfo.size != 0){                    // 获取输出缓存区失败，抛出异常                    if(outputBuffer == null){                        throw new RuntimeException("encodecOutputBuffer"+outputBufferIndex+"was null");                    }                    // 如果API<=19，需要根据BufferInfo的offset偏移量调整ByteBuffer的位置                    //并且限定将要读取缓存区数据的长度，否则输出数据会混乱                    if(isKITKAT()){                        outputBuffer.position(mBufferInfo.offset);                        outputBuffer.limit(mBufferInfo.offset+mBufferInfo.size);                    }                    // 对输出缓存区的H.264数据进行混合处理                    MediaMuxerUtils mMuxerUtils = muxerRunnableRf.get();                    mBufferInfo.presentationTimeUs = getPTSUs();                    if(mMuxerUtils != null && mMuxerUtils.isMuxerStarted()){                        Log.d(TAG,"------混合音频数据-------");                        mMuxerUtils.addMuxerData(new MediaMuxerUtils.MuxerData(MediaMuxerUtils.TRACK_AUDIO,outputBuffer,mBufferInfo));                        prevPresentationTimes = mBufferInfo.presentationTimeUs;                    }                }                // 处理结束，释放输出缓存区资源                mAudioEncoder.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex,false);            }        }while (outputBufferIndex >= 0);} catch (IllegalStateException e) {// 捕获因中断线程并停止混合dequeueOutputBuffer报的状态异常e.printStackTrace();} catch (NullPointerException e) {// 捕获因中断线程并停止混合MediaCodec为NULL异常e.printStackTrace();    }}

如果是使用AAC数据来进行推流，这就需要为每桢音频数据添加ADTS头。参考ADTS头信息格式，以及ffmpeg函数中的相关设置，在Java中ADTS信息头配置信息可为：

private void addADTStoPacket(byte[] packet, int packetLen) {     packet[0] = (byte) 0xFF;     packet[1] = (byte) 0xF1;     packet[2] = (byte) (((2 - 1) << 6) + (mSamplingRateIndex << 2) + (1 >> 2));     packet[3] = (byte) (((1 & 3) << 6) + (packetLen >> 11));     packet[4] = (byte) ((packetLen & 0x7FF) >> 3);     packet[5] = (byte) (((packetLen & 7) << 5) + 0x1F);     packet[6] = (byte) 0xFC;}

其中，packetLen为原始帧数据长度，mSamplingRateIndex为自定义采样率数组下标；

    public static final int[] AUDIO_SAMPLING_RATES = {96000, // 0            88200, // 1            64000, // 2            48000, // 3            44100, // 4            32000, // 5            24000, // 6            22050, // 7            16000, // 8            12000, // 9            11025, // 10            8000, // 11            7350, // 12            -1, // 13            -1, // 14            -1, // 15};

(3)使用MediaMuxer混合H.264+AAC生成MP4文件

 MediaMuxer的使用比较简单，但需要严格按照以下三个步骤进行：

 第一步：配置混合器音、视频轨道

       public synchronized voidsetMediaFormat(int index, MediaFormat mediaFormat) {              if (mediaMuxer == null) {                     return;              }              // 设置视频轨道格式              if (index == TRACK_VIDEO) {                     if (videoMediaFormat ==null) {                            videoMediaFormat =mediaFormat;                            videoTrackIndex =mediaMuxer.addTrack(mediaFormat);                            isVideoAdd = true;                            Log.i(TAG, "添加视频轨道");                     }              } else {                     if (audioMediaFormat ==null) {                            audioMediaFormat =mediaFormat;                            audioTrackIndex =mediaMuxer.addTrack(mediaFormat);                            isAudioAdd = true;                            Log.i(TAG, "添加音频轨道");                     }              }              // 启动混合器              startMediaMuxer();       }

第二步：音、视频轨道均添加，启动混合器

      private void startMediaMuxer() {              if (mediaMuxer == null) {                     return;              }              if (isMuxerFormatAdded()) {                     mediaMuxer.start();                     isMediaMuxerStart = true;                     Log.i(TAG, "启动混合器，开始等待数据输入.....");              }       }

第三步：添加音视频数据到混合器

       public void addMuxerData(MuxerData data){              int track = 0;              if (data.trackIndex ==TRACK_VIDEO) {                     track = videoTrackIndex;              } else {                     track = audioTrackIndex;              }              try {                     ByteBuffer outputBuffer =data.byteBuf;                     BufferInfo bufferInfo =data.bufferInfo;                     if(isMediaMuxerStart&& bufferInfo.size != 0){                            outputBuffer.position(bufferInfo.offset);                            outputBuffer.limit(bufferInfo.offset+ bufferInfo.size);                            Log.i(TAG, "写入混合数据+"+data.trackIndex+"，大小-->"+ bufferInfo.size);                            mediaMuxer.writeSampleData(track,outputBuffer,bufferInfo);                     }              if ((bufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM) != 0){                       Log.i(TAG,"BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM received");              }              } catch (Exception e) {                     Log.e("TAG","写入混合数据失败!" +e.toString());//                   restartMediaMuxer();              }       }

效果演示：

3. 开源项目：AndroidRecordMp4

1. 添加依赖

(1) 在工程build.gradle中添加

allprojects {repositories {...maven { url 'https://jitpack.io' }}}

(2) 在module的gradle中添加

dependencies {    compile 'com.github.jiangdongguo:AndroidRecordMp4:v1.0.0'}

2. 使用方法

(1) 初始化引擎

 RecordMp4 mRecMp4 = RecordMp4.getRecordMp4Instance(); mRecMp4.init(this);  // 上下文

(2) 配置编码参数

  EncoderParams mParams = new EncoderParams();  mParams.setVideoPath(RecordMp4.ROOT_PATH+ File.separator + System.currentTimeMillis() + ".mp4");    // 视频文件路径  mParams.setFrameWidth(CameraManager.PREVIEW_WIDTH);             // 分辨率  mParams.setFrameHeight(CameraManager.PREVIEW_HEIGHT);  mParams.setBitRateQuality(H264EncodeConsumer.Quality.MIDDLE);   // 视频编码码率  mParams.setFrameRateDegree(H264EncodeConsumer.FrameRate._30fps);// 视频编码帧率  mParams.setFrontCamera((mRecMp4!=null&&mRecMp4.isFrontCamera()) ? true:false);       // 摄像头方向  mParams.setPhoneHorizontal(false);  // 是否为横屏拍摄  mParams.setAudioBitrate(AACEncodeConsumer.DEFAULT_BIT_RATE);        // 音频比特率  mParams.setAudioSampleRate(AACEncodeConsumer.DEFAULT_SAMPLE_RATE);  // 音频采样率  mParams.setAudioChannelConfig(AACEncodeConsumer.CHANNEL_IN_MONO);// 单声道  mParams.setAudioChannelCount(AACEncodeConsumer.CHANNEL_COUNT_MONO);       // 单声道通道数量  mParams.setAudioFormat(AACEncodeConsumer.ENCODING_PCM_16BIT);       // 采样精度为16位  mParams.setAudioSouce(AACEncodeConsumer.SOURCE_MIC);                // 音频源为MIC  mRecMp4.setEncodeParams(getEncodeParams());

(3) 开始 /停止录制

 mRecMp4.startRecord(); mRecMp4.stopRecord();

(4) Camera渲染

public class MainActivity extends Activity implements SurfaceHolder.Callback{    @Override    public void surfaceCreated(SurfaceHolder surfaceHolder) {        if(mRecMp4 != null){            mRecMp4.startCamera(surfaceHolder);        }    }    @Override    public void surfaceChanged(SurfaceHolder surfaceHolder, int i, int i1, int i2) {    }    @Override    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder surfaceHolder) {        if(mRecMp4 != null){            mRecMp4.stopCamera();        }    }

(5) 摄像头控制

// 对焦 mRecMp4.enableFocus(new CameraManager.OnCameraFocusResult() {         @Override         public void onFocusResult(boolean result) {                   if(result){                        showMsg("对焦成功");                    }               }            }); // 切换摄像头  if(mRecMp4 != null){       mRecMp4.switchCamera();  }  // 切换分辨率   if(mRecMp4 != null){       mRecMp4.setPreviewSize(1280,720);   }     

(6) JPG图片抓拍

      mRecMp4.capturePicture(picPath, new SaveYuvImageTask.OnSaveYuvResultListener() {          @Override          public void onSaveResult(boolean result, String savePath) {                  Log.i("MainActivity","抓拍结果："+result+"保存路径："+savePath);               }           }); 

最后，不要忘记添加权限哈

   <uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO"/>  <uses-permission android:name="android.permission.CAMERA"/>  <uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/> 

Github项目地址：https://github.com/jiangdongguo/AndroidRecordMp4，欢迎大家star & clone~

参考：

音频编码格式介绍：https://wenku.baidu.com/view/0e8115fcfab069dc502201f0.html?re=view

MP4封装格式：http://blog.csdn.net/u010246197/article/details/52924365