NDK之FFmpeg视频解码

来源：互联网发布：买美元保值知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/06 00:57

NDK之FFmpeg视频解码

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

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