Android MediaCodec 硬编码 H264 文件 (四)，八年 Android 开发心路历程

在?Executing?状态下可以调用 flush 方法，使 MediaCodec 切换到?Flushed?状态。

在?Executing?状态下可以调用 stop 方法，使 MediaCodec 切换到?Uninitialized?状态，然后再次

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调用 configure 方法进入?Configured?状态。另外，当调用 reset 方法也会进入到?Uninitialized?状态。

当不再需要 MediaCodec 时，调用 release 方法将它释放掉，进入?Released?状态。

当 MediaCodec 工作发生异常时，会进入到?Error?状态，此时还是可以通过 reset 方法恢复过来，进入?Uninitialized?状态。

MediaCodec 调用流程

理解了 MediaCodec 的生命周期和工作流程之后，就可以上手来进行编码工作了。

以 MediaCodec 同步调用为例，使用过程如下：

// 创建 MediaCodec，此时是 Uninitialized 状态

MediaCodec codec = MediaCodec.createByCodecName(name);

// 调用 configure 进入 Configured 状态

codec.configure(format, …);

MediaFormat outputFormat = codec.getOutputFormat(); // option B

// 调用 start 进入 Executing 状态，开始编解码工作

codec.start();

for (;;) {

// 从输入缓冲区队列中取出可用缓冲区，并填充数据

int inputBufferId = codec.dequeueInputBuffer(timeoutUs);

if (inputBufferId >= 0) {

ByteBuffer inputBuffer = codec.getInputBuffer(…);

// fill inputBuffer with valid data

…

codec.queueInputBuffer(inputBufferId, …);

}

// 从输出缓冲区队列中拿到编解码后的内容，进行相应操作后释放，供下一次使用

int outputBufferId = codec.dequeueOutputBuffer(…);

if (outputBufferId >= 0) {

ByteBuffer outputBuffer = codec.getOutputBuffer(outputBufferId);

MediaFormat bufferFormat = codec.getOutputFormat(outputBufferId); // option A

// bufferFormat is identical to outputFormat

// outputBuffer is ready to be processed or rendered.

…

codec.releaseOutputBuffer(outputBufferId, …);

} elseif (outputBufferId == MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED) {

// Subsequent data will conform to new format.

// Can ignore if using getOutputFormat(outputBufferId)

outputFormat = codec.getOutputFormat(); // option B

}

}

// 调用 stop 方法进入 Uninitialized 状态

codec.stop();

// 调用 release 方法释放，结束操作

codec.release();

代码解析

MediaFormat 设置

首先需要创建并设置好 MediaFormat 对象，它表示媒体数据格式的相关信息，对于视频主要有以下信息要设置：

• 颜色格式

• 码率

• 码率控制模式

• 帧率

• I 帧间隔

其中，码率就是指单位传输时间传送的数据位数，一般用?kbps?即千位每秒来表示。而帧率就是指每秒显示的帧数。

其实对于码率有三种模式可以控制：

• BITRATE_MODE_CQ

• 表示不控制码率，尽最大可能保证图像质量

• BITRATE_MODE_VBR

• 表示 MediaCodec 会根据图像内容的复杂度来动态调整输出码率，图像负责则码率高，图像简单则码率低

• BITRATE_MODE_CBR

• 表示 MediaCodec 会把输出的码率控制为设定的大小

对于颜色格式，由于是将 YUV 数据编码成 H264，而 YUV 格式又有很多，这又涉及到机型兼容性问题。在对相机编码时要做好格式的处理，比如相机使用的是?NV21?格式，MediaFormat 使用的是?COLOR_FormatYUV420SemiPlanar，也就是?NV12?模式，那么就得做一个转换，把?NV21?转换到?NV12?。

对于 I 帧间隔，也就是隔多久出现一个 H264 编码中的 I 帧。

完整 MediaFormat 设置示例：

MediaFormat mediaFormat = MediaFormat.createVideoFormat(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC, width, height);

mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatYUV420SemiPlanar);

// 马率

mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, width * height * 5);

// 调整码率的控流模式

mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BITRATE_MODE, MediaCodecInfo.EncoderCapabilities.BITRATE_MODE_VBR);

// 设置帧率

mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, 30);

// 设置 I 帧间隔

mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 1);

当开始编解码操作时，开启编解码线程，处理相机预览返回的 YUV 数据。

在这里用到了相机的一个封装库：

https://github.com/glumes/EzCameraKit

编解码操作

编解码操作代码如下：

while (isEncoding) {

// YUV 颜色格式转换

if (!mEncodeDataQueue.isEmpty()) {

input = mEncodeDataQueue.poll();

byte[] yuv420sp = newbyte[mWidth * mHeight * 3 / 2];

NV21ToNV12(input, yuv420sp, mWidth, mHeight);

input = yuv420sp;

}

if (input != null) {

try {

// 从输入缓冲区队列中拿到可用缓冲区，填充数据，再入队

ByteBuffer[] inputBuffers = mMediaCodec.getInputBuffers();

ByteBuffer[] outputBuffers = mMediaCodec.getOutputBuffers();

int inputBufferIndex = mMediaCodec.dequeueInputBuffer(-1);

if (inputBufferIndex >= 0) {

// 计算时间戳

pts = computePresentationTime(generateIndex);

ByteBuffer inputBuffer = inputBuffers[inputBufferIndex];

inputBuffer.clear();

inputBuffer.put(input);

mMediaCodec.queueInputBuffer(inputBufferIndex, 0, input.length, pts, 0);

generateIndex += 1;

}

MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();

int outputBufferIndex = mMediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, TIMEOUT_USEC);

// 从输出缓冲区队列中拿到编码好的内容，对内容进行相应处理后在释放

while (outputBufferIndex >= 0) {

ByteBuffer outputBuffer = outputBuffers[outputBufferIndex];

byte[] outData = newbyte[bufferInfo.size];

outputBuffer.get(outData);

// flags 利用位操作，定义的 flag 都是 2 的倍数

if ((bufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG) != 0) { // 配置相关的内容，也就是 SPS，PPS

mOutputStream.write(outData, 0, outData.length);

} elseif ((bufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_KEY_FRAME) != 0) { // 关键帧

mOutputStream.write(outData, 0, outData.length);

} else {

// 非关键帧和 SPS、PPS,直接写入文件，可能是 B 帧或者 P 帧

mOutputStream.write(outData, 0, outData.length);

}

mMediaCodec.releaseOutputBuffer(outputBufferIndex, false);

outputBufferIndex = mMediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, TIMEOUT_USEC);

}

} catch (IOException e) {

Log.e(TAG, e.getMessage());

}

} else {

try {

Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e) {

Log.e(TAG, e.getMessage());

}

}

}

首先，要把要把相机的?NV21?格式转换成?NV12?格式，然后 通过?dequeueInputBuffer?方法去从可用的输入缓冲区队列中出队取出缓冲区，填充完数据后再通过?queueInputBuffer?方法入队。

dequeueInputBuffer?返回缓冲区索引，如果索引小于 0 ，则表示当前没有可用的缓冲区。它的参数?timeoutUs?表示超时时间 ，毕竟用的是 MediaCodec 的同步模式，如果没有可用缓冲区，就会阻塞指定参数时间，如果参数为负数，则会一直阻塞下去。

queueInputBuffer?方法将数据入队时，除了要传递出队时的索引值，然后还需要传入当前缓冲区的时间戳?presentationTimeUs?和当前缓冲区的一个标识?flag?。

其中，时间戳通常是缓冲区渲染的时间，而标识则有多种标识，标识当前缓冲区属于那种类型：

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