利用 MediaCodec 进行转码
前面的文章简单介绍了 MediaCodec 的使用说明，这篇文章会说明如何使用 MediaCodec 进行视频转码。
首先关于转码的流程：
视频文件 ——> 解封装 ——> 解码 ——> 编码 ——> 封装 ——> 转码后的视频文件
那么转换到 MediaCodec 中对应的流程即：
视频
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MediaExtractor 解封装 video 数据，
-
MediaCodec 解码器解码压缩视频数据，并输入到 Surface
-
Surface 中的原始视频数据输入到 MediaCodec 编码器进行编码
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对编码器输出数据进行封装（不分块的情况下：使用 MediaMuxer 进行封装。 分块的情况下：使用 FFmpeg muxer 进行封装）
音频
-
MediaExtractor 解封装 audio 数据，
-
MediaCodec 解码器解码压缩视频数据
-
解码后的 ByteBuffer 数据输入 MediaCodec 编码器进行编码
-
对编码器输出数据进行封装（不分块的情况下：使用 MediaMuxer 进行封装。 分块的情况下：使用 FFmpeg muxer 进行封装）
先简单介绍下前面流程中提到的 MediaExtractor & MediaMuxer
MediaExtractor
主要用于提取音视频相关信息，分离音视频。读取音视频文件，然后按照一定的格式输出出来。
使用步骤（参考官方示例）：
MediaExtractor extractor = new MediaExtractor();
// 设置数据源
extractor.setDataSource(...);
// 文件轨道总数
int numTracks = extractor.getTrackCount();
for (int i = 0; i < numTracks; ++i) {
MediaFormat format = extractor.getTrackFormat(i);
String mime = format.getString(MediaFormat.KEY_MIME);
if (weAreInterestedInThisTrack) {
// 因为 MediaExtractor 需要选定轨道之后，才能读取数据。所以针对 video & audio 如果想要同步处理的话，则需要创建两个MediaExtractor分别读取
extractor.selectTrack(i);
}
}
// 读取数据到 inputBuffer
ByteBuffer inputBuffer = ByteBuffer.allocate(...)
while (extractor.readSampleData(inputBuffer, ...) != 0) {
// 数据对应索引
int trackIndex = extractor.getSampleTrackIndex();
// 数据时间戳
long presentationTimeUs = extractor.getSampleTime();
...
// 前进到下一帧(不存在下一帧，则返回 false)
extractor.advance();
}
// 释放
extractor.release();
extractor = null;
MediaMuxer
主要用于封装编码后的视频流和音频流到文件容器中（目前支持 MP4、Webm、3GP文件封装格式）
使用步骤：
// 创建 MP4 封装格式的封装器
MediaMuxer muxer = new MediaMuxer("temp.mp4", OutputFormat.MUXER_OUTPUT_MPEG_4);
// More often, the MediaFormat will be retrieved from MediaCodec.getOutputFormat()
// or MediaExtractor.getTrackFormat().
MediaFormat audioFormat = new MediaFormat(...);
MediaFormat videoFormat = new MediaFormat(...);
int audioTrackIndex = muxer.addTrack(audioFormat);
int videoTrackIndex = muxer.addTrack(videoFormat);
ByteBuffer inputBuffer = ByteBuffer.allocate(bufferSize);
boolean finished = false;
BufferInfo bufferInfo = new BufferInfo();
muxer.start();
while(!finished) {
// getInputBuffer() will fill the inputBuffer with one frame of encoded
// sample from either MediaCodec or MediaExtractor, set isAudioSample to
// true when the sample is audio data, set up all the fields of bufferInfo,
// and return true if there are no more samples.
finished = getInputBuffer(inputBuffer, isAudioSample, bufferInfo);
if (!finished) {
int currentTrackIndex = isAudioSample ? audioTrackIndex : videoTrackIndex;
// 写入文件
muxer.writeSampleData(currentTrackIndex, inputBuffer, bufferInfo);
}
};
muxer.stop();
muxer.release();
使用 Surface 作为解码的输出以及编码的输入
MediaCodec 通过 Surface 可以实现编解码的硬件加速。
编码器通过调用 createInputSurface() 方法获取一个 Surface 作为 encoder的输入。
解码器在 调用 configure() 方法时传入 Surface 参数，解码后的数据直接输出到 Surface。
前面简单介绍了 MediaCodec 的大致流程，下面展开具体介绍：
MediaCodec 转码流程.png
MediaCodec 选择异步方式，前面的文章已经介绍过异步方式下如何调用，主要是四个方法：
public void onInputBufferAvailable(); // codec 存在可用输入缓冲区，将需要处理的数据输入缓冲区 public void onOutputBufferAvailable();// codec 存在可用输出缓冲，取出完成编解码的数据进行下一步处理 public void onError(); // 编解码出错 public void onOutputFormatChanged(); // 输出的 MediaFormat 发生了改变
参考着上面的流程图，介绍下每个主要的步骤
视频：
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创建 MediaExtractor, 用于获取输入视频的 MediaFormat 以及 读取视频压缩数据
-
配置视频输出相关参数（码率、宽&高、帧率等）MediaFormat, 创建 video 编码器，并获取 encoder 的输入 Surface
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通过 MediaExtractor 获取输入视频的 MediaFormat, 创建 video 解码器，并在 configure 时传入 Surface 作为输出目标
-
当 decoder 存在可用输入缓冲时，通过 MediaExtractor 读取 video 压缩数据，传入 decoder 进行处理（queueInputBuffer）
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当 decoder 存在可用输出缓冲时，调用 releaseOutputBuffer(index, true) 将数据输出到 Surface，
encoder 存在可用输入缓冲时，会直接从 Surface 获取数据（这部分会自动处理，不用做额外工作）
-
encoder 存在可用输出缓冲时，getOutputBuffer(index) 获取 video 压缩数据，进行封装
音频：
-
创建 MediaExtractor, 用于获取输入音频的 MediaFormat 以及 读取音频压缩数据
-
配置音频输出相关参数（采样率、比特率、信道数量等）MediaFormat, 创建 audio 编码器
-
通过 MediaExtractor 获取输入音频的 MediaFormat, 创建 audio 解码器
-
当 decoder 存在可用输入缓冲时，通过 MediaExtractor 读取 audio 压缩数据，传入 decoder 进行处理（queueInputBuffer）
-
当 decoder 存在可用输出缓冲时，getOutputBuffer(index) 获取音频原始数据，并存入本地缓存
encoder 存在可用输入缓冲时，将本地缓存中的音频原始数据 queInputBuffer 输入编码器
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encoder 存在可用输出缓冲时，getOutputBuffer(index) 获取 audio 压缩数据，进行封装
Tips:
转码中存在视频截取的场景，MediaCodec 中没有类似 FFmpeg 中 "-ss、-t" 可以控制截取起点和时长的参数，所以需要在向解码器输入参数时人为进行截取：
// seek 到指定时间(mode - 指定时间的前一帧、后一帧、最靠近的一帧)
public native void seekTo(long timeUs, @SeekMode int mode);
首先： 调用 MediaExtractor.seekTo 方法 seek 到视频截取开始时间
然后： 在向解码器中传输压缩数据时，判断是否处理了足够时长的数据，下面直接通过代码来看：
while (!mVideoReadDone) {
// 读取视频数据到解码器输入缓冲
int size = mVideoExtractor.readSampleData(decoderInputBuffer, 0);
long pst = mVideoExtractor.getSampleTime();
// 判断当前帧的时间戳是否已经超过要截取的时长
if (length != 0 && pst > start + length) {
// 到达剪辑时间
mVideoReadDone = true;
} else {
if (start > 0) {
// 如果需要截取视频，需要重新计算时间戳(因为当前帧记录的还是截取之前的时间戳)
videoPst += videoSampleTime;
pst = videoPst;
}
if (size >= 0) {
// 将解码器缓冲送入解码器
codec.queueInputBuffer(index, 0, size, pst,
mVideoExtractor.getSampleFlags());
}
// 视频数据是否已读取完
mVideoReadDone = !mVideoExtractor.advance();
}
if (mVideoReadDone) {
// 视频数据读完 或 到达剪辑时间
logdw(LOG_LEVEL_DEBUG, "Video extractor: EOS");
// send EOS to decoder
codec.queueInputBuffer(index, 0, 0, 0,
MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM);
}
if (size >= 0) {
break;
}
}
视频封装：
MediaMuxer:
在使用 MediaMuxer 进行音视频封装时需要注意：需要先添加 video & audio track，然后才能向 muxer 写入压缩数据。
public abstract void onOutputFormatChanged(
@NonNull MediaCodec codec, @NonNull MediaFormat format);
在编码器输出数据之前，会先输出压缩数据的 MediaFormat，因此要在 video & audio 编码器都输出 OutputFormat 之后，并添加到 MeidaMuxer 之后，再调用 start 方法启动 Muxer:
// 记录下 video & audio 的track，后面写入数据时需要用到
mOutputVideoTrack = mMuxer.addTrack(mEncoderVideoFormat);
mOutputAudioTrack = mMuxer.addTrack(mEncoderAudioFormat);
mMuxer.start();
当编码器输出压缩数据后：
public void onOutputBufferAvailable(MediaCodec codec, int index, MediaCodec.BufferInfo info)
就可以将 video & audio 压缩数据写入 MediaMuxer 进行封装：
// video
ByteBuffer videoOutputBuffer = mVideoEncoder.getOutputBuffer(index);
mMuxer.writeSampleData(mOutputVideoTrack, videoOutputBuffer, info);
// audio
ByteBuffer audioOutputBuffer = mAudioEncoder.getOutputBuffer(index);
mMuxer.writeSampleData(mOutputAudioTrack, audioOutputBuffer, info);
FFmpeg： 关于使用 FFmpeg muxer 封装 MediaCodec 压缩数据在另外一篇文章中单独介绍。
