CN113490047A - 一种Android音视频播放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种Android音视频播放方法，属于移动互联网、音视频领域，包括以下步骤：步骤1)生成ffmpeg动态库和头文件；步骤2)音视频分离；步骤3)视频解码播放；步骤4)音频解码播放；步骤5)音视频同步。提高音视频播放的性能，支持多种视频格式的播放。
Description
技术领域
本发明涉及移动互联网、音视频领域，尤其涉及一种基于ffmpeg和OpenSLES组合实现的Android音视频播放方法。
背景技术
ffmpeg——
是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。
核心模块：libavformat、libavcodec、libavfilter、libavutil、libswresample和libswscale。
视频压缩——
去除视频中冗余信息：编码冗余、视觉冗余、知识冗余。减小视频数据量，便于存储、传输。这里我们采用H.264编码格式对数据进行有损压缩，这种方式压缩比高，压缩前后图像不一致，但是人的视觉几乎无法察觉。
IPB帧——
I frame：帧内编码帧，I帧通常是每个GOP(MPEG所使用的一种视频压缩技术)的第一个帧，经过适度地压缩，作为随机访问的参考点，可以当成图像。I帧可以看成是一个图像经过压缩后的产物。自身可以通过视频解压算法解压成一张单独的完整的图片。
P frame:前向预测编码帧，通过充分将低于图像序列中前面已编码帧的时间冗余信息来压缩传输数据量的编码图像，也叫预测帧；需要参考其前面的一个I frame或者Bframe来生成一张完整的图片。
B frame:双向预测内插编码帧，既考虑与源图像序列前面已编码帧，也顾及源图像序列后面已编码帧之间的时间冗余信息来压缩传输数据量的编码图像，也叫双向预测帧；则要参考其前一个I或者P帧及其后面的一个P帧来生成一张完整的图片。
YUV——
“Y”表示明亮度也就是灰度值,而“U”和“V”表示的则是色度和饱和度，作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。
PTS——Presentation Time Stamp。PTS主要用于度量解码后的视频帧什么时候被显示出来。
DTS——
Decode Time Stamp。DTS主要是标识读入内存中的帧数据在什么时候开始送入解码器中进行解码。
OpenSL ES——
OpenSL ES(Open Sound Library for Embedded Systems)是无授权费、跨平台、针对嵌入式系统精心优化的硬件音频加速API。它为嵌入式移动多媒体设备上的本地应用程序开发者提供标准化,高性能,低响应时间的音频功能实现方法，并实现软/硬件音频性能的直接跨平台部署，降低执行难度，促进高级音频市场的发展。简单来说OpenSL ES是一个嵌入式跨平台免费的音频处理库。
JNI——
JNI是Java Native Interface的缩写，通过使用Java本地接口书写程序，可以确保代码在不同的平台上方便移植，这里主要用于解决C/C++与Java层的交互。
现有的Android音视原生API对音视频处理上存在功能和性能局限性，扩展性低，无法满足现有的需要。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种Android音视频播放方法，旨在解决Android原生API对音视频处理上功能和性能局限性，大大提高音视频播放的性能，支持多种视频格式的播放，并能够根据需求扩展功能。
本发明的技术方案是：
一种Android音视频播放方法，
包括以下步骤：
步骤1)生成ffmpeg动态库和头文件；
步骤2)音视频分离；
步骤3)视频解码播放；
步骤4)音频解码播放；
步骤5)音视频同步。
进一步的，
1)生成ffmpeg动态库和头文件
在Linux环境中下载ffmpeg最新API与NDK,用NDK的clang工具对ffmpeg进行交叉编译，生成Android可用的.so文件和头文件，将生成的.so文件与头文件导入AndroidStudio并且在CmakeList文件中配置。
进一步的，
2)音视频分离
对音视频或者直播流进行解码，读取其中的音频包和视频包，以便于后续步骤对于音视频进行处理，当队列中的包积压过多时暂停解码。
再进一步的，
实现步骤如下：
2.1)打开媒体地址，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息。
2.2)查找媒体中的音视频流，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息；
2.3)通过当前流使用的编码方式，查找解码器，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息；
2.4)打开解码器，对音视频流进行解码，分别读取音频数据包、视频数据包，分别加入相应队列，等待处理播放；
2.5)如此根据音视频中流的数量重复2.3)、2.4)步骤直至所有数据包分离完成。
进一步的，
3)视频解码播放
在获得了视频包的队列之后，用ffmpeg对视频进行解码、处理、播放。
再进一步的，
实现步骤如下：
3.1)开一个线程，从视频包队列中不断取出数据，进行解码，获得一帧一帧的图像；
3.2)将获得的图像转化为RGBA格式；
3.3)对图像根据播放控件大小分配宽高，进行切片压缩处理；
3.4)再开一个线程，将处理好的图像渲染到ANativeWindow进行异步播放；
3.5)将播放完的图像进行释放。
进一步的，
4)音频解码播放
在获得了音频包的队列之后，基于ffmpeg对音频进行解码,基于OpenSLES进行处理、播放。
再进一步的，
实现步骤如下：
4.1)开一个解码线程，从音频包队列中不断取出数据，进行解码，获得音频数据；
4.2)再开一个播放线程创建OpenSL ES引擎，初始化，获取引擎接口；
4.3)设置混音器并初始化；
4.4)创建播放器；
4.5)转化音频格式为PCM、设置44100采样率、16采样位、双声道、小端数据；
4.6)配置音轨；
4.7)初始化播放器，进行播放音频；
4.8)释放已播放资源。
进一步的，
5)音视频同步
实现上述步骤后，音视频已经都能够单独播放了，但是因为都在各自线程中播放，会存在不同步现象，这里采用视频向音频同步的方式进行同步。
再进一步的，
实现步骤如下：
5.1)分别获得音视频相对开始播放得相对时间t1、t2,单位ms；
5.2)计算t＝t1–t2，经过测试当|t|<0.05时，察觉到不同步，若t>0,则证明音频快，当t>0.05时证明，视频包积压太多，此时对待播放得视频帧队列进行丢包处理(需要判断当前要丢得帧是否为关键帧(I帧)，不是的时候丢，防止后续B、P帧因丢失I帧无法生成画面)，丢完之后再进行时间计算，如果仍然t>0.05,继续丢包，直至0<t<0.05；若t<0,当t<-0.05时，证明视频播放过快，此时需要对视频播放进行休眠处理，等待音频追上，直至-0.05<t<0。
本发明的有益效果是
通过以上步骤的设置，一个基于ffmpeg和OpenSLES的音视频播放系统就完成了，可以支持mp4、rtmp、flv等多种格式进行播放，可以有效的提高播放性能，并后续对功能进行扩展。
附图说明
图1是音视频分离示意图；
图2是视频解码播放示意图；
图3是音频解码播放示意图；
图4是音视频同步示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种Android音视频播放方法。包括以下步骤：
步骤1生成ffmpeg动态库和头文件；
步骤2音视频分离；
步骤3视频解码播放；
步骤4音频解码播放；
步骤5音视频同步。
其中，
1生成ffmpeg动态库和头文件
在Linux环境中下载ffmpeg最新API与NDK,用NDK的clang工具对ffmpeg进行交叉编译，生成Android可用的.so文件和头文件，将生成的.so文件与头文件导入AndroidStudio并且在CmakeList文件中配置。
2音视频分离
对于一段音视频或者直播流进行解码，读取其中的音频包和视频包，以便于后续步骤对于音视频进行处理，当队列中的包积压过多时暂停解码，防止解码过快，占用内存过高。
实现步骤如下：(见图1)
2.1打开媒体地址(文件地址、直播地址)，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息。
2.2查找媒体中的音视频流，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息。
2.3通过当前流使用的编码方式，查找解码器，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息。
2.4打开解码器，对音视频流进行解码，分别读取音频数据包、视频数据包，分别加入相应队列，等待处理播放。
2.5如此根据音视频中流的数量重复3、4步骤直至所有数据包分离完成。
3视频解码播放
在获得了视频包的队列之后，用ffmpeg对视频进行解码、处理、播放。
实现步骤如下：(见图2)
3.1开一个线程，从视频包队列中不断取出数据，进行解码，获得一帧一帧的图像。
3.2将获得的图像转化为RGBA格式。
3.3对图像根据播放控件大小分配宽高，进行切片压缩处理。
3.4再开一个线程，将处理好的图像渲染到ANativeWindow进行异步播放，提高流畅度。
3.5将播放完的图像进行释放。
4音频解码播放
在获得了音频包的队列之后，基于ffmpeg对音频进行解码,基于OpenSLES进行处理、播放。
实现步骤如下：(见图3)
4.1开一个解码线程，从音频包队列中不断取出数据，进行解码，获得音频数据。
4.2再开一个播放线程创建OpenSL ES引擎，初始化，获取引擎接口。
4.3设置混音器并初始化。
4.4创建播放器。
4.5转化音频格式为PCM、设置44100采样率、16采样位、双声道、小端数据。
4.6配置音轨。
4.7初始化播放器，进行播放音频。
4.8释放已播放资源。
5音视频同步
实现上述步骤后，音视频已经都能够单独播放了，但是因为都在各自线程中播放，会存在不同步现象，这里采用视频向音频同步的方式进行同步。
实现步骤如下：(见图4)
5.1分别获得音视频相对开始播放得相对时间t1、t2,单位ms。
5.2计算t＝t1–t2，经过测试当|t|<0.05时，几乎无法察觉到不同步，若t>0,则证明音频快，当t>0.05时证明，视频包积压太多，此时对待播放得视频帧队列进行丢包处理(需要判断当前要丢得帧是否为关键帧(I帧)，不是的时候丢，防止后续B、P帧因丢失I帧无法生成画面)，丢完之后再进行时间计算，如果仍然t>0.05,继续丢包，直至0<t<0.05；若t<0,当t<-0.05时，证明视频播放过快，此时需要对视频播放进行休眠处理，等待音频追上，直至-0.05<t<0。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种Android音视频播放方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤1)生成ffmpeg动态库和头文件；
步骤2)音视频分离；
步骤3)视频解码播放；
步骤4)音频解码播放；
步骤5)音视频同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
1)生成ffmpeg动态库和头文件
在Linux环境中下载ffmpeg最新API与NDK,用NDK的clang工具对ffmpeg进行交叉编译，生成Android可用的.so文件和头文件，将生成的.so文件与头文件导入Android Studio并且在CmakeList文件中配置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
2)音视频分离
对音视频或者直播流进行解码，读取其中的音频包和视频包，以便于后续步骤对于音视频进行处理，当队列中的包积压过多时暂停解码。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
实现步骤如下：
2.1)打开媒体地址，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息。
2.2)查找媒体中的音视频流，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息；
2.3)通过当前流使用的编码方式，查找解码器，成功，进行下一步，否则回调给Java层错误信息；
2.4)打开解码器，对音视频流进行解码，分别读取音频数据包、视频数据包，分别加入相应队列，等待处理播放；
2.5)如此根据音视频中流的数量重复2.3)、2.4)步骤直至所有数据包分离完成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3)视频解码播放
在获得了视频包的队列之后，用ffmpeg对视频进行解码、处理、播放。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
实现步骤如下：
3.1)开一个线程，从视频包队列中不断取出数据，进行解码，获得一帧一帧的图像；
3.2)将获得的图像转化为RGBA格式；
3.3)对图像根据播放控件大小分配宽高，进行切片压缩处理；
3.4)再开一个线程，将处理好的图像渲染到ANativeWindow进行异步播放；
3.5)将播放完的图像进行释放。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4)音频解码播放
在获得了音频包的队列之后，基于ffmpeg对音频进行解码,基于OpenSLES进行处理、播放。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
实现步骤如下：
4.1)开一个解码线程，从音频包队列中不断取出数据，进行解码，获得音频数据；
4.2)再开一个播放线程创建OpenSL ES引擎，初始化，获取引擎接口；
4.3)设置混音器并初始化；
4.4)创建播放器；
4.5)转化音频格式为PCM、设置44100采样率、16采样位、双声道、小端数据；
4.6)配置音轨；
4.7)初始化播放器，进行播放音频；
4.8)释放已播放资源。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5)音视频同步
实现上述步骤后，音视频已经都能够单独播放了，但是因为都在各自线程中播放，会存在不同步现象，这里采用视频向音频同步的方式进行同步。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
实现步骤如下：
5.1)分别获得音视频相对开始播放得相对时间t1、t2,单位ms；
5.2)计算t＝t1–t2，经过测试当|t|<0.05时，察觉到不同步，若t>0,则证明音频快，当t>0.05时证明，视频包积压太多，此时对待播放得视频帧队列进行丢包处理，丢完之后再进行时间计算，如果仍然t>0.05,继续丢包，直至0<t<0.05；若t<0,当t<-0.05时，证明视频播放过快，此时需要对视频播放进行休眠处理，等待音频追上，直至-0.05<t<0。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211008 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |