基于Android4.2系统的H264视频数据的获取

基于Android4.2系统的H264视频数据的获取

0引言

Andriod系统本身不支持H264视频原始压缩数据（即符合H264压缩标准，具有NAL头的裸数据）的实时获取，基本上都是利用MediaRecorder类的setOutputFile（）函数中可以接收文件描述符的特点，使用LocalSocket从MPEG4文件流中获得H264裸数据，实现数据存储或传输。在作者的测试中，该方法存在两个问题：（1）MPEG4文件流中的H264压缩数据因为去掉了NAL头，全靠4字节的帧数据长度来获得一帧数据；当因为某些原因造成长度数据错误，而没有NAL同步头则造成一段时间内不能获得正确的H264原始数据；（2）H264数据的SPS和PPS帧不能简单确定，需要人工填写，容易造成不能解码。本文正是针对该缺点，从Android4.2.2的HAL层面上解决了该问题，并且实现了H264原始数据的文件保存，同时兼容MPEG4的所有处理方式，提高了获取数据的效率和稳定性。

1 Android MediaRecorder介绍

Android的MediaRecorder类从功能的角度包含音频，视频记录，视频预览的功能，从上到下的类调用顺序如下：

MediaRecorder.java

+- android_media_MediaRecorder.cpp

+-MediaRecorder.cpp

+-MediaPlayerService.cpp

+-MediaRecorderClient.cpp

+-StagefrightRecorder.cpp

+- MPEG4Writer.cpp,AACWriter.cpp等

本文利用系统缺省的文件输出格式，即在MediaRecorder类调用时，设置输出方式为MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT即可，通过在StagefrightRecorder类中对缺省编码方式实现特殊处理，并且参照MPEG4Writer类实现了自定义的H264Writer类，从而实现了H264原始数据的文件存储和数据传输功能。

2 StagefrightRecorder类修改

StagefrightRecorder的构造函数中调用reset函数进行了初始化设置。默认OutputFormat为3GPP, AudioEncoder为AMR NB，VideoEncoder为H264。图1为StagefrightRecorder支持输出的文件格式。

图1

本文就是将default选项提取出来，进行单独的处理，如图2所示。

图2

该类源代码所在目录路径如下：

./frameworks/av/media/libmediaplayerservice/StagefrightRecorder.cpp，代码修改如下：

（1）   添加头文件

#include <media/stagefright/H264Writer.h>

（2）   修改setOutputFormat（）函数

屏蔽对OUTPUT_FORMAT_DEFAULT的处理，直接将参数of赋值给mOutputFormat；

（3）   修改start函数

屏蔽系统对OUTPUT_FORMAT_DEFAULT的默认处理，添加单独处理代码：

case OUTPUT_FORMAT_DEFAULT:

startH264Recording();

break;

（4）   仿照setupMPEG4Recording()函数，创建setupH264Recording()函数，将newMPEG4Writer(outputFd)替换为new H264Writer(outputFd)；

（5）   仿照startMPEG4Recording()函数，创建startH264Recording()函数；

3 MPEG4Writer类介绍

MPEG4Writer类主要实现将以H264压缩编码获得的H264原始数据，以MPEG4文件格式进行一系列的处理，如填写MPEG4文件头块ftpy等。MPEG4Writer封装好的视频的格式如图3所示：

图3

在该封装格式中，首先填写fypy块，然后填写mdat。H264的原始数据就存放在mdat块中，以4个字节表示一帧数据的长度，一帧数据一帧数据存储的。当停止保存（录像等）动作后，再回填moov等box数据，包含该段视频总帧数，时长等信息。

4构建H264Writer类

H264Writer类主要实现H264编码原始数据的读取，然后不做任何处理，直接存储到Java层传递来的文件描述符的句柄中。

（1） 仿照MPEG4Writer.cpp，MPEG4Writer.h生成相应的H2644Writer.cpp，H2644Writer.h，并且将头文件拷贝到相应的include目录；

（2） 修改start（）函数

屏蔽写FtypBox的过程，屏蔽代码从writeFtypBox(param)开始到status_t err =startWriterThread()之前结束；

（3） 修改reset（）函数，该函数主要实现moov等各种box块的填写，屏蔽代码从if (mUse32BitOffset)开始到CHECK(mBoxes.empty())之前结束；

（4） 修改Track::threadEntry()函数

A）  屏蔽if(buffer->meta_data()->findInt32(kKeyIsCodecConfig, &isCodecConfig)的整个处理过程；

B）   屏蔽代码从mOwner->trackProgressStatus(mTrackId,-1, err)开始到sendTrackSummary(hasMultipleTracks)结束；

（5） 修改addLengthPrefixedSample（）函数，将代码：

uint8_t  x = length>> 24;

::write(mFd, &x, 1);

x = (length >> 16) & 0xff;

::write(mFd, &x, 1);

x = (length >> 8) & 0xff;

::write(mFd, &x, 1);

x = length & 0xff;

::write(mFd, &x, 1);

修改为：

       uint8_t  x = 0x00；

       ::write(mFd, &x, 1);

       ::write(mFd, &x, 1);

::write(mFd,&x, 1);

       x = 0x01;

::write(mFd,&x, 1);

（6） 修改MPEG4Writer.cpp文件所在目录的Android.mk文件，添加H264Writer.cpp

5编译

编译整个安卓系统，生成新的system.img镜像，更新系统重启后即可在Java层通过设置DEFAULT输出方式，实现H264原始数据的获取（文件保存或数据传输）。

6总结

通过以上的实现方法，作者实现了H264原始数据的文件存储，并且在移植了live555的源代码后，利用管道文件的方式，实现了手机端作为RTSP服务器的功能，从而在其他设备上实现了实时视频流播放功能。