鸿蒙（API 12 Beta3版）【音视频解封装】 文件解析封装

Android技术栈2024-08-13 16:00

开发者可以调用本模块的Native API接口，完成音视频解封装，即从比特流数据中取出音频、视频等媒体帧数据。

当前支持的数据输入类型有：远程连接(http协议、HLS协议)和文件描述符(fd)。

支持的解封装格式如下：

媒体格式 封装格式 码流格式
音视频 mp4 视频码流：AVC(H.264)、HEVC(H.265)音频码流：AAC、MPEG(MP3)、AudioVivid
音视频 fmp4 视频码流：AVC(H.264)、HEVC(H.265)音频码流：AAC、MPEG(MP3)、AudioVivid
音视频 mkv 视频码流：AVC(H.264)、HEVC(H.265)音频码流：AAC、MPEG(MP3)、OPUS
音视频 mpeg-ts 视频码流：AVC(H.264)、HEVC(H.265)音频码流：AAC、MPEG(MP3)、Audio Vivid
音视频 flv 视频码流：AVC(H.264)、HEVC(H.265)音频码流：AAC
音频 m4a 音频码流：AAC、AudioVivid
音频 aac 音频码流：AAC
音频 mp3 音频码流：MPEG(MP3)
音频 ogg 音频码流：OGG
音频 flac 音频码流：FLAC
音频 wav 音频码流：PCM
音频 amr 音频码流：AMR(AMR-NB、AMR-WB)
音频 ape 音频码流：APE
外挂字幕 srt 字幕流：SRT

适用场景：

  • 播放

    播放媒体文件时，需要先对音视频流进行解封装，然后使用解封装获取的帧数据进行解码和播放。

  • 音视频编辑

    编辑媒体文件时，需要先对音视频流进行解封装，获取到指定帧进行编辑。

  • 媒体文件格式转换（转封装）

    媒体文件格式转换时，需要先对音视频流进行解封装，然后按需将音视频流封装至新的格式文件内。

开发指导

说明

  • 调用解封装能力解析网络播放路径，需要[声明权限]：ohos.permission.INTERNET
  • 调用解封装能力解析本地文件，需要[向用户申请授权]：ohos.permission.READ_MEDIA
  • 如果使用ResourceManager.getRawFd打开HAP资源文件描述符，使用方法请参考[ResourceManager API参考]

在 CMake 脚本中链接动态库

target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_codecbase.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_avdemuxer.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_avsource.so)
target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_media_core.so)

开发步骤

  1. 添加头文件。

    #include <multimedia/player_framework/native_avdemuxer.h>
    #include <multimedia/player_framework/native_avsource.h>
    #include <multimedia/player_framework/native_avcodec_base.h>
    #include <multimedia/player_framework/native_avformat.h>
    #include <multimedia/player_framework/native_avbuffer.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <sys/stat.h>

  2. 创建资源管理实例对象。

    // 创建文件操作符 fd，打开时对文件句柄必须有读权限(filePath 为待解封装文件路径，需预置文件，保证路径指向的文件存在)
    std::string filePath = "test.mp4";
    int fd = open(filePath.c_str(), O_RDONLY);
    struct stat fileStatus {};
    size_t fileSize = 0;
    if (stat(filePath.c_str(), &fileStatus) == 0) {
    fileSize = static_cast<size_t>(fileStatus.st_size);
    } else {
    printf("get stat failed");
    return;
    }
    // 为 fd 资源文件创建 source 资源对象, 传入 offset 不为文件起始位置 或 size 不为文件大小时，可能会因不能获取完整数据导致 source 创建失败、或后续解封装失败等问题
    OH_AVSource *source = OH_AVSource_CreateWithFD(fd, 0, fileSize);
    if (source == nullptr) {
    printf("create source failed");
    return;
    }
    // 为 uri 资源文件创建 source 资源对象(可选)
    // OH_AVSource *source = OH_AVSource_CreateWithURI(uri);

    // 为自定义数据源创建 source 资源对象(可选)。使用该方式前，需要先实现AVSourceReadAt接口函数实现。
    // 当使用OH_AVSource_CreateWithDataSource时需要补充g_filePath
    // g_filePath = filePath ;
    // OH_AVDataSource dataSource = {fileSize, AVSourceReadAt};
    // OH_AVSource *source = OH_AVSource_CreateWithDataSource(&dataSource);

AVSourceReadAt接口函数，需要放在创建资源管理实例对象前实现：:

// 添加头文件
#include <fstream>

static std::string g_filePath;

enum MediaDataSourceError : int32_t {
   SOURCE_ERROR_IO = -2,
   SOURCE_ERROR_EOF = -1
};

int32_t AVSourceReadAt(OH_AVBuffer *data, int32_t length, int64_t pos)
{
   if (data == nullptr) {
      printf("AVSourceReadAt : data is nullptr!\n");
      return MediaDataSourceError::SOURCE_ERROR_IO;
   }

   std::ifstream infile(g_filePath, std::ofstream::binary);
   if (!infile.is_open()) {
      printf("AVSourceReadAt : open file failed! file:%s\n", g_filePath.c_str());
      return MediaDataSourceError::SOURCE_ERROR_IO;  // 打开文件失败
   }

   infile.seekg(0, std::ios::end);
   int64_t fileSize = infile.tellg();
   if (pos >= fileSize) {
      printf("AVSourceReadAt : pos over or equals file size!\n");
      return MediaDataSourceError::SOURCE_ERROR_EOF;  // pos已经是文件末尾位置，无法读取
   }

   if (pos + length > fileSize) {
      length = fileSize - pos;    // pos+length长度超过文件大小时，读取从pos到文件末尾的数据
   }

   infile.seekg(pos, std::ios::beg);
   if (length <= 0) {
      printf("AVSourceReadAt : raed length less than zero!\n");
      return MediaDataSourceError::SOURCE_ERROR_IO;
   }
   char* buffer = new char[length];
   infile.read(buffer, length);
   infile.close();

   memcpy(reinterpret_cast<char *>(OH_AVBuffer_GetAddr(data)),
      buffer, length);
   delete[] buffer;

   return length;
}

  1. 创建解封装器实例对象。

    // 为资源对象创建对应的解封装器
    OH_AVDemuxer *demuxer = OH_AVDemuxer_CreateWithSource(source);
    if (demuxer == nullptr) {
    printf("create demuxer failed");
    return;
    }

  2. 注册[DRM信息监听函数]（可选，若非DRM码流或已获得[DRM信息]，可跳过此步）。

添加头文件

#include <multimedia/drm_framework/native_drm_common.h>

在 CMake 脚本中链接动态库

target_link_libraries(sample PUBLIC libnative_drm.so)

设置DRM信息监听的接口有两种，可根据需要选择。

使用示例一：

// DRM信息监听回调OnDrmInfoChanged实现
static void OnDrmInfoChanged(DRM_MediaKeySystemInfo *drmInfo)
{
   // 解析DRM信息，包括数量、DRM类型及对应pssh
}

DRM_MediaKeySystemInfoCallback callback = &OnDrmInfoChanged;
Drm_ErrCode ret = OH_AVDemuxer_SetMediaKeySystemInfoCallback(demuxer, callback);

使用示例二：

// DRM信息监听回调OnDrmInfoChangedWithObj实现
static void OnDrmInfoChangedWithObj(OH_AVDemuxer *demuxer, DRM_MediaKeySystemInfo *drmInfo)
{
   // 解析DRM信息，包括数量、DRM类型及对应pssh
}

Demuxer_MediaKeySystemInfoCallback callback = &OnDrmInfoChangedWithObj;
Drm_ErrCode ret = OH_AVDemuxer_SetDemuxerMediaKeySystemInfoCallback(demuxer, callback);

在监听到DRM信息后，也可主动调用获取DRM信息(uuid及对应pssh)接口。

DRM_MediaKeySystemInfo mediaKeySystemInfo;
OH_AVDemuxer_GetMediaKeySystemInfo(demuxer, &mediaKeySystemInfo);

  1. 获取文件轨道数（可选，若用户已知轨道信息，可跳过此步）。

    // 从文件 source 信息获取文件轨道数，用户可通过该接口获取文件级别属性，具体支持信息参考附表 1
    OH_AVFormat *sourceFormat = OH_AVSource_GetSourceFormat(source);
    if (sourceFormat == nullptr) {
    printf("get source format failed");
    return;
    }
    int32_t trackCount = 0;
    if (!OH_AVFormat_GetIntValue(sourceFormat, OH_MD_KEY_TRACK_COUNT, &trackCount)) {
    printf("get track count from source format failed");
    return;
    }
    OH_AVFormat_Destroy(sourceFormat);

  2. 获取轨道index及信息（可选，若用户已知轨道信息，可跳过此步）。

    uint32_t audioTrackIndex = 0;
    uint32_t videoTrackIndex = 0;
    int32_t w = 0;
    int32_t h = 0;
    int32_t trackType;
    for (uint32_t index = 0; index < (static_cast<uint32_t>(trackCount)); index++) {
    // 获取轨道信息，用户可通过该接口获取对应轨道级别属性，具体支持信息参考附表 2
    OH_AVFormat *trackFormat = OH_AVSource_GetTrackFormat(source, index);
    if (trackFormat == nullptr) {
    printf("get track format failed");
    return;
    }
    if (!OH_AVFormat_GetIntValue(trackFormat, OH_MD_KEY_TRACK_TYPE, &trackType)) {
    printf("get track type from track format failed");
    return;
    }
    static_cast<OH_MediaType>(trackType) == OH_MediaType::MEDIA_TYPE_AUD ? audioTrackIndex = index : videoTrackIndex = index;
    // 获取视频轨宽高
    if (trackType == OH_MediaType::MEDIA_TYPE_VID) {
    if (!OH_AVFormat_GetIntValue(trackFormat, OH_MD_KEY_WIDTH, &w)) {
    printf("get track width from track format failed");
    return;
    }
    if (!OH_AVFormat_GetIntValue(trackFormat, OH_MD_KEY_HEIGHT, &h)) {
    printf("get track height from track format failed");
    return;
    }
    }
    OH_AVFormat_Destroy(trackFormat);
    }

  3. 添加解封装轨道。

    if(OH_AVDemuxer_SelectTrackByID(demuxer, audioTrackIndex) != AV_ERR_OK){
    printf("select audio track failed: %d", audioTrackIndex);
    return;
    }
    if(OH_AVDemuxer_SelectTrackByID(demuxer, videoTrackIndex) != AV_ERR_OK){
    printf("select video track failed: %d", videoTrackIndex);
    return;
    }
    // 取消选择轨道(可选)
    // OH_AVDemuxer_UnselectTrackByID(demuxer, audioTrackIndex);

  4. 调整轨道到指定时间点(可选)。

    // 调整轨道到指定时间点，后续从该时间点进行解封装
    // 注意：
    // 1. mpegts格式文件使用OH_AVDemuxer_SeekToTime功能时，跳转到的位置可能为非关键帧。可在跳转后调用OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer，通过获取到的OH_AVCodecBufferAttr判断当前帧是否为关键帧。若非关键帧影响应用侧显示等功能，可在跳转后循环读取，获取到后续第一帧关键帧后，再进行解码等处理。
    // 2. ogg格式文件使用OH_AVDemuxer_SeekToTime功能时，会跳转到传入时间millisecond所在时间间隔(秒)的起始处，可能会导致一定数量的帧误差。
    OH_AVDemuxer_SeekToTime(demuxer, 0, OH_AVSeekMode::SEEK_MODE_CLOSEST_SYNC);

  5. 开始解封装，循环获取帧数据(以含音频、视频两轨的文件为例)。

    // 创建 buffer，用与保存用户解封装得到的数据
    OH_AVBuffer *buffer = OH_AVBuffer_Create(w * h * 3 >> 1);
    if (buffer == nullptr) {
    printf("build buffer failed");
    return;
    }
    OH_AVCodecBufferAttr info;
    bool videoIsEnd = false;
    bool audioIsEnd = false;
    int32_t ret;
    while (!audioIsEnd || !videoIsEnd) {
    // 在调用 OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer 接口获取数据前，需要先调用 OH_AVDemuxer_SelectTrackByID 选中需要获取数据的轨道
    // 获取音频帧数据
    if(!audioIsEnd) {
    ret = OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer(demuxer, audioTrackIndex, buffer);
    if (ret == AV_ERR_OK) {
    // 可通过 buffer 获取并处理音频帧数据
    OH_AVBuffer_GetBufferAttr(buffer, &info);
    printf("audio info.size: %d\n", info.size);
    if (info.flags == OH_AVCodecBufferFlags::AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) {
    audioIsEnd = true;
    }
    }
    }
    if(!videoIsEnd) {
    ret = OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer(demuxer, videoTrackIndex, buffer);
    if (ret == AV_ERR_OK) {
    // 可通过 buffer 获取并处理视频帧数据
    OH_AVBuffer_GetBufferAttr(buffer, &info);
    printf("video info.size: %d\n", info.size);
    if (info.flags == OH_AVCodecBufferFlags::AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) {
    videoIsEnd = true;
    }
    }
    }
    }
    OH_AVBuffer_Destroy(buffer);

  6. 销毁解封装实例。

    // 需要用户调用 OH_AVSource_Destroy 接口成功后，手动将对象置为 NULL，对同一对象重复调用 OH_AVSource_Destroy 会导致程序错误
    if (OH_AVSource_Destroy(source) != AV_ERR_OK) {
    printf("destroy source pointer error");
    }
    source = NULL;
    // 需要用户调用 OH_AVDemuxer_Destroy 接口成功后，手动将对象置为 NULL，对同一对象重复调用 OH_AVDemuxer_Destroy 会导致程序错误
    if (OH_AVDemuxer_Destroy(demuxer) != AV_ERR_OK) {
    printf("destroy demuxer pointer error");
    }
    demuxer = NULL;
    close(fd);

附表

文件级别属性支持范围

说明

正常解析时才可以获取对应属性数据；如果文件信息错误或缺失，将导致解析异常，无法获取数据。

表1 文件级别属性支持范围

名称 描述
OH_MD_KEY_TITLE 文件标题的键
OH_MD_KEY_ARTIST 文件艺术家的键
OH_MD_KEY_ALBUM 文件专辑的键
OH_MD_KEY_ALBUM_ARTIST 文件专辑艺术家的键
OH_MD_KEY_DATE 文件日期的键
OH_MD_KEY_COMMENT 文件注释的键
OH_MD_KEY_GENRE 文件流派的键
OH_MD_KEY_COPYRIGHT 文件版权的键
OH_MD_KEY_LANGUAGE 文件语言的键
OH_MD_KEY_DESCRIPTION 文件描述的键
OH_MD_KEY_LYRICS 文件歌词的键
OH_MD_KEY_TRACK_COUNT 文件轨道数量的键
OH_MD_KEY_DURATION 文件时长的键
OH_MD_KEY_START_TIME 文件起始时间的键

轨道级别属性支持范围

说明

正常解析时才可以获取对应属性数据；如果文件信息错误或缺失，将导致解析异常，无法获取数据。

表2 轨道级别属性支持范围

名称 描述 视频轨支持 音频轨支持 字幕轨支持
OH_MD_KEY_CODEC_MIME 码流编解码器类型的键 √ √ √
OH_MD_KEY_TRACK_TYPE 码流媒体类型的键 √ √ √
OH_MD_KEY_BITRATE 码流比特率的键 √ √ -
OH_MD_KEY_LANGUAGE 码流语言类型的键 √ √ -
OH_MD_KEY_CODEC_CONFIG 编解码器特定数据的键，视频中表示传递xps，音频中表示传递extraData √ √ -
OH_MD_KEY_WIDTH 视频流宽度的键 √ - -
OH_MD_KEY_HEIGHT 视频流高度的键 √ - -
OH_MD_KEY_FRAME_RATE 视频流帧率的键 √ - -
OH_MD_KEY_ROTATION 视频流旋转角度的键 √ - -
OH_MD_KEY_VIDEO_SAR 视频流样本长宽比的键 √ - -
OH_MD_KEY_PROFILE 视频流编码档次，只针对 h265 码流使用 √ - -
OH_MD_KEY_RANGE_FLAG 视频流视频YUV值域标志的键，只针对 h265 码流使用 √ - -
OH_MD_KEY_COLOR_PRIMARIES 视频流视频色域的键，只针对 h265 码流使用 √ - -
OH_MD_KEY_TRANSFER_CHARACTERISTICS 视频流视频传递函数的键，只针对 h265 码流使用 √ - -
OH_MD_KEY_MATRIX_COEFFICIENTS 视频矩阵系数的键，只针对 h265 码流使用 √ - -
OH_MD_KEY_VIDEO_IS_HDR_VIVID 视频流标记是否为 HDRVivid 的键，只针对 HDRVivid 码流使用 √ - -
OH_MD_KEY_AUD_SAMPLE_RATE 音频流采样率的键 - √ -
OH_MD_KEY_AUD_CHANNEL_COUNT 音频流通道数的键 - √ -
OH_MD_KEY_CHANNEL_LAYOUT 音频流所需编码通道布局的键 - √ -
OH_MD_KEY_AUDIO_SAMPLE_FORMAT 音频流样本格式的键 - √ -
OH_MD_KEY_AAC_IS_ADTS aac格式的键，只针对 aac 码流使用 - √ -
OH_MD_KEY_BITS_PER_CODED_SAMPLE 音频流每个编码样本位数的键 - √ -

最后呢

很多开发朋友不知道需要学习那些鸿蒙技术？鸿蒙开发岗位需要掌握那些核心技术点？为此鸿蒙的开发学习必须要系统性的进行。

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  • 《鸿蒙 (OpenHarmony)开发学习视频》
  • 《鸿蒙生态应用开发V2.0白皮书》
  • 《鸿蒙 (OpenHarmony)开发基础到实战手册》
  • OpenHarmony北向、南向开发环境搭建
  • 《鸿蒙开发基础》
  • 《鸿蒙开发进阶》
  • 《鸿蒙开发实战》

总结

鸿蒙---作为国家主力推送的国产操作系统。部分的高校已经取消了安卓课程，从而开设鸿蒙课程；企业纷纷跟进启动了鸿蒙研发。

并且鸿蒙是完全具备无与伦比的机遇和潜力的；预计到年底将有 5,000 款的应用完成原生鸿蒙开发，未来将会支持 50 万款的应用。那么这么多的应用需要开发，也就意味着需要有更多的鸿蒙人才。鸿蒙开发工程师也将会迎来爆发式的增长，学习鸿蒙势在必行！ 自↓↓↓拿

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