Android和C#基于UDP的实时图像传输

实时图像传输的话还是用UDP比较好，速度比TCP快，反正丢一些帧也没有关系

照例先上图

电脑端

手机端

项目：http://pan.baidu.com/s/1pLrYrij

Android端

首先修改AndroidManifest.xml文件

添加这两个权限

然后把MainActiviy设置为横屏

android:screenOrientation="landscape"

然后修改activity_main.xml文件

很简单，只是一个SurfaceView

最后就是MainActivity.java了

package com.ffpy.cameratransmitclient;

import android.graphics.ImageFormat;
import android.graphics.Rect;
import android.graphics.YuvImage;
import android.hardware.Camera;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.util.LinkedList;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SurfaceHolder.Callback, Camera.PreviewCallback {

    private final int TCP_PORT = 3333;                  //TCP通讯的端口号
    private final int UDP_PORT = 4444;                  //UDP通讯的端口号
    private final String SERVER_IP = "192.168.1.104";   //服务器端的IP地址

    private Camera mCamera;
    private Camera.Size previewSize;            //预览图像的宽高
    private DatagramSocket packetSenderSocket;  //发送图像帧的套接字
    private long lastSendTime;                  //上一次发送图像帧的时间
    private InetAddress serverAddress;          //服务端地址
    private final LinkedList packetList = new LinkedList<>();   //图像数据包队列

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        final SurfaceView surfaceView = (SurfaceView) findViewById(R.id.surfaceView);
        SurfaceHolder holder = surfaceView.getHolder();
        holder.setKeepScreenOn(true);  //保持屏幕常亮
        holder.addCallback(this);

        //开启通讯连接线程，连接服务端
        new ConnectThread().start();
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        //获取相机
        if (mCamera == null) {
            mCamera = Camera.open();    //打开后摄像头
            Camera.Parameters parameters = mCamera.getParameters();
            //设置预览图大小
            //注意必须为parameters.getSupportedPreviewSizes()中的长宽，否则会报异常
            parameters.setPreviewSize(960, 544);
            previewSize = parameters.getPreviewSize();
            //设置自动对焦
            parameters.setFocusMode(Camera.Parameters.FOCUS_MODE_CONTINUOUS_PICTURE);
            mCamera.setParameters(parameters);
            mCamera.cancelAutoFocus();
            //设置回调
            try {
                mCamera.setPreviewDisplay(holder);
                mCamera.setPreviewCallback(this);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //开始预览
        mCamera.startPreview();
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {

    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        //释放相机
        if (mCamera != null) {
            mCamera.setPreviewCallback(null);
            mCamera.stopPreview();
            mCamera.release();
            mCamera = null;
        }
    }

    /**
     * 获取每一帧的图像数据
     */
    @Override
    public void onPreviewFrame(byte[] data, Camera camera) {
        long curTime = System.currentTimeMillis();
        //每20毫秒发送一帧
        if (serverAddress != null && curTime - lastSendTime >= 20) {
            lastSendTime = curTime;
            //NV21格式转JPEG格式
            YuvImage image = new YuvImage(data, ImageFormat.NV21, previewSize.width ,previewSize.height, null);
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            image.compressToJpeg(new Rect(0, 0, previewSize.width, previewSize.height), 40, bos);
            int packMaxSize = 65500;    //防止超过UDP包的最大大小
            byte[] imgBytes = bos.toByteArray();
            Log.i("tag", imgBytes.length + "");
            //打包
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(imgBytes, imgBytes.length > packMaxSize ? packMaxSize : imgBytes.length,
                    serverAddress, UDP_PORT);
            //添加到队尾
            synchronized (packetList) {
                packetList.addLast(packet);
            }
        }
    }

    /**
     * 连接线程
     */
    private class ConnectThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            try {
                //创建连接
                packetSenderSocket = new DatagramSocket();
                Socket socket = new Socket(SERVER_IP, TCP_PORT);
                serverAddress = socket.getInetAddress();
                //断开连接
                socket.close();
                //启动发送图像数据包的线程
                new ImgSendThread().start();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    /**
     * 发送图像数据包的线程
     */
    private class ImgSendThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            while (packetSenderSocket != null) {
                DatagramPacket packet;
                synchronized (packetList) {
                    //没有待发送的包
                    if (packetList.isEmpty()) {
                        try {
                            Thread.sleep(10);
                            continue;
                        } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }
                    //取出队头
                    packet = packetList.getFirst();
                    packetList.removeFirst();
                }
                try {
                    packetSenderSocket.send(packet);
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

surfaceCreated()、surfaceChanged()、surfaceDestroyed()这三个方法是对应SurfaceView的，做过Android自定义相机的都知道的。需要注意的是，在surfaceCreated()中我设置了预览图像的宽高

parameters.setPreviewSize(960, 544);

这个值我根据我手机屏幕的大小设置的，因为预览图会在SurfaceView上拉伸成SurfaceView的宽高，所以设置成跟SurfaceView的宽高比差不多，这样看上去图像不会变形。
而且它不能随便设置，设置得不对的话会报异常，可以通过parameters.getSupportedPreviewSizes()来查看手机支持的宽高列表，不同的手机所支持的不一定相同，所以如果在这里报错的话可以修改成你手机所支持的值。

onPreviewFrame()就是获取每一帧图像的地方了，在这里获取摄像头的图像帧，并转为JPEG格式。还有因为UDP每个包的大小不能超过64K，减去一下包头那些所占用的，大概还有65500个字节。因为我这里是每一个包封装一帧图像，所以要注意压缩图像，不要超过65500个字节，否则在电脑端就看不到超出的那部分图像了。

C#

窗体很简单，就是一个PictureBox放在Form上，把PictrureBox的Name设置为pictureBox，并让它充满Form。设置Form的大小为978， 591，这样pictureBox的大小就是960, 544了，跟预览图的大小一致

Form1.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Diagnostics;
using System.Drawing;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace CameraTransmitServer
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        private const int TCP_PORT = 3333;  //TCP通讯的端口号
        private const int UDP_PORT = 4444;  //UDP通讯的端口号

        private UdpClient client;
        private IPEndPoint remote;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            //创建等待连接线程
            Thread thread = new Thread(new ThreadStart(waitConnect));
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

        //等待连接
        private void waitConnect()
        {
            Socket serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
            serverSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, TCP_PORT));
            serverSocket.Listen(10);
            Debug.WriteLine("监听中");
            Socket clientSocket = serverSocket.Accept();
            Debug.WriteLine("连接成功");

            remote = (IPEndPoint) clientSocket.RemoteEndPoint;
            client = new UdpClient(new IPEndPoint(IPAddress.Any, UDP_PORT));
             
            //关闭套接字
            serverSocket.Close();
            clientSocket.Close();

            //启动接收线程
            Thread thread = new Thread(new ThreadStart(recvImage));
            thread.IsBackground = true;
            thread.Start();
        }

        //接收图像帧，并显示到PictureBox上
        private void recvImage()
        {
            while(true) 
            {
                //接受图像帧数据
                byte[] recvBuf = client.Receive(ref remote);
                MemoryStream ms = new MemoryStream(recvBuf);
                try
                {
                    //显示到pictureBox上
                    pictureBox.Image = Image.FromStream(ms);
                }
                catch (ArgumentException)
                { }
            }
        }
    }
}

这里就是等待手机端连接然后不断地接收图像数据并显示在PictureBox上

你可能会问，不是UDP吗，怎么这里还用了TCP？

我这里用TCP是为了保证连接的建立，确认连接成功后再通过UDP发送图像数据，否则的话服务端还没上线手机就开始不断地发送图像数据了。而且如果需要的话还可以用TCP的可靠连接来发送除了图像以外的其它数据，比如文字什么的。