利用MediaCodec对音频编解码
刚开始工作，之前学习的全是android一些比较肤浅的对象，也都是利用现成的组件完成一些自己看起来比较美的界面，然而一工作，接触的就是自己不会的东西，老板让把音频解码成原始数据，也就是PCM格式的数据再通过socket传输，经过一番痛苦的查阅资料后，发现android内部还是有音视频解码器的，估计那些直播也就是用的这方面的技术。现在和大家分享一下如何把MP3，AAC格式的音频解码。
参考自：http://blog.csdn.net/TinsanMr/article/details/51049179
public class AudioCodec {
private static final String TAG = "AudioCodec";
private String encodeType;
private String srcPath;
private String dstPath;
private MediaCodec mediaDecode;
private MediaCodec mediaEncode;
private MediaExtractor mediaExtractor;
private ByteBuffer[] decodeInputBuffers;
private ByteBuffer[] decodeOutputBuffers;
private ByteBuffer[] encodeInputBuffers;
private ByteBuffer[] encodeOutputBuffers;
private MediaCodec.BufferInfo decodeBufferInfo;
private MediaCodec.BufferInfo encodeBufferInfo;
private FileOutputStream fos;
private BufferedOutputStream bos;
private FileInputStream fis;
private BufferedInputStream bis;
private ArrayList chunkPCMDataContainer;//PCM数据块容器
private OnCompleteListener onCompleteListener;
private OnProgressListener onProgressListener;
private long fileTotalSize;
private long decodeSize;
private static AudioCodec mAudioCodec;
public static AudioCodec getInstance() {
if (mAudioCodec == null) {
mAudioCodec = new AudioCodec();
}
return mAudioCodec; //单例模式
}
/**
* 设置编码器类型
* @param encodeType
*/
public void setEncodeType(String encodeType) {
this.encodeType=encodeType;
}
/**
* 设置输入输出文件位置
* @param srcPath
* @param dstPath
*/
public void setIOPath(String srcPath, String dstPath) {
this.srcPath=srcPath;
this.dstPath=dstPath;
}
/**
* 此类已经过封装
* 调用prepare方法 会初始化Decode 、Encode 、输入输出流 等一些列操作
*/
public void prepare() {
if (encodeType == null) {
throw new IllegalArgumentException("encodeType can't be null");
}
if (srcPath == null) {
throw new IllegalArgumentException("srcPath can't be null");
}
if (dstPath == null) {
throw new IllegalArgumentException("dstPath can't be null");
}
try {
fos = new FileOutputStream(new File(dstPath));
bos = new BufferedOutputStream(fos,200*1024);
File file = new File(srcPath);
fileTotalSize=file.length();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
chunkPCMDataContainer= new ArrayList<>();
initMediaDecode();//解码器
if (encodeType == MediaFormat.MIMETYPE_AUDIO_AAC) {
initAACMediaEncode();//AAC编码器
}else if (encodeType == MediaFormat.MIMETYPE_AUDIO_MPEG) {
initMPEGMediaEncode();//mp3编码器
}
}
/**
* 初始化解码器
*/
private void initMediaDecode() {
try {
mediaExtractor=new MediaExtractor();//此类可分离视频文件的音轨和视频轨道
mediaExtractor.setDataSource(srcPath);//媒体文件的位置
for (int i = 0; i < mediaExtractor.getTrackCount(); i++) {//遍历媒体轨道 此处我们传入的是音频文件，所以也就只有一条轨道
MediaFormat format = mediaExtractor.getTrackFormat(i);
String mime = format.getString(MediaFormat.KEY_MIME);
if (mime.startsWith("audio")) {//获取音频轨道
// format.setInteger(MediaFormat.KEY_MAX_INPUT_SIZE, 200 * 1024);
mediaExtractor.selectTrack(i);//选择此音频轨道
mediaDecode = MediaCodec.createDecoderByType(mime);//创建Decode解码器
mediaDecode.configure(format, null, null, 0);
break;
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
if (mediaDecode == null) {
Log.e(TAG, "create mediaDecode failed");
return;
}
mediaDecode.start();//启动MediaCodec ，等待传入数据
decodeInputBuffers=mediaDecode.getInputBuffers();//MediaCodec在此ByteBuffer[]中获取输入数据
decodeOutputBuffers=mediaDecode.getOutputBuffers();//MediaCodec将解码后的数据放到此ByteBuffer[]中 我们可以直接在这里面得到PCM数据
decodeBufferInfo=new MediaCodec.BufferInfo();//用于描述解码得到的byte[]数据的相关信息
showLog("buffers:" + decodeInputBuffers.length);
}
/**
* 初始化AAC编码器
*/
private void initAACMediaEncode() {
try {
MediaFormat encodeFormat = MediaFormat.createAudioFormat(encodeType, 44100, 2);//参数对应-> mime type、采样率、声道数
encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 96000);//比特率
encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_AAC_PROFILE, MediaCodecInfo.CodecProfileLevel.AACObjectLC);
encodeFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_MAX_INPUT_SIZE, 100 * 1024);
mediaEncode = MediaCodec.createEncoderByType(encodeType);
mediaEncode.configure(encodeFormat, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
if (mediaEncode == null) {
Log.e(TAG, "create mediaEncode failed");
return;
}
mediaEncode.start();
encodeInputBuffers=mediaEncode.getInputBuffers();
encodeOutputBuffers=mediaEncode.getOutputBuffers();
encodeBufferInfo=new MediaCodec.BufferInfo();
}
/**
* 初始化MPEG编码器
*/
private void initMPEGMediaEncode() {
}
private boolean codeOver = false;
/**
* 开始转码
* 音频数据{@link #srcPath}先解码成PCM PCM数据在编码成想要得到的{@link #encodeType}音频格式
* mp3->PCM->aac
*/
public void startAsync() {
showLog("start");
new Thread(new DecodeRunnable()).start();
new Thread(new EncodeRunnable()).start();
}
/**
* 将PCM数据存入{@link #chunkPCMDataContainer}
* @param pcmChunk PCM数据块
*/
private void putPCMData(byte[] pcmChunk) {
synchronized (AudioCodec.class) {//记得加锁
chunkPCMDataContainer.add(pcmChunk);
}
}
/**
* 在Container中{@link #chunkPCMDataContainer}取出PCM数据
* @return PCM数据块
*/
private byte[] getPCMData() {
synchronized (AudioCodec.class) {//记得加锁
showLog("getPCM:"+chunkPCMDataContainer.size());
if (chunkPCMDataContainer.isEmpty()) {
return null;
}
byte[] pcmChunk = chunkPCMDataContainer.get(0);//每次取出index 0 的数据
chunkPCMDataContainer.remove(pcmChunk);//取出后将此数据remove掉 既能保证PCM数据块的取出顺序 又能及时释放内存
return pcmChunk;
}
}
/**
* 解码{@link #srcPath}音频文件 得到PCM数据块
* @return 是否解码完所有数据
*/
private void srcAudioFormatToPCM() {
for (int i = 0; i < decodeInputBuffers.length-1; i++) {
int inputIndex = mediaDecode.dequeueInputBuffer(-1);//获取可用的inputBuffer -1代表一直等待，0表示不等待 建议-1,避免丢帧
if (inputIndex < 0) {
codeOver =true;
return;
}
ByteBuffer inputBuffer = decodeInputBuffers[inputIndex];//拿到inputBuffer
inputBuffer.clear();//清空之前传入inputBuffer内的数据
int sampleSize = mediaExtractor.readSampleData(inputBuffer, 0);//MediaExtractor读取数据到inputBuffer中
if (sampleSize <0) {//小于0 代表所有数据已读取完成
codeOver=true;
}else {
mediaDecode.queueInputBuffer(inputIndex, 0, sampleSize, 0, 0);//通知MediaDecode解码刚刚传入的数据
mediaExtractor.advance();//MediaExtractor移动到下一取样处
decodeSize+=sampleSize;
}
}
//获取解码得到的byte[]数据 参数BufferInfo上面已介绍 10000同样为等待时间 同上-1代表一直等待，0代表不等待。此处单位为微秒
//此处建议不要填-1 有些时候并没有数据输出，那么他就会一直卡在这 等待
int outputIndex = mediaDecode.dequeueOutputBuffer(decodeBufferInfo, 10000);
// showLog("decodeOutIndex:" + outputIndex);
ByteBuffer outputBuffer;
byte[] chunkPCM;
while (outputIndex >= 0) {//每次解码完成的数据不一定能一次吐出 所以用while循环，保证解码器吐出所有数据
outputBuffer = decodeOutputBuffers[outputIndex];//拿到用于存放PCM数据的Buffer
chunkPCM = new byte[decodeBufferInfo.size];//BufferInfo内定义了此数据块的大小
outputBuffer.get(chunkPCM);//将Buffer内的数据取出到字节数组中
outputBuffer.clear();//数据取出后一定记得清空此Buffer MediaCodec是循环使用这些Buffer的，不清空下次会得到同样的数据
putPCMData(chunkPCM);//自己定义的方法，供编码器所在的线程获取数据,下面会贴出代码
mediaDecode.releaseOutputBuffer(outputIndex, false);//此操作一定要做，不然MediaCodec用完所有的Buffer后 将不能向外输出数据
outputIndex = mediaDecode.dequeueOutputBuffer(decodeBufferInfo, 10000);//再次获取数据，如果没有数据输出则outputIndex=-1 循环结束
}
}
/**
* 编码PCM数据 得到{@link #encodeType}格式的音频文件，并保存到{@link #dstPath}
*/
private void dstAudioFormatFromPCM() {
int inputIndex;
ByteBuffer inputBuffer;
int outputIndex;
ByteBuffer outputBuffer;
byte[] chunkAudio;
int outBitSize;
int outPacketSize;
byte[] chunkPCM;
// showLog("doEncode");
for (int i = 0; i < encodeInputBuffers.length-1; i++) {
chunkPCM=getPCMData();//获取解码器所在线程输出的数据 代码后边会贴上
if (chunkPCM == null) {
break;
}
inputIndex = mediaEncode.dequeueInputBuffer(-1);//同解码器
inputBuffer = encodeInputBuffers[inputIndex];//同解码器
inputBuffer.clear();//同解码器
inputBuffer.limit(chunkPCM.length);
inputBuffer.put(chunkPCM);//PCM数据填充给inputBuffer
mediaEncode.queueInputBuffer(inputIndex, 0, chunkPCM.length, 0, 0);//通知编码器 编码
}
outputIndex = mediaEncode.dequeueOutputBuffer(encodeBufferInfo, 10000);//同解码器
while (outputIndex >= 0) {//同解码器
outBitSize=encodeBufferInfo.size;
outPacketSize=outBitSize+7;//7为ADTS头部的大小
outputBuffer = encodeOutputBuffers[outputIndex];//拿到输出Buffer
outputBuffer.position(encodeBufferInfo.offset);
outputBuffer.limit(encodeBufferInfo.offset + outBitSize);
chunkAudio = new byte[outPacketSize];
addADTStoPacket(chunkAudio,outPacketSize);//添加ADTS 代码后面会贴上
outputBuffer.get(chunkAudio, 7, outBitSize);//将编码得到的AAC数据 取出到byte[]中 偏移量offset=7 你懂得
outputBuffer.position(encodeBufferInfo.offset);
// showLog("outPacketSize:" + outPacketSize + " encodeOutBufferRemain:" + outputBuffer.remaining());
try {
bos.write(chunkAudio,0,chunkAudio.length);//BufferOutputStream 将文件保存到内存卡中 *.aac
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
mediaEncode.releaseOutputBuffer(outputIndex,false);
outputIndex = mediaEncode.dequeueOutputBuffer(encodeBufferInfo, 10000);
}
}
/**
* 添加ADTS头
* @param packet
* @param packetLen
*/
private void addADTStoPacket(byte[] packet, int packetLen) {
int profile = 2; // AAC LC
int freqIdx = 4; // 44.1KHz
int chanCfg = 2; // CPE
// fill in ADTS data
packet[0] = (byte) 0xFF;
packet[1] = (byte) 0xF9;
packet[2] = (byte) (((profile - 1) << 6) + (freqIdx << 2) + (chanCfg >> 2));
packet[3] = (byte) (((chanCfg & 3) << 6) + (packetLen >> 11));
packet[4] = (byte) ((packetLen & 0x7FF) >> 3);
packet[5] = (byte) (((packetLen & 7) << 5) + 0x1F);
packet[6] = (byte) 0xFC;
}
/**
* 释放资源
*/
public void release() {
try {
if (bos != null) {
bos.flush();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if (bos != null) {
try {
bos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
bos=null;
}
}
}
try {
if (fos != null) {
fos.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
fos=null;
}
if (mediaEncode != null) {
mediaEncode.stop();
mediaEncode.release();
mediaEncode=null;
}
if (mediaDecode != null) {
mediaDecode.stop();
mediaDecode.release();
mediaDecode=null;
}
if (mediaExtractor != null) {
mediaExtractor.release();
mediaExtractor=null;
}
if (onCompleteListener != null) {
onCompleteListener=null;
}
if (onProgressListener != null) {
onProgressListener=null;
}
showLog("release");
}
/**
* 解码线程
*/
private class DecodeRunnable implements Runnable{
@Override
public void run() {
while (!codeOver) {
srcAudioFormatToPCM();
}
}
}
/**
* 编码线程
*/
private class EncodeRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
long t=System.currentTimeMillis();
while (!codeOver || !chunkPCMDataContainer.isEmpty()) {
dstAudioFormatFromPCM();
}
if (onCompleteListener != null) {
onCompleteListener.completed();
}
showLog("size:"+fileTotalSize+" decodeSize:"+decodeSize+"time:"+(System.currentTimeMillis()-t));
}
}
/**
* 转码完成回调接口
*/
public interface OnCompleteListener{
void completed();
}
/**
* 转码进度监听器
*/
public interface OnProgressListener{
void progress();
}
/**
* 设置转码完成监听器
* @param onCompleteListener
*/
public void setOnCompleteListener(OnCompleteListener onCompleteListener) {
this.onCompleteListener=onCompleteListener;
}
public void setOnProgressListener(OnProgressListener onProgressListener) {
this.onProgressListener = onProgressListener;
}
private void showLog(String msg) {
Log.e("AudioCodec", msg);
}
}
上面这个工具类适用于android 4.0，而对于android 5.0以上的系统,从API 21开始就弃用了getInputBuffers()和getOutputBuffers()两个方法，因为列中移除位置和输出缓冲区的限制将被设置为有效数据范围，所以不要使用这种方法，而选择用getInputBuffer(int index)和getOutputBuffer(int index)。
对于这两个方法，官方API有详细解释。
都是API 21新增加的方法，解释也都差不多，返回一个清除过的ByteBuffer缓冲区对象，不过getInputBuffer（）是可写的，getOutputBuffer（）是只读的，任何ByteBuffer或Image之前返回的对象都必须不再被使用。
参数index就是dequeueInputBuffer（方式时得到的index。
所以在android 5.0时，上述类中的initMediaDecode（）方法需要改一下：
private void initMediaDecode() {
try {
mediaExtractor = new MediaExtractor();// 此类可分离视频文件的音轨和视频轨道
mediaExtractor.setDataSource(srcPath);// 媒体文件的位置
for (int i = 0; i < mediaExtractor.getTrackCount(); i++) {// 遍历媒体轨道
// 此处我们传入的是音频文件，所以也就只有一条轨道
MediaFormat format = mediaExtractor.getTrackFormat(i);
String mime = format.getString(MediaFormat.KEY_MIME);
if (mime.startsWith("audio")) {// 获取音频轨道
// format.setInteger(MediaFormat.KEY_MAX_INPUT_SIZE, 200 *
// 1024);
mediaExtractor.selectTrack(i);// 选择此音频轨道
mediaDecode = MediaCodec.createDecoderByType(mime);// 创建Decode解码器long）和dequeueOutputBuffer（MediaCodec.BufferInfo，long）返回的值，或者使用异步
mediaDecode.configure(format, null, null, 0);
break;
}
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
if (mediaDecode == null) {
Log.e(TAG, "create mediaDecode failed");
return;
}
mediaDecode.start();// 启动MediaCodec ，等待传入数据
decodeBufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();// 用于描述解码得到的byte[]数据的相关信息
}
srcAudioFormatToPCM（)方法也要改一下：
private void srcAudioFormatToPCM() {
for (int i = 0; i < 4; i++) { //这个4就是原来dequeueInputBuffers的长度-1，打印多首歌都为4，有待考证
inputIndex = mediaDecode.dequeueInputBuffer(-1);
// -1代表一直等待，0表示不等待
// 建议-1,避免丢帧
if (inputIndex < 0) {
codeOver = true;
return;
}
ByteBuffer inputBuffer = mediaDecode.getInputBuffer(inputIndex);// 拿到inputBuffer
inputBuffer.clear();// 清空之前传入inputBuffer内的数据
int sampleSize = mediaExtractor.readSampleData(inputBuffer, 0);// MediaExtractor读取数据到inputBuffer中
if (sampleSize < 0) {// 小于0 代表所有数据已读取完成
codeOver = true;
} else {
mediaDecode.queueInputBuffer(inputIndex, 0, sampleSize, 0, 0);// 通知MediaDecode解码刚刚传入的数据
mediaExtractor.advance();// MediaExtractor移动到下一取样处
decodeSize += sampleSize;
}
}
outputIndex = mediaDecode.dequeueOutputBuffer(decodeBufferInfo, 10000);
// showLog("decodeOutIndex:" + outputIndex);
ByteBuffer outputBuffer;
byte[] chunkPCM;
while (outputIndex >= 0) {// 每次解码完成的数据不一定能一次吐出 所以用while循环，保证解码器吐出所有数据
outputBuffer = mediaDecode.getOutputBuffer(outputIndex);// 拿到用于存放PCM数据的Buffer
chunkPCM = new byte[decodeBufferInfo.size];// BufferInfo内定义了此数据块的大小
outputBuffer.get(chunkPCM);// 将Buffer内的数据取出到字节数组中
outputBuffer.clear();// 数据取出后一定记得清空此Buffer
// MediaCodec是循环使用这些Buffer的，不清空下次会得到同样的数据
putPCMData(chunkPCM);// 自己定义的方法，供编码器所在的线程获取数据,下面会贴出代码
try {
pcmBos.write(chunkPCM); // 存放PCM数据
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
mediaDecode.releaseOutputBuffer(outputIndex, false);// 此操作一定要做，不然MediaCodec用完所有的Buffer后
// 将不能向外输出数据
outputIndex = mediaDecode.dequeueOutputBuffer(decodeBufferInfo,
10000);// 再次获取数据，如果没有数据输出则outputIndex=-1 循环结束
}
}