Android平台轻量级RTSP服务模块编码前后数据源对接探究
技术背景
好多开发者可能有个疑惑，什么时候轻量级RTSP服务？为什么需要有轻量级RTSP服务模块？实际上，轻量级RTSP服务解决的核心痛点是不需要用户额外部署RTSP或者RTMP流媒体服务，实现本地的音视频（如摄像头、麦克风）或编码后数据，汇聚到内置RTSP服务，对外提供可供拉流的RTSP URL。
轻量级RTSP服务，适用于内网环境下，对并发要求不高的场景，支持H.264/H.265，支持RTSP鉴权、单播、组播模式，考虑到单个服务承载能力，我们支持同时创建多个RTSP服务，并支持获取当前RTSP服务会话连接数。
技术实现
以大牛直播SDK的Android平台轻量级RTSP服务为例，我们大概介绍下设计的常用的数据源对接接口。
标准功能
- 音频编码：AAC；
- 视频编码：H.264、H.265；
- 协议：RTSP；
- [音视频]支持纯音频/纯视频/音视频；
- [摄像头]支持采集过程中，前后摄像头实时切换；
- 支持帧率、关键帧间隔(GOP)、码率(bit-rate)设置；
- 支持软编码、特定机型硬编码；
- 支持横屏、竖屏采集；
- 支持Android屏幕采集；
- 支持RTSP端口设置；
- 支持RTSP鉴权用户名、密码设置；
- 支持获取当前RTSP服务会话连接数；
- 支持Android 5.1及以上版本。
YV12的数据接口
YV12的数据接口，主要是用于第三方的设备对接居多，这个接口的u_stride, v_stride分别是(width+1)/2，如果出来的数据需要旋转，通过rotation_degree来控制旋转角度即可。
/**
* YV12数据接口
*
* @param data: YV12 data
*
* @param width: 图像宽
*
* @param height: 图像高
*
* @param y_stride: y面步长
*
* @param v_stride: v面步长
*
* @param u_stride: u面步长
*
* rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherOnYV12Data(long handle, byte[] data, int width, int height, int y_stride, int v_stride, int u_stride, int rotation_degree);YUV数据接口
支持标准的I420数据接口对接，不再赘述：
/**
* 投递层I420图像
*
* @param index: 层索引, 必须大于等于0
*
* @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param y_plane: y平面图像数据
*
* @param y_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param y_row_stride: stride information
*
* @param u_plane: u平面图像数据
*
* @param u_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param u_row_stride: stride information
* *
* @param v_plane: v平面图像数据
*
* @param v_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param v_row_stride: stride information
*
* @param width: width, 必须大于1, 且必须是偶数
*
* @param height: height, 必须大于1, 且必须是偶数
*
* @param is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
*
* @param rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageI420ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
ByteBuffer y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
ByteBuffer u_plane, int u_offset, int u_row_stride,
ByteBuffer v_plane, int v_offset, int v_row_stride,
int width, int height, int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);NV21转I420并旋转接口
这个接口也是主要用于特定的数据类型对接，NV21的数据，直接转I420后，对接即可，接口参数比较简单，不再赘述。
/**
* NV21转换到I420并旋转
*
* @param src: nv21 data
*
* @param dst: 输出I420 data
*
* @param width: 图像宽
*
* @param height: 图像高
*
* rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherNV21ToI420Rotate(long handle, byte[] src, int src_y_stride, int src_uv_stride, byte[] dst,
int dst_y_stride, int dst_u_stride, int dst_v_stride,
int width, int height,
int rotation_degree);支持RGBA数据接入
RGBA的主要用于屏幕共享场景下。
/**
* Set live video data(no encoded data).
*
* @param data: RGBA data
*
* @param rowStride: stride information
*
* @param width: width
*
* @param height: height
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherOnCaptureVideoRGBAData(long handle, ByteBuffer data, int rowStride, int width, int height);
/**
* 投递裁剪过的RGBA数据
*
* @param data: RGBA data
*
* @param rowStride: stride information
*
* @param width: width
*
* @param height: height
*
* @param clipedLeft: 左; clipedTop: 上; clipedwidth: 裁剪后的宽; clipedHeight: 裁剪后的高; 确保传下去裁剪后的宽、高均为偶数
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherOnCaptureVideoClipedRGBAData(long handle, ByteBuffer data, int rowStride, int width, int height, int clipedLeft, int clipedTop, int clipedWidth, int clipedHeight);
/**
* Set live video data(no encoded data).
*
* @param data: ABGR flip vertical(垂直翻转) data
*
* @param rowStride: stride information
*
* @param width: width
*
* @param height: height
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherOnCaptureVideoABGRFlipVerticalData(long handle, ByteBuffer data, int rowStride, int width, int height);支持RGB565数据接入（主要用于同屏场景）
RGB565数据类型也主要用于屏幕采集这块。
/**
* Set live video data(no encoded data).
*
* @param data: RGB565 data
*
* @param row_stride: stride information
*
* @param width: width
*
* @param height: height
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherOnCaptureVideoRGB565Data(long handle,ByteBuffer data, int row_stride, int width, int height);NV12、NV21格式
/**
* 投递层NV21图像
*
* @param index: 层索引, 必须大于等于0
*
* @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param y_plane: y平面图像数据
*
* @param y_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param y_row_stride: stride information
*
* @param uv_plane: uv平面图像数据
*
* @param uv_offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param uv_row_stride: stride information
*
* @param width: width, 必须大于1, 且必须是偶数
*
* @param height: height, 必须大于1, 且必须是偶数
*
* @param is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
*
* @param rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageNV21ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
ByteBuffer y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
ByteBuffer uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
int width, int height, int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层NV21图像, 详细说明请参考PostLayerImageNV21ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageNV21ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
byte[] y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
byte[] uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
int width, int height, int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层NV12图像, 详细说明请参考PostLayerImageNV21ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageNV12ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
ByteBuffer y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
ByteBuffer uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
int width, int height, int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层NV12图像, 详细说明请参考PostLayerImageNV21ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageNV12ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
byte[] y_plane, int y_offset, int y_row_stride,
byte[] uv_plane, int uv_offset, int uv_row_stride,
int width, int height, int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);RGBA8888、RGBX8888接口
/**
* 投递层RGBA8888图像,如果不需要Aplpha通道的话, 请使用RGBX8888接口, 效率高
*
* @param index: 层索引, 必须大于等于0, 注意:如果index是0的话，将忽略Alpha通道
*
* @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param rgba_plane: rgba 图像数据
*
* @param offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的, 一般传0
*
* @param row_stride: stride information
*
* @param width: width, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
*
* @param height: height, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
*
* @param is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
*
* @param rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGBA8888ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
ByteBuffer rgba_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层RGBA8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBA8888ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGBA8888ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
byte[] rgba_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层RGBA8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBA8888ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGBA8888Native(long handle, int index, int left, int top,
long rgba_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层RGBX8888图像
*
* @param index: 层索引, 必须大于等于0
*
* @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param rgbx_plane: rgbx 图像数据
*
* @param offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param row_stride: stride information
*
* @param width: width, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
*
* @param height: height, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
*
* @param is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
*
* @param rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGBX8888ByteBuffer(long handle, int index, int left, int top,
ByteBuffer rgbx_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层RGBX8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBX8888ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGBX8888ByteArray(long handle, int index, int left, int top,
byte[] rgbx_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层RGBX8888图像, 详细说明请参考PostLayerImageRGBX8888ByteBuffer
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGBX8888Native(long handle, int index, int left, int top,
long rgbx_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);
/**
* 投递层RGB888图像
*
* @param index: 层索引, 必须大于等于0
*
* @param left: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param top: 层叠加的左上角坐标, 对于第0层的话传0
*
* @param rgb_plane: rgb888 图像数据
*
* @param offset: 图像偏移, 这个主要目的是用来做clip的,一般传0
*
* @param row_stride: stride information
*
* @param width: width, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
*
* @param height: height, 必须大于1, 如果是奇数, 将减1
*
* @param is_vertical_flip: 是否垂直翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param is_horizontal_flip：是否水平翻转, 0不翻转, 1翻转
*
* @param scale_width: 缩放宽，必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_height: 缩放高, 必须是偶数, 0或负数不缩放
*
* @param scale_filter_mode: 缩放质量, 传0使用默认速度,可选等级范围是:[1,3],值越大缩放质量越好, 但速度越慢
*
* @param rotation_degree: 顺时针旋转, 必须是0, 90, 180, 270, 注意:旋转是在缩放, 垂直/水品反转之后再做, 请留意顺序
*
* @return {0} if successful
*/
public native int PostLayerImageRGB888Native(long handle, int index, int left, int top,
long rgb_plane, int offset, int row_stride, int width, int height,
int is_vertical_flip, int is_horizontal_flip,
int scale_width, int scale_height, int scale_filter_mode,
int rotation_degree);编码后音视频数据
像前文所说，如无人机等264/HEVC数据，或者本地解析的MP4音视频数据，均可通过实时流的形式，接入到GB28181平台，设计接口如下：
/**
* 设置编码后视频数据(H.264)
*
* @param codec_id, H.264对应 1
*
* @param data 编码后的video数据
*
* @param size data length
*
* @param is_key_frame 是否I帧, if with key frame, please set 1, otherwise, set 0.
*
* @param timestamp video timestamp
*
* @param pts Presentation Time Stamp, 显示时间戳
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherPostVideoEncodedData(long handle, int codec_id, ByteBuffer data, int size, int is_key_frame, long timestamp, long pts);
/**
* 设置编码后视频数据(H.264)
*
* @param codec_id, H.264对应 1
*
* @param data 编码后的video数据
*
*@param offset data的偏移
*
* @param size data length
*
* @param is_key_frame 是否I帧, if with key frame, please set 1, otherwise, set 0.
*
* @param timestamp video timestamp
*
* @param pts Presentation Time Stamp, 显示时间戳
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherPostVideoEncodedDataV2(long handle, int codec_id,
ByteBuffer data, int offset, int size,
int is_key_frame, long timestamp, long pts,
byte[] sps, int sps_len,
byte[] pps, int pps_len);
/**
* 设置编码后视频数据(H.264)，如需录制编码后的数据，用此接口，且设置实际宽高
*
* @param codec_id, H.264对应 1
*
* @param data 编码后的video数据
*
*@param offset data的偏移
*
* @param size data length
*
* @param is_key_frame 是否I帧, if with key frame, please set 1, otherwise, set 0.
*
* @param timestamp video timestamp
*
* @param pts Presentation Time Stamp, 显示时间戳
*
* @param width, height: 编码后视频宽高
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherPostVideoEncodedDataV3(long handle, int codec_id,
ByteBuffer data, int offset, int size,
int is_key_frame, long timestamp, long pts,
byte[] sps, int sps_len,
byte[] pps, int pps_len,
int width, int height);
/**
* 设置音频数据(AAC/PCMA/PCMU/SPEEX)
*
* @param codec_id:
*
* NT_MEDIA_CODEC_ID_AUDIO_BASE = 0x10000,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_PCMA = NT_MEDIA_CODEC_ID_AUDIO_BASE,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_PCMU,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_AAC,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_NB,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_WB,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_UWB,
*
* @param data audio数据
*
* @param size data length
*
* @param is_key_frame 是否I帧, if with key frame, please set 1, otherwise, set 0, audio忽略
*
* @param timestamp video timestamp
*
* @param parameter_info 用于AAC special config信息填充
*
* @param parameter_info_size parameter info size
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherPostAudioEncodedData(long handle, int codec_id, ByteBuffer data, int size, int is_key_frame, long timestamp,ByteBuffer parameter_info, int parameter_info_size);
/**
* 设置音频数据(AAC/PCMA/PCMU/SPEEX)
*
* @param codec_id:
*
* NT_MEDIA_CODEC_ID_AUDIO_BASE = 0x10000,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_PCMA = NT_MEDIA_CODEC_ID_AUDIO_BASE,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_PCMU,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_AAC,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_NB,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_WB,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_UWB,
*
* @param data audio数据
*
* @param offset data的偏移
*
* @param size data length
*
* @param is_key_frame 是否I帧, if with key frame, please set 1, otherwise, set 0, audio忽略
*
* @param timestamp video timestamp
*
* @param parameter_info 用于AAC special config信息填充
*
* @param parameter_info_size parameter info size
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherPostAudioEncodedDataV2(long handle, int codec_id,
ByteBuffer data, int offset, int size,
int is_key_frame, long timestamp,
byte[] parameter_info, int parameter_info_size);
/**
* 设置音频数据(AAC/PCMA/PCMU/SPEEX)
*
* @param codec_id:
*
* NT_MEDIA_CODEC_ID_AUDIO_BASE = 0x10000,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_PCMA = NT_MEDIA_CODEC_ID_AUDIO_BASE,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_PCMU,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_AAC,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_NB,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_WB,
* NT_MEDIA_CODEC_ID_SPEEX_UWB,
*
* @param data audio数据
*
* @param offset data的偏移
*
* @param size data length
*
* @param is_key_frame 是否I帧, if with key frame, please set 1, otherwise, set 0, audio忽略
*
* @param timestamp video timestamp
*
* @param parameter_info 用于AAC special config信息填充
*
* @param parameter_info_size parameter info size
*
* @param sample_rate 采样率,如果需要录像的话必须传正确的值
*
*@param channels 通道数, 如果需要录像的话必须传正确的值, 一般是1或者2
*
* @return {0} if successful
*/
public native int SmartPublisherPostAudioEncodedDataV3(long handle, int codec_id,
ByteBuffer data, int offset, int size,
int is_key_frame, long timestamp,
byte[] parameter_info, int parameter_info_size,
int sample_rate, int channels);