前言
- 源码:
https://github.com/Peakmain/Video_Audio/blob/master/app/src/main/java/com/peakmain/video_audio/activity/ - 我的简书:https://www.jianshu.com/u/3ff32f5aea98
- 我的Github:https://github.com/peakmain
H265编码
为什么会有H265
- 视频分辨率 从720p 到 1080P 再到后面的4k 8k电视蓬勃发展
- 视频帧率从30帧 到60帧，再到120帧
- 宏块个数爆发式增长
- 宏块复杂度降低
- 运动矢量的复杂度大幅增加
H265的优势
- 1、降低码流，提升编码效率， H.265提供了更加多样化的手段来降低码流。除了在编解码效率的提升之外，对网络的适应性方面H.265也有显著提升，可以很好地运行在多重复杂网络条件下。因此视频会议应用H.265，能够确保在低网络带宽下，仍可实现高分辨率的视频播放
- 2、高品质1080P60图像质量，传统H.264视频会议系统，在10Mb的网络带宽下，想要达到1080P30的实时通信效果，已经是相当困难了。现在运用H.265编解码技术，这种情况得到大大改观，支持在相同带宽下，实现高于1080P30达到1080P60甚至是4k的视频播放，大幅度提升交互感和逼真感。这也意味着：H.265能够在有限带宽下，传输更高质量的视频内容，不仅让视频会议用户体验到更好的效果，也减少了网络带宽传输高清视频的压力，降低用户使用视频会议的带宽费用。
- 3、降低延时，更高效快捷。 H.265编解码在H.264的基础上进行大量技术创新，尤其是在降低实时时延上有着显著的成果，它通过减少信息获取时间、降低随机接入时延、降低算法复杂度等多维度技术优势来实现。
H265特点
- H265将宏块的大小从H264的16x16扩展到了64x64，以便于高分辨率视频的压缩
- H265采用了更加灵活的编码结构来提高编码效率
包括编码单元（类似H264宏块，用于编码）、预测单元和变换单元。 - H265帧内预测
- H265:所有的CU块，亮度有35种预测方向，色度5种
- H264：亮度4x4和8x8块都是9个方向，16x16是4种方向，色度4种方向
H265码流分析
- 关于SPS/PPS/IDR/P/B等概念这里就不再详细说明。H264和H265的每一个NALU前缀码也是一样的，即“0x00 00 00 01”或者 “0x00 00 01”。大家可以看我之前的文章Android音视频开发——H264的基本概念
-
H264的帧类型，因为H264是后5位保存帧类型数据，所以与1F即可
image.png
-
H265的帧类型：将value&7E>>1就可以得到帧类型
image.png
- 我们常需要的类型
| 帧类型 | value |
|---|---|
| vps | 32 |
| sps | 33 |
| pps | 34 |
| IDR | 19 |
| P | 1 |
| B | 0 |
实例分析
image.png
- 我们以40 01为例
0100 0000 40
& 0111 1110 7E
= 0100 0000 40
>>1 0010 0000 =32
我们发现结果是32也就是vps
- 42 01为例我们发现结果是33，也就是sps
0100 0010 42
& 0111 1110 7E
= 0100 0010 42
>>1 0010 0001 =33
H265实现手机投屏
实现效果.gif
原理
image.png
核心代码
首先我们需要获取录制屏幕的数据,其实也就是编码层
public void startLive() {
try {
//服务器端编码H264通过socket发送给客户端
MediaFormat format = MediaFormat.createVideoFormat(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_HEVC, mWidth, mHeight);
format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface);
format.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 1);
format.setInteger(KEY_BIT_RATE, mWidth * mHeight);
format.setInteger(KEY_FRAME_RATE, 20);
mMediaCodec = MediaCodec.createEncoderByType(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_HEVC);
mMediaCodec.configure(format, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
//创建场地
Surface surface = mMediaCodec.createInputSurface();
mVirtualDisplay = mMediaProjection.createVirtualDisplay("CodecLiveH265",
mWidth, mHeight, 1, DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_PUBLIC, surface, null, null);
mHandler.post(this);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public void run() {
mMediaCodec.start();
MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
while (true) {
//取出数据发送给客户端
int outIndex = mMediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 1000);
if (outIndex >= 0) {
ByteBuffer buffer = mMediaCodec.getOutputBuffer(outIndex);
dealFrame(buffer, bufferInfo);
mMediaCodec.releaseOutputBuffer(outIndex, false);
}
}
}
如果大家有不懂的可以看我之前的文章：Android音视频开发——MedCodec实现屏幕录制编码成H264
我们需要注意处理帧的方法dealFrame。在h265的数据中，其实只会出现一次VPS，SPS和PPS，但是在投屏过程中，我们必须在每次传I帧的时候，都需要将VPS_PPS_SPS一并传过去
public static final int NAL_I = 19;
public static final int NAL_VPS = 32;
//vps+sps+pps是一帧，所以只需要获取vps
private byte[] vps_sps_pps_buffer;
private void dealFrame(ByteBuffer buffer, MediaCodec.BufferInfo bufferInfo) {
//过滤掉第一个0x00 00 00 01 或者0x 00 00 01
int offset = 4;
if (buffer.get(2) == 0x01) {
offset = 3;
}
//获取帧类型
int type = (buffer.get(offset) & 0x7E) >> 1;
if (type == NAL_VPS) {
vps_sps_pps_buffer = new byte[bufferInfo.size];
buffer.get(vps_sps_pps_buffer);
} else if (type == NAL_I) {
//I帧
final byte[] bytes = new byte[bufferInfo.size];
buffer.get(bytes);
//vps_pps_sps+I帧的数据
byte[] newBuffer = new byte[vps_sps_pps_buffer.length + bytes.length];
System.arraycopy(vps_sps_pps_buffer, 0, newBuffer, 0, vps_sps_pps_buffer.length);
System.arraycopy(bytes, 0, newBuffer, vps_sps_pps_buffer.length, bytes.length);
mWebSocketSendLive.sendData(newBuffer);
}else{
//P帧 B帧直接发送就可以了
final byte[] bytes = new byte[bufferInfo.size];
buffer.get(bytes);
mWebSocketSendLive.sendData(bytes);
}
}
接下来就是接收端去解析获得buffer
第一步初始化解码器
//初始化解码器
private fun initDecoder(surface: Surface?) {
mMediaCodec = MediaCodec.createDecoderByType(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_HEVC)
val format =
MediaFormat.createVideoFormat(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_HEVC, mWidth, mHeight)
format.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, mWidth * mHeight)
format.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, 20)
format.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 1)
mMediaCodec.configure(
format,
surface,
null, 0
)
mMediaCodec.start()
}
第二步，对获得的数据进行解码
override fun callBack(data: ByteArray?) {
//回调
LogUtils.e("接收到数据的长度:${data?.size}")
//客户端主要将获取到的数据进行解码，首先需要通过dsp进行解码
val index = mMediaCodec.dequeueInputBuffer(10000)
if (index >= 0) {
val inputBuffer = mMediaCodec.getInputBuffer(index)
inputBuffer.clear()
inputBuffer.put(data, 0, data!!.size)
//通知dsp芯片帮忙解码
mMediaCodec.queueInputBuffer(index, 0, data.size, System.currentTimeMillis(), 0)
}
//取出数据
val bufferInfo = MediaCodec.BufferInfo()
var outIndex: Int = mMediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 10000)
while (outIndex > 0) {
mMediaCodec.releaseOutputBuffer(outIndex, true)
outIndex = mMediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 10000)
}
}
解码大家有不懂的可以看之前这篇文章：Android音视频开发——MediaCodec播放H264视频
其实投屏还是相当简单，只是对之前的技术进行一个综合。主要需要知道一个核心思路就是，发送端是对H265数据进行编码，然后通过Socket发送给客户端，而接收端(客户端)主要对数据的解码
关于webrtc核心通信代码其实与上诉代码整体类似，只是将录屏的数据变成了相机的数据，关于相机的使用，大家可以看我的简书
Android音视频开发——Camera、Camera2和CameraX的使用和封装
具体实现代码，大家可以看我的GitHub：https://github.com/Peakmain/Video_Audio/blob/master/app/src/main/java/com/peakmain/video_audio/activity/VideoAcceptVideoCallActivity.kt
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