媒体数据解析

开发者可以调用本模块的Native API接口,完成媒体数据的解封装相关操作,即从比特流数据中取出音频、视频、字幕等媒体sample,获得DRM相关信息。

当前支持的数据输入类型有:远程连接(http协议)和文件描述符(fd)。

当前支持的解封装格式请参考AVCodec支持的格式

适用场景

  • 播放

    播放媒体文件时,需要先对媒体流进行解封装,然后使用解封装获取的sample进行解码和播放。

  • 音视频编辑

    编辑媒体文件时,需要先对媒体流进行解封装,获取到指定sample进行编辑。

  • 媒体文件格式转换(转封装)

    媒体文件格式转换时,需要先对媒体流进行解封装,然后按需将媒体流封装至新的格式文件内。

开发指导

详细的API说明参考AVDemuxerAVSource

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)

说明:

上述'sample'字样仅为示例,此处由开发者根据实际工程目录自定义。

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。

    开发者HAP中使用open获取fd时,filepath需要转换为沙箱路径,才能获取沙盒资源。

    // 创建文件操作符 fd,打开时对文件实例必须有读权限(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";
    int32_t fd = open(filePath.c_str(), O_RDONLY);
    struct stat fileStatus {};
    int64_t fileSize = 0;
    if (stat(filePath.c_str(), &fileStatus) == 0) {
       fileSize = static_cast<int64_t>(fileStatus.st_size);
    } else {
       printf("get stat failed");
       return;
    }
    // 为 fd 资源文件创建 source 资源实例, 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 资源实例(可选)。
    // OH_AVSource *source = OH_AVSource_CreateWithURI(uri);
    
    // 为自定义数据源创建 source 资源实例(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;
    }
    
  3. 创建解封装器实例。

    // 为资源实例创建对应的解封装器。
    OH_AVDemuxer *demuxer = OH_AVDemuxer_CreateWithSource(source);
    if (demuxer == nullptr) {
       printf("create demuxer failed");
       return;
    }
    
  4. 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)。

    设置DRM信息监听的接口,回调函数支持返回解封装器实例,适用于多个解封装器场景。

    // 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);
    

    在获取、解析DRM信息后,需创建对应DRM解决方案的MediaKeySystem、MediaKeySession,获取DRM许可证等。并根据需要设置音频解密配置(详见音频解码开发指南开发步骤第4步)、设置视频解密配置(详见视频解码开发指南开发步骤Surface模式第5步或Buffer模式第4步),实现DRM内容解密。

  5. 获取文件信息。

    // 获取文件用户自定义属性(可选,若用户无需获取自定义属性,可跳过此步)。
    // 从文件 source 获取用户自定义属性信息。
    OH_AVFormat *customMetadataFormat = OH_AVSource_GetCustomMetadataFormat(source);
    if (customMetadataFormat == nullptr) {
       printf("get custom metadata format failed");
       return;
    }
    // 注意事项:
    // 1. customKey需与封装时写入的key完全一致(含完整命名层级),
    //    示例key仅为演示,实际应替换为用户自定义的字符串。
    //    例:封装时写入key为"com.openharmony.custom.meta.abc.efg",
    //       获取时必须使用完整key,截断使用"com.openharmony.custom.meta.abc"会失败。
    // 2. value类型需与封装时数据类型匹配(示例为string类型,int/float类型需调用对应接口)。
    const char *customKey = "com.openharmony.custom.meta.string"; // 替换为实际封装时使用的完整key。
    const char *customValue;
    if (!OH_AVFormat_GetStringValue(customMetadataFormat, customKey, &customValue)) {
       printf("get custom metadata from custom metadata format failed");
       return;
    }
    OH_AVFormat_Destroy(customMetadataFormat);
    
    // 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);
    
  6. 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;
    int64_t bitRate = 0; // 配置比特率,单位为bps。
    double frameRate = 0.0;
    const char* mimetype = nullptr;
    uint8_t *codecConfig = nullptr;
    size_t bufferSize = 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;
          }
          if (!OH_AVFormat_GetLongValue(format, OH_MD_KEY_BITRATE, &bitRate)) {
             printf("get track bitRate from track format failed");
             return;
          }
          if (!OH_AVFormat_GetDoubleValue(format, OH_MD_KEY_FRAME_RATE, &frameRate)) {
             printf("get track frameRate from track format failed");
             return;
          }
          if (!OH_AVFormat_GetStringValue(format, OH_MD_KEY_CODEC_MIME, &mimetype)) {
             printf("get track mimetype from track format failed");
             return;
          }
          if (!OH_AVFormat_GetBuffer(format, OH_MD_KEY_CODEC_CONFIG, &codecConfig, &bufferSize)) {
             printf("get track codecConfig from track format failed");
             return;
          }
          printf(" track width%d, track height:%d, track bitRate:%ld, track frameRate:%f, track mimetype:%s\n", w, h, bitRate, frameRate, mimetype);
       }
       OH_AVFormat_Destroy(trackFormat);
    }
    
  7. 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);
    
  8. 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、mpg 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。
    // 3. demuxer的seek处理只针对解码行为一致的码流进行处理,如果seek后需要解码器重新配置参数,或者需要重新送入参数集的数据才可以正确解码的码流,seek后可能会出现花屏、解码卡死等问题。
    OH_AVDemuxer_SeekToTime(demuxer, 0, OH_AVSeekMode::SEEK_MODE_CLOSEST_SYNC);
    
  9. 开始解封装,循环获取sample(以含音频、视频两轨的文件为例)。

    BufferAttr包含的属性:

    • size:sample尺寸;
    • offset:数据在AVBuffer中的偏移,一般为0;
    • pts:文件封装的显示时间戳;
    • flags:sample属性。
    flag 描述
    AVCODEC_BUFFER_FLAGS_NONE 默认。
    AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS 结尾sample,数据为空。
    AVCODEC_BUFFER_FLAGS_SYNC_FRAME IDR帧或I帧。
    AVCODEC_BUFFER_FLAGS_INCOMPLETE_FRAME 非完整的sample,一般由于buffer过小,无法拷贝完整的sample。
    AVCODEC_BUFFER_FLAGS_CODEC_DATA 含参数集信息的帧。
    AVCODEC_BUFFER_FLAGS_DISCARD 可丢弃的帧。

    OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer接口本身可能存在耗时久,取决于文件IO,建议以异步方式进行调用。

    // 为每个线程定义处理函数。
    void ReadTrackSamples(OH_AVFormatDemuxer *demuxer, uint32_t trackIndex, int buffer_size, 
                          std::atomic<bool>& isEnd, std::atomic<bool>& threadFinished)
    {
       // 创建缓冲区。
       OH_AVBuffer *buffer = OH_AVBuffer_Create(buffer_size);
       if (buffer == nullptr) {
          printf("Create buffer failed for track %d\n", trackIndex);
          threadFinished.store(true);
          return;
       }
       OH_AVCodecBufferAttr info;
       int32_t ret;
    
       while (!isEnd.load()) {
          ret = OH_AVDemuxer_ReadSampleBuffer(demuxer, trackIndex, buffer);
          if (ret == AV_ERR_OK) {
                OH_AVBuffer_GetBufferAttr(buffer, &info);
                printf("Track %d sample size: %d\n", trackIndex, info.size);
                // 检查EOS标志。
                if (info.flags == OH_AVCodecBufferFlags::AVCODEC_BUFFER_FLAGS_EOS) {
                   isEnd.store(true);
                }
                // 处理缓冲区数据(这里可以根据需要实现解码逻辑)。
          } else {
                printf("Read sample failed for track %d\n", trackIndex);
          }
          // 销毁缓冲区。
          OH_AVBuffer_Destroy(buffer);
          buffer = nullptr;
       }
       threadFinished.store(true);
    }
    
    // 根据需求计算合适的缓冲区大小。
    int audioBufferSize = 4096;  // 典型音频缓冲区大小。
    int videoBufferSize = w * h * 3 >> 1;  // 原始视频缓冲区大小。
    
    // 创建原子变量用于线程通信。
    std::atomic<bool> audioIsEnd{false}, videoIsEnd{false}; // 表示流是否结束。
    std::atomic<bool> audioThreadFinished{false}, videoThreadFinished{false}; // 表示线程是否暂停。
    
    // 创建线程。
    std::thread audioThread(ReadTrackSamples, demuxer, audioTrackIndex, audioBufferSize, 
                            std::ref(audioIsEnd), std::ref(audioThreadFinished));
    std::thread videoThread(ReadTrackSamples, demuxer, videoTrackIndex, videoBufferSize, 
                            std::ref(videoIsEnd), std::ref(videoThreadFinished));
    audioThread.join();
    videoThread.join();
    
  10. 销毁解封装实例。

    // 需要用户调用 OH_AVSource_Destroy 接口成功后,手动将实例置为nullptr,对同一实例重复调用 OH_AVSource_Destroy 会导致程序错误。
    if (OH_AVSource_Destroy(source) != AV_ERR_OK) {
       printf("destroy source pointer error");
    }
    source = nullptr;
    // 需要用户调用 OH_AVDemuxer_Destroy 接口成功后,手动将实例置为nullptr,对同一实例重复调用 OH_AVDemuxer_Destroy 会导致程序错误。
    if (OH_AVDemuxer_Destroy(demuxer) != AV_ERR_OK) {
       printf("destroy demuxer pointer error");
    }
    demuxer = nullptr;
    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。 当前GBK格式字符集数据会转换为UTF8提供,其他类型字符集如果需要转换为UTF8格式使用,需要调用方自行转换,参考icu4c

数据类型及详细取值范围参考媒体数据键值对

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。

数据类型及详细取值范围参考媒体数据键值对

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_TRACK_START_TIME 码流起始时间的键
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,视频中表示传递参数集,音频中表示传递解码器的参数配置信息 -
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 - -