当前位置：首页 > news >正文

MediaCodec 解码后数据对齐导致的绿边问题

news 来源：原创 2024/5/15 23:55:19

前言

Android 使用 MediaCodec 解码 h264 数据后会有个数据对齐的问题。

简单说就是 MediaCodec 使用 GPU 进行解码，而解码后的输出数据是有一个对齐规则的，不同设备表现不一，如宽高都是 16 位对齐，或 32 位、64 位、128 位，当然也可能出现类似宽度以 128 位对齐而高度是 32 位对齐的情况。

例子

简单起见先画个 16 位对齐的：

假设需要解码的图像宽高为 1515，在使用 16 位对齐的设备进行硬解码后，输出的 YUV 数据将会是 1616 的，而多出来的宽高将自动填充。

这时候如果按照 1515 的大小取出 YUV 数据进行渲染，表现为花屏，而按照 1616 的方式渲染，则出现绿边（如上图）。

怎么去除绿边呢？很简单，把原始图像抠出来就行了（废话）。

以上面为例子，分别取出 YUV 数据的话，可以这么做：

int width = 15, height = 15;
int alignWidth = 16, alignHeight = 16;

//假设 outData 是解码后对齐数据
byte[] outData = new byte[alignWidth * alignHeight * 3 / 2];

byte[] yData = new byte[width * height];
byte[] uData = new byte[width * height / 4];
byte[] vData = new byte[width * height / 4];

yuvCopy(outData, 0, alignWidth, alignHeight, yData, width, height);
yuvCopy(outData, alignWidth * alignHeight, alignWidth / 2, alignHeight / 2, uData, width / 2, height / 2);
yuvCopy(outData, alignWidth * alignHeight * 5 / 4, alignWidth / 2, alignHeight / 2, vData, width / 2, height / 2);

...

private static void yuvCopy(byte[] src, int offset, int inWidth, int inHeight, byte[] dest, int outWidth, int outHeight) {
    for (int h = 0; h < inHeight; h++) {
        if (h < outHeight) {
            System.arraycopy(src, offset + h * inWidth, dest, h * outWidth, outWidth);
        }
    }
}

其实就是逐行抠出有效数据啦~

问题

那现在的问题就剩怎么知道解码后输出数据的宽高了。

起初我用华为荣耀note8做测试机，解码 1520x1520 后直接按照 1520x1520 的方式渲染是没问题的，包括解码后给的 buffer 大小也是 3465600（也就是 152015203/2）。

而当我使用OPPO R11，解码后的 buffer 大小则为 3538944（153615363/2），这时候再按照 1520x1 520 的方式渲染的话，图像是这样的：

使用 yuvplayer 查看数据最终确定 1536x1536 方式渲染是没问题的，那么 1536 这个值在代码中怎么得到的呢？

我们可以拿到解码后的 buffer 大小，同时也知道宽高的对齐无非就是 16、32、64、128 这几个值，那很简单了，根据原来的宽高做对齐一个个找，如下（不着急，后面还有坑，这里先给出第一版解决方案）：

align:
for (int w = 16; w <= 128; w = w << 1) {
    for (int h = 16; h <= w; h = h << 1) {
        alignWidth = ((width - 1) / w + 1) * w;
        alignHeight = ((height - 1) / h + 1) * h;
        int size = alignWidth * alignHeight * 3 / 2;
        if (size == bufferSize) {
            break align;
        }
    }
}

代码比较简单，大概就是从 16 位对齐开始一个个尝试，最终得到跟 bufferSize 相匹配的宽高。

当我屁颠屁颠的把 apk 发给老大之后，现实又无情地甩了我一巴掌，还好我在自己新买的手机上面调试了一下啊哈哈哈哈哈~

你以为华为的机子表现都是一样的吗？错了，我的华为mate9就不是酱紫的，它解出来的 buffer 大小是 3538944（153615363/2），而当我按照上面的方法得到 1536 这个值之后，渲染出来的图像跟上面的花屏差不多，谁能想到他按照 1520x1520 的方式渲染才是正常的。

这里得到结论：通过解码后 buffer 的 size 来确定对齐宽高的方法是不可靠的。

解决方案

就在我快绝望的时候，我在官方文档上发现这个（网上资料太少了，事实证明官方文档的资料才最可靠）：

Accessing Raw Video ByteBuffers on Older Devices

Prior to LOLLIPOP and Image support, you need to use the KEY_STRIDE and KEY_SLICE_HEIGHT output format values to understand the layout of the raw output buffers.

Note that on some devices the slice-height is advertised as 0. This could mean either that the slice-height is the same as the frame height, or that the slice-height is the frame height aligned to some value (usually a power of 2). Unfortunately, there is no standard and simple way to tell the actual slice height in this case. Furthermore, the vertical stride of the U plane in planar formats is also not specified or defined, though usually it is half of the slice height.

大致就是使用 KEY_STRIDE 和 KEY_SLICE_HEIGHT 可以得到原始输出 buffer 的对齐后的宽高，但在某些设备上可能会获得 0，这种情况下要么它跟图像的值相等，要么就是对齐后的某值。

OK，那么当 KEY_STRIDE 和 KEY_SLICE_HEIGHT 能拿到数据的时候我们使用他们，拿不到的时候再用第一个解决方案：

//视频宽高，如果存在裁剪范围的话，宽等于右边减左边坐标，高等于底部减顶部
width = format.getInteger(MediaFormat.KEY_WIDTH);
if (format.containsKey("crop-left") && format.containsKey("crop-right")) {
    width = format.getInteger("crop-right") + 1 - format.getInteger("crop-left");
}
height = format.getInteger(MediaFormat.KEY_HEIGHT);
if (format.containsKey("crop-top") && format.containsKey("crop-bottom")) {
    height = format.getInteger("crop-bottom") + 1 - format.getInteger("crop-top");
}

//解码后数据对齐的宽高，在有些设备上会返回0
int keyStride = format.getInteger(MediaFormat.KEY_STRIDE);
int keyStrideHeight = format.getInteger(MediaFormat.KEY_SLICE_HEIGHT);
// 当对齐后高度返回0的时候，分两种情况，如果对齐后宽度有给值，
// 则只需要计算高度从16字节对齐到128字节对齐这几种情况下哪个值跟对齐后宽度相乘再乘3/2等于对齐后大小，
// 如果计算不出则默认等于视频宽高。
// 当对齐后宽度也返回0，这时候也要对宽度做对齐处理，原理同上
alignWidth = keyStride;
alignHeight = keyStrideHeight;
if (alignHeight == 0) {
    if (alignWidth == 0) {
        align:
        for (int w = 16; w <= 128; w = w << 1) {
            for (int h = 16; h <= w; h = h << 1) {
                alignWidth = ((videoWidth - 1) / w + 1) * w;
                alignHeight = ((videoHeight - 1) / h + 1) * h;
                int size = alignWidth * alignHeight * 3 / 2;
                if (size == bufferSize) {
                    break align;
                }
            }
        }
    } else {
        for (int h = 16; h <= 128; h = h << 1) {
            alignHeight = ((videoHeight - 1) / h + 1) * h;
            int size = alignWidth * alignHeight * 3 / 2;
            if (size == bufferSize) {
                break;
            }
        }
    }
    int size = alignWidth * alignHeight * 3 / 2;
    if (size != bufferSize) {
        alignWidth = videoWidth;
        alignHeight = videoHeight;
    }
}

int size = videoWidth * videoHeight * 3 / 2;
if (size == bufferSize) {
    alignWidth = videoWidth;
    alignHeight = videoHeight;
}