大疆无人机 Android 开发总结——视频解码

DJI_Mobile_SDK是大疆为开发者提供的开发无人机应用的开发接口，可以实现对无人机飞行的控制，也可以利用无人机相机完成一些视觉任务。目前网上的开发教程主要集中于DJI
开发者社区，网上的资源非常少。废话不多说~~，现在将在Android项目中学习到的东西总结一下。

使用大疆无人机做计算机视觉项目，第一步就是要将从云台相机中获取的视频流解析成图像帧，DJI在github上提供了视频解码成图像帧的Demo程序。官网说明文档并没有对如何将这个解码Demo集成进自己的项目进行说明，只是简单说明了DJIVideoStreamDecoder和

NativeHelper类的主要用途。附上解码的源程序

Android源代码github地址：https://github.com/DJI-Mobile-SDK-Tutorials/Android-VideoStreamDecodingSample.git

就将对如何使用这个模块进行说明。

一、模块结构

首先要说明的是，整个解码过程是通过FFmpeg和MediaCodec实现，按照官网的教程，DJIVideoStreamDecoder.java和NativeHelper.java是实现解码的关键类。按照官网的教程分为以下步骤：

1. 初始化一个NativeHelper的实例对象，来监听来自无人机高空的视频数据。

2.将原始的H.264视频数据送入FFmpeg中解析。

3.将解析完成的视频数据从FFmpeg中取出，并将解析后的数据缓存到图像帧序列中

4.将MediaCodec作为一个解码器，然后丢视频中的I帧进行捕获。

5.解码完成后，可为MediaCodec的输出数据配置一个TextureView或SurfaceView用来对视频画面进行预览，或者调用监听器对解码数据进行监听完成其他操作。

6.释放FFmpeg和MediaCodec资源。

二、解码调用

看完上述步骤，我们对解码过程有了初步的认识，以下是DJIVideoStreamDecoder类中的变量。其中instance是解码类的实例，解码出的视频帧会存放在frameQueue中。handle类涉及线程控制，如果需要了解HandleThread的用法，请点击此链接。在Demo中解码线程已经全部实现，不需要我们再做任何处理。

1.DJIVideoStreamDecoder.java

private static DJIVideoStreamDecoder instance;

private Queue<DJIFrame> frameQueue;
private HandlerThread dataHandlerThread;
private Handler dataHandler;
private HandlerThread callbackHandlerThread;
private Handler callbackHandler;
private Context context;
private MediaCodec codec;
private Surface surface;

public int frameIndex = -1;
private long currentTime;
public int width;
public int height;
private boolean hasIFrameInQueue = false;
private boolean hasIFrameInCodec;
private ByteBuffer[] inputBuffers;
private ByteBuffer[] outputBuffers;
MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
LinkedList<Long> bufferChangedQueue=new LinkedList<Long>();

private long createTime;

2.Mainactivity.java

实现流数据转换为图像的关键步骤在MainActivity.java中实现，值得注意的是在Android系统中，图像是以YUVImage的格式传递，因此，
在存储数据的时候要使用YUV图像格式，对于每秒解析的图像帧数量，通过DJIVIdeoStreamDecoder.getInstance().frameIndex控制，比如
Demo中对30取余，表示仅对序号为30的倍数的图像帧存储，如果每秒帧率为30，则每秒只取一帧图像。进而可通过调节分母的大小实现取帧频
率的控制。

解析成YUV的源代码为

@Override
public void onYuvDataReceived(byte[] yuvFrame, int width, int height) {
//In this demo, we test the YUV data by saving it into JPG files.
if (DJIVideoStreamDecoder.getInstance().frameIndex % 30 == 0) {
byte[] y = new byte[width * height];
byte[] u = new byte[width * height / 4];
byte[] v = new byte[width * height / 4];
byte[] nu = new byte[width * height / 4]; //
byte[] nv = new byte[width * height / 4];
System.arraycopy(yuvFrame, 0, y, 0, y.length);
for (int i = 0; i < u.length; i++) {
v[i] = yuvFrame[y.length + 2 * i];
u[i] = yuvFrame[y.length + 2 * i + 1];
}
int uvWidth = width / 2;
int uvHeight = height / 2;
for (int j = 0; j < uvWidth / 2; j++) {
for (int i = 0; i < uvHeight / 2; i++) {
byte uSample1 = u[i * uvWidth + j];
byte uSample2 = u[i * uvWidth + j + uvWidth / 2];
byte vSample1 = v[(i + uvHeight / 2) * uvWidth + j];
byte vSample2 = v[(i + uvHeight / 2) * uvWidth + j + uvWidth / 2];
nu[2 * (i * uvWidth + j)] = uSample1;
nu[2 * (i * uvWidth + j) + 1] = uSample1;
nu[2 * (i * uvWidth + j) + uvWidth] = uSample2;
nu[2 * (i * uvWidth + j) + 1 + uvWidth] = uSample2;
nv[2 * (i * uvWidth + j)] = vSample1;
nv[2 * (i * uvWidth + j) + 1] = vSample1;
nv[2 * (i * uvWidth + j) + uvWidth] = vSample2;
nv[2 * (i * uvWidth + j) + 1 + uvWidth] = vSample2;
}
}
//nv21test
byte[] bytes = new byte[yuvFrame.length];
System.arraycopy(y, 0, bytes, 0, y.length);
for (int i = 0; i < u.length; i++) {
bytes[y.length + (i * 2)] = nv[i];
bytes[y.length + (i * 2) + 1] = nu[i];

/* Save the buffered data into a JPG image file */
private void screenShot(byte[] buf, String shotDir) {
File dir = new File(shotDir);
if (!dir.exists() || !dir.isDirectory()) {
dir.mkdirs();
}
YuvImage yuvImage = new YuvImage(buf,
ImageFormat.NV21,
DJIVideoStreamDecoder.getInstance().width,
DJIVideoStreamDecoder.getInstance().height,
null);
OutputStream outputFile;
final String path = dir + "/ScreenShot_" + System.currentTimeMillis() + ".jpg";
try {
outputFile = new FileOutputStream(new File(path));
} catch (FileNotFoundException e) {
Log.e(TAG, "test screenShot: new bitmap output file error: " + e);
return;
}
if (outputFile != null) {
yuvImage.compressToJpeg(new Rect(0,
0,
DJIVideoStreamDecoder.getInstance().width,
DJIVideoStreamDecoder.getInstance().height), 100, outputFile);
}
try {
outputFile.close();
} catch (IOException e) {
Log.e(TAG, "test screenShot: compress yuv image error: " + e);
e.printStackTrace();
}
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
displayPath(path);
}
});
}

public void onClick(View v) {
if (screenShot.isSelected()) {
screenShot.setText("Screen Shot");
screenShot.setSelected(false);
if (useSurface) {
DJIVideoStreamDecoder.getInstance().changeSurface(videostreamPreviewSh.getSurface());
}
savePath.setText("");
savePath.setVisibility(View.INVISIBLE);
} else {
screenShot.setText("Live Stream");
screenShot.setSelected(true);
if (useSurface) {
DJIVideoStreamDecoder.getInstance().changeSurface(null);
}
savePath.setText("");
savePath.setVisibility(View.VISIBLE);
pathList.clear();
}
}

private void displayPath(String path){
path = path + "\n\n";
if(pathList.size() < 6){
pathList.add(path);
}else{
pathList.remove(0);
pathList.add(path);
}
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for(int i = 0 ;i < pathList.size();i++){
stringBuilder.append(pathList.get(i));
}
savePath.setText(stringBuilder.toString());
}


} Log.d(TAG, "onYuvDataReceived: frame index: " + DJIVideoStreamDecoder.getInstance().frameIndex + ",array length: " + bytes.length);//此处加入处理像素点的方法所有的像素点数据存储于变量名为bytes的byte数组中。

}
}

在大疆的示例程序中，选择采用存储磁盘额方式来获取是各帧。处理函数为Mainactivity类中screenShot（byte[] buf, String shotDir）方法在此方法中使用Android内置类YUVImage的compressToJpeg()方法以流的方式进行存储，存储路径通过shotDir传入。

以上就是关于DJI 取图像帧的介绍，本人小菜鸟一个，如果也有做DJI App开发的朋友，大家一起学习交流咯。O(∩_∩)O哈哈~