Dana
2025-12-02 fa98810a6af5ae17457338d62dce74e8eb25dd79
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
package com.anyun.h264;
 
import timber.log.Timber;
 
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
 
/**
 * H264文件传输器
 * 从H264文件读取数据,按照JT/T 1076-2016协议通过TCP/UDP传输
 * 
 * 使用示例:
 * <pre>
 * // 创建传输器
 * H264FileTransmitter transmitter = new H264FileTransmitter();
 * 
 * // 设置服务器地址和协议类型
 * transmitter.setServerAddress("192.168.1.100", 8888);
 * transmitter.setProtocolType(JT1076ProtocolHelper.PROTOCOL_TYPE_TCP); // 或 PROTOCOL_TYPE_UDP
 * 
 * // 设置协议参数
 * transmitter.setProtocolParams("013120122580", (byte)1);
 * 
 * // 设置帧率(用于计算时间戳间隔)
 * transmitter.setFrameRate(25);
 * 
 * // 初始化Socket
 * if (transmitter.initialize()) {
 *     // 开始传输文件
 *     transmitter.transmitFile("/path/to/video.h264");
 * }
 * 
 * // 停止传输
 * transmitter.stop();
 * </pre>
 */
public class H264FileTransmitter {
    private static final String TAG = "H264FileTransmitter";
    
    // H264 NAL起始码
    private static final byte[] START_CODE_3 = {0x00, 0x00, 0x01};
    private static final byte[] START_CODE_4 = {0x00, 0x00, 0x00, 0x01};
    
    // JT/T 1076-2016 协议工具类
    private JT1076ProtocolHelper protocolHelper;
    
    // 传输控制
    private AtomicBoolean isRunning = new AtomicBoolean(false);
    private Thread transmitThread;
    
    // 参数配置
    private int frameRate = 25; // 帧率,用于计算时间戳间隔
    private long frameInterval = 1000 / 25; // 帧间隔(毫秒)
    
    // SPS/PPS缓存
    private byte[] spsBuffer;
    private byte[] ppsBuffer;
    
    // 时间戳管理
    private long lastIFrameTime = 0; // 上一个I帧时间
    private long lastFrameTime = 0; // 上一帧时间
    private long baseTimestamp = 0; // 基准时间戳
    
    /**
     * 传输进度回调接口
     */
    public interface OnTransmitProgressCallback {
        /**
         * 传输进度回调
         * @param currentFrame 当前帧序号(从1开始)
         * @param totalFrames 总帧数(如果未知则为-1)
         */
        void onProgress(int currentFrame, int totalFrames);
        
        /**
         * 传输完成回调
         */
        void onComplete();
        
        /**
         * 传输错误回调
         * @param error 错误信息
         */
        void onError(String error);
    }
    private OnTransmitProgressCallback progressCallback;
    
    public H264FileTransmitter() {
        this.protocolHelper = new JT1076ProtocolHelper();
        // 默认使用TCP协议
        protocolHelper.setProtocolType(JT1076ProtocolHelper.PROTOCOL_TYPE_TCP);
    }
    
    /**
     * 设置服务器地址
     */
    public void setServerAddress(String ip, int port) {
        protocolHelper.setServerAddress(ip, port);
    }
    
    /**
     * 设置传输协议类型(UDP或TCP)
     * @param protocolType PROTOCOL_TYPE_UDP 或 PROTOCOL_TYPE_TCP
     */
    public void setProtocolType(int protocolType) {
        protocolHelper.setProtocolType(JT1076ProtocolHelper.PROTOCOL_TYPE_TCP);
    }
    
    /**
     * 设置SIM卡号和逻辑通道号
     */
    public void setProtocolParams(String simCardNumber, byte logicalChannelNumber) {
        protocolHelper.setProtocolParams(simCardNumber, logicalChannelNumber);
    }
    
    /**
     * 设置帧率(用于计算时间戳间隔)
     * @param frameRate 帧率(fps)
     */
    public void setFrameRate(int frameRate) {
        this.frameRate = frameRate > 0 ? frameRate : 25;
        this.frameInterval = 1000 / this.frameRate;
        Timber.d("Frame rate set to: %d fps, interval: %d ms", this.frameRate, this.frameInterval);
    }
    
    /**
     * 设置传输进度回调
     */
    public void setOnTransmitProgressCallback(OnTransmitProgressCallback callback) {
        this.progressCallback = callback;
    }
    
    /**
     * 初始化Socket连接
     * @return 是否成功
     */
    public boolean initialize() {
        if (isRunning.get()) {
            Timber.w("Transmitter is already running");
            return false;
        }
        
        if (!protocolHelper.initializeSocket()) {
            Timber.e("Failed to initialize socket");
            return false;
        }
        
        // 重置序号
        protocolHelper.resetSequenceNumber();
        
        // 初始化时间戳
        baseTimestamp = System.currentTimeMillis();
        lastIFrameTime = 0;
        lastFrameTime = 0;
        spsBuffer = null;
        ppsBuffer = null;
        
        Timber.d("Socket initialized successfully");
        return true;
    }
    
    /**
     * 开始传输H264文件
     * @param filePath H264文件路径
     */
    public void transmitFile(String filePath) {
        if (isRunning.get()) {
            Timber.w("Transmitter is already running");
            return;
        }
        
        File file = new File(filePath);
        if (!file.exists() || !file.isFile()) {
            Timber.e("File does not exist: %s", filePath);
            if (progressCallback != null) {
                progressCallback.onError("File does not exist: " + filePath);
            }
            return;
        }
        
        isRunning.set(true);
        
        // 启动传输线程
        transmitThread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                transmitFileInternal(file);
            }
        });
        transmitThread.start();
        
        Timber.d("Started transmitting file: %s", filePath);
    }
    
    /**
     * 传输文件的内部实现
     */
    private void transmitFileInternal(File file) {
        FileInputStream fis = null;
        int frameCount = 0;
        
        try {
            fis = new FileInputStream(file);
            
            // 读取整个文件到内存
            // 注意:对于大文件,可以改为流式读取,但为简化实现,这里使用一次性读取
            long fileSize = file.length();
            if (fileSize > Integer.MAX_VALUE) {
                throw new IOException("File too large: " + fileSize + " bytes");
            }
            
            byte[] fileData = new byte[(int) fileSize];
            int bytesRead = 0;
            int totalRead = 0;
            while (totalRead < fileData.length && (bytesRead = fis.read(fileData, totalRead, fileData.length - totalRead)) > 0) {
                totalRead += bytesRead;
            }
            
            if (totalRead != fileData.length) {
                Timber.w("File read incomplete, expected: %d, actual: %d", fileData.length, totalRead);
            }
            
            Timber.d("File read complete, size: %d bytes", fileData.length);
            
            // 按帧解析并传输(一个帧包含从一个起始码到下一个起始码之间的所有数据,包括起始码)
            int offset = 0;
            while (offset < fileData.length && isRunning.get()) {
                // 查找下一个帧的起始位置
                int nextFrameStart = findNextFrameStart(fileData, offset);
                if (nextFrameStart < 0) {
                    // 没有找到下一个起始码,当前offset到文件末尾是一个完整的帧
                    if (offset < fileData.length) {
                        byte[] frameData = Arrays.copyOfRange(fileData, offset, fileData.length);
                        transmitFrame(frameData, frameCount);
                        frameCount++;
                        
                        // 通知进度
                        if (progressCallback != null) {
                            progressCallback.onProgress(frameCount, -1);
                        }
                    }
                    break;
                }
                
                // 提取当前帧数据(包含起始码)
                if (nextFrameStart > offset) {
                    byte[] frameData = Arrays.copyOfRange(fileData, offset, nextFrameStart);
                    transmitFrame(frameData, frameCount);
                    frameCount++;
                    
                    // 通知进度
                    if (progressCallback != null) {
                        progressCallback.onProgress(frameCount, -1);
                    }
                }
                
                // 移动到下一个帧的起始位置
                offset = nextFrameStart;
            }
            
            Timber.d("Transmission complete, total frames: %d", frameCount);
            
            if (progressCallback != null) {
                progressCallback.onComplete();
            }
            
        } catch (IOException e) {
            Timber.e(e, "Error transmitting file");
            if (progressCallback != null) {
                progressCallback.onError("IO Error: " + e.getMessage());
            }
        } catch (Exception e) {
            Timber.e(e, "Unexpected error during transmission");
            if (progressCallback != null) {
                progressCallback.onError("Error: " + e.getMessage());
            }
        } finally {
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    Timber.e(e, "Error closing file");
                }
            }
            isRunning.set(false);
        }
    }
    
    /**
     * 查找下一个帧的起始位置(下一个起始码的位置)
     * @param data 文件数据
     * @param currentFrameStart 当前帧的起始位置(起始码位置)
     * @return 下一个帧的起始码位置,如果未找到返回-1
     */
    private int findNextFrameStart(byte[] data, int currentFrameStart) {
        if (currentFrameStart >= data.length) {
            return -1;
        }
        
        // 跳过当前帧的起始码
        int offset = currentFrameStart;
        if (isStartCodeAt(data, offset)) {
            offset += getStartCodeLength(data, offset);
        }
        
        // 查找下一个起始码
        for (int i = offset; i < data.length - 3; i++) {
            if (isStartCodeAt(data, i)) {
                return i;
            }
        }
        
        return -1;
    }
    
    /**
     * 检查指定位置是否为起始码
     */
    private boolean isStartCodeAt(byte[] data, int offset) {
        if (offset + 3 > data.length) {
            return false;
        }
        
        // 检查4字节起始码
        if (offset + 4 <= data.length) {
            if (data[offset] == 0x00 && data[offset + 1] == 0x00 &&
                data[offset + 2] == 0x00 && data[offset + 3] == 0x01) {
                return true;
            }
        }
        
        // 检查3字节起始码(确保前面不是0x00)
        if (offset == 0 || data[offset - 1] != 0x00) {
            if (data[offset] == 0x00 && data[offset + 1] == 0x00 &&
                data[offset + 2] == 0x01) {
                return true;
            }
        }
        
        return false;
    }
    
    /**
     * 获取起始码长度
     */
    private int getStartCodeLength(byte[] data, int offset) {
        if (offset + 4 <= data.length &&
            data[offset] == 0x00 && data[offset + 1] == 0x00 &&
            data[offset + 2] == 0x00 && data[offset + 3] == 0x01) {
            return 4;
        }
        return 3;
    }
    
    /**
     * 判断帧数据是否为I帧(IDR)
     * @param frameData 帧数据(包含起始码)
     * @return 是否为I帧
     */
    private boolean isIFrame(byte[] frameData) {
        if (frameData == null || frameData.length < 5) {
            return false;
        }
        
        // 查找帧中所有的NAL单元,检查是否包含IDR帧
        int offset = 0;
        boolean hasSpsPps = false;
        
        while (offset < frameData.length - 3) {
            // 检查当前位置是否为起始码
            if (isStartCodeAt(frameData, offset)) {
                // 跳过起始码
                int startCodeLen = getStartCodeLength(frameData, offset);
                int nalStart = offset + startCodeLen;
                
                if (nalStart < frameData.length) {
                    // 获取NAL类型(第一个字节的低5位)
                    int nalType = frameData[nalStart] & 0x1F;
                    
                    // NAL类型5 = IDR (Instantaneous Decoder Refresh) 关键帧
                    if (nalType == 5) {
                        return true; // 找到IDR帧,确定是I帧
                    }
                    
                    // NAL类型7 = SPS, 类型8 = PPS
                    if (nalType == 7 || nalType == 8) {
                        hasSpsPps = true;
                    }
                }
                
                // 移动到下一个可能的位置继续查找
                offset = nalStart + 1;
            } else {
                offset++;
            }
        }
        
        // 如果没有找到IDR,但包含SPS/PPS,也认为是关键帧相关的数据
        // (有些编码器可能将SPS/PPS单独作为一个"帧"发送)
        return hasSpsPps;
    }
    
    /**
     * 传输一个完整的帧数据(类似H264Encoder的方式)
     * @param frameData 帧数据(包含起始码,与H264Encoder输出的格式一致)
     * @param frameIndex 帧序号
     */
    private void transmitFrame(byte[] frameData, int frameIndex) {
        if (frameData == null || frameData.length == 0) {
            return;
        }
        
        try {
            // 判断帧类型
            boolean isKeyFrame = isIFrame(frameData);
            
            // 计算时间戳
            long timestamp = baseTimestamp + (frameIndex * frameInterval);
            
            // 计算时间间隔
            long lastIFrameInterval = (lastIFrameTime > 0) ? (timestamp - lastIFrameTime) : 0;
            long lastFrameInterval = (lastFrameTime > 0) ? (timestamp - lastFrameTime) : frameInterval;
            
            if (isKeyFrame) {
                lastIFrameTime = timestamp;
            }
            lastFrameTime = timestamp;
            
            // 判断帧类型(用于协议)
            int dataType = isKeyFrame ? JT1076ProtocolHelper.DATA_TYPE_I_FRAME :
                    JT1076ProtocolHelper.DATA_TYPE_P_FRAME;
            
            processNalUnits(frameData, timestamp, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
            
            // 控制发送速率(模拟帧率)
            if (frameInterval > 0) {
                try {
                    Thread.sleep(frameInterval);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                    Timber.d("Transmission interrupted");
                    return;
                }
            }
            
        } catch (Exception e) {
            Timber.e(e, "Error transmitting frame");
        }
    }
    
    /**
     * 停止传输
     */
    public void stop() {
        if (!isRunning.get()) {
            return;
        }
        
        isRunning.set(false);
        
        // 等待传输线程结束
        if (transmitThread != null) {
            try {
                transmitThread.join(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                Timber.e(e, "Wait transmit thread error");
            }
        }
        
        // 关闭Socket
        if (protocolHelper != null) {
            protocolHelper.closeSocket();
        }
        
        spsBuffer = null;
        ppsBuffer = null;
        
        Timber.d("H264 file transmitter stopped");
    }
    
    /**
     * 解析帧中的NAL单元并根据类型处理
     */
    private void processNalUnits(byte[] frameData, long timestamp,
                                 long lastIFrameInterval, long lastFrameInterval) {
        if (frameData == null || frameData.length == 0) {
            return;
        }
        
        boolean nalProcessed = false;
        int offset = 0;
        while (offset < frameData.length) {
            int startCodePos = findStartCode(frameData, offset);
            if (startCodePos < 0) {
                break;
            }
            
            int startCodeLen = getStartCodeLength(frameData, startCodePos);
            int nalDataStart = startCodePos + startCodeLen;
            if (nalDataStart >= frameData.length) {
                break;
            }
            
            int nextStart = findStartCode(frameData, nalDataStart);
            int nalEnd = (nextStart == -1) ? frameData.length : nextStart;
            int nalLength = nalEnd - startCodePos;
            if (nalLength <= startCodeLen) {
                break;
            }
            
            byte[] nalUnit = Arrays.copyOfRange(frameData, startCodePos, nalEnd);
            int nalType = nalUnit[startCodeLen] & 0x1F;
            
            handleNalUnit(nalUnit, nalType, timestamp, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
            nalProcessed = true;
            offset = nalEnd;
        }
        
        if (!nalProcessed) {
            // 没有解析出NAL单元时,直接按P帧发送
            sendFramePayload(frameData, timestamp, false, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
        }
    }
    
    private void handleNalUnit(byte[] nalUnit, int nalType, long timestamp,
                               long lastIFrameInterval, long lastFrameInterval) {
        switch (nalType) {
            case 7: // SPS
                spsBuffer = nalUnit.clone();
                Timber.d("Cached SPS, size: %d", spsBuffer.length);
                break;
            case 8: // PPS
                ppsBuffer = nalUnit.clone();
                Timber.d("Cached PPS, size: %d", ppsBuffer.length);
                break;
            case 5: // IDR
                if (spsBuffer != null && ppsBuffer != null) {
                    byte[] combined = combineFrameData(spsBuffer, ppsBuffer, nalUnit);
                    sendFramePayload(combined, timestamp, true, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
                } else {
                    Timber.w("IDR frame without SPS/PPS cache, sending raw IDR");
                    sendFramePayload(nalUnit, timestamp, true, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
                }
                break;
            case 1: // P frame
                sendFramePayload(nalUnit, timestamp, false, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
                break;
            default:
                Timber.d("Forwarding NAL type %d, size: %d", nalType, nalUnit.length);
                sendFramePayload(nalUnit, timestamp, false, lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
                break;
        }
    }
    
    private void sendFramePayload(byte[] payload, long timestamp, boolean isKeyFrame,
                                  long lastIFrameInterval, long lastFrameInterval) {
        if (payload == null || payload.length == 0) {
            return;
        }
        
        int dataType = isKeyFrame ? JT1076ProtocolHelper.DATA_TYPE_I_FRAME :
                JT1076ProtocolHelper.DATA_TYPE_P_FRAME;
        
        int offset = 0;
        int totalPackets = (int) Math.ceil((double) payload.length / JT1076ProtocolHelper.MAX_PACKET_SIZE);
        for (int i = 0; i < totalPackets; i++) {
            int packetDataSize = Math.min(JT1076ProtocolHelper.MAX_PACKET_SIZE, payload.length - offset);
            byte[] packetData = Arrays.copyOfRange(payload, offset, offset + packetDataSize);
            
            int packetMark;
            if (totalPackets == 1) {
                packetMark = JT1076ProtocolHelper.PACKET_MARK_ATOMIC;
            } else if (i == 0) {
                packetMark = JT1076ProtocolHelper.PACKET_MARK_FIRST;
            } else if (i == totalPackets - 1) {
                packetMark = JT1076ProtocolHelper.PACKET_MARK_LAST;
            } else {
                packetMark = JT1076ProtocolHelper.PACKET_MARK_MIDDLE;
            }
            
            byte[] rtpPacket = protocolHelper.createVideoRtpPacket(
                    packetData, timestamp, dataType, packetMark,
                    lastIFrameInterval, lastFrameInterval);
            protocolHelper.sendPacket(rtpPacket);
            offset += packetDataSize;
        }
    }
    
    private int findStartCode(byte[] data, int startPos) {
        if (data == null || startPos >= data.length - 3) {
            return -1;
        }
        for (int i = startPos; i < data.length - 3; i++) {
            if (isStartCodeAt(data, i)) {
                return i;
            }
        }
        // 处理剩余不足4字节但可能是3字节起始码的情况
        for (int i = Math.max(startPos, data.length - 3); i < data.length - 2; i++) {
            if (isStartCodeAt(data, i)) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    
    private byte[] combineFrameData(byte[] sps, byte[] pps, byte[] idr) {
        int totalLength = (sps != null ? sps.length : 0) +
                (pps != null ? pps.length : 0) +
                (idr != null ? idr.length : 0);
        byte[] combined = new byte[totalLength];
        int offset = 0;
        if (sps != null) {
            System.arraycopy(sps, 0, combined, offset, sps.length);
            offset += sps.length;
        }
        if (pps != null) {
            System.arraycopy(pps, 0, combined, offset, pps.length);
            offset += pps.length;
        }
        if (idr != null) {
            System.arraycopy(idr, 0, combined, offset, idr.length);
        }
//        Timber.d("Combined SPS/PPS/IDR payload, total: %d", totalLength);
        return combined;
    }
    
    /**
     * 释放资源
     */
    public void release() {
        stop();
    }
}