mpeg编码seekto方法精确定位到指定帧

MediaExtractor有一个方法如下:

1 2	//All selected tracks seek near the requested time according to the specified mode. public void seekTo (long timeUs, int mode)

timeUs是要seek的时间戳，mode是seek的模式，可以是SEEK_TO_PREVIOUS_SYNC, SEEK_TO_CLOSEST_SYNC, SEEK_TO_NEXT_SYNC，分别是seek指定帧的上一帧，最近帧和下一帧。此方法可用于视频播放时动态定位播放帧，用于动态改变视频播放进度，比如使用seekBar来跟踪视频播放进度，同时可拖动来动态改变播放进度。

mpeg编码决定seekTo方法无法精确定位到指定帧。即使使用的是某一帧精确的时间戳作为seekTo方法的输入参数也无法实现精确定位。

在google, stackoverlfow查询得出的结论是：在每次seekTo方法调用后，MediaCodec必须从关键帧开始解码。因此seekTo方法只会seek到最近的／上一个／下一个关键帧，也就是I-Frame(key frame = I frame = sync frame)。之所以要从关键帧开始解码，是因为每一帧不一定是单独编码的，只有I frame才是帧内编码，而P, B frame都是要参考别的帧来进行编码，因此单独拿出来是不完整的一帧。

stackoverflow上有人对此的做法是：seekTo的输入参数mode设置为SEEK_TO_PREVIOUS_SYNC,即seek的是指定帧的上一个关键帧。然后判断当前的时间戳是否小于定位关键帧的时间戳，如果是就调用MediaExtractor的advance方法，“快进”到指定帧。

extractor.seekTo(expectedPts, MediaExtractor.SEEK_TO_PREVIOUS_SYNC);  
while (currentPts < expectedPts) {  
    extractor.advance();  
}

但是这个方法仍不理想，如果seek的位置和当前位置比较远的话，会有一定延迟。而且视频内容偶尔会出现不完整的帧的闪现。经过一段时间的研究，终于解决了这个问题，现在播放时可以根据seekBar随时拖动到视频任何一帧，不会有任何延迟，甚至可以实现倒播了。因为之前播放视频的是自己用MediaCodec, MediaMuxer等编码合成的视频文件，在编码参数设置的时候，将关键帧间隔KEY_I_FRAME_INTERVAL设置为了1（因为要求参数为整数）。注意这个参数的单位是秒，而不是帧数！网上看到很多例子包括fadden的bigflake和Grafika上都将这里设置为了20几。搞得我一开始还以为是每隔二十几帧就有一个关键帧。如果设置为20几，那么就是说你用MediaCodec编码录制一段20多秒的视频，只有开头的一个关键帧！剩下的都是P或者B帧。这显然是不合理的。一般来说是每隔1秒有一个关键帧，这样就可以seek到对应秒的关键帧。或者说1秒内如果有30帧，那么这30帧至少有一个关键帧。因此我将KEY_I_FRAME_INTERVAL设置为了1。

1	mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 1);

这也是为什么我在播放用这种参数编码的视频的时候，使用seekTo方法不能准确定位帧了。之前有讲，seekTo是定位到关键帧的，如果不是关键帧，那么它会去找上一个／最近一个／下一个关键帧，这取决于你输入参数mode的设置。因此如果想使用seekBar准确拖动定位到任何一帧播放，必须保证每一帧都是关键帧。于是，我将KEY_I_FRAME_INTERVAL设置为了0：

1	mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 0);

事实也证明这样可以保证录制的每一帧都是关键帧，因此在使用seekTo方法的时候终于可以准确定位任何一帧了。拖动seekBar的时候视频内容也会立刻改变，无论是往前还是往后，都不会有任何延迟和画面不完整的情况. 但是，把视频每一帧都设置为关键帧是否合理呢？是否会占太大空间呢？带着这个疑问，我使用ffmpeg查看了我测试使用的手机（Lenovo X2)内置相机录制的视频。只需一行代码：

1	ffprobe -show_frames video.mp4 > frames.txt

打开frames.txt可以看到每一帧的key_frame=1，表示是关键帧

这说明了手机本来录像就是把每一帧都作为关键帧的。当然，不能以偏概全，于是我使用iPhone 6s录制的一段普通视频和慢动作视频。使用ffmpeg查看，发现每一帧也都是关键帧（慢动作视频1秒有240帧也都全部作为关键帧也是蛮拼的）。

目前我测试的两部手机都是如此，具体为什么手机录的视频每一帧都是关键帧我也不明白。而视频文件体积大小和是否将每一帧设为关键帧似乎不成线性关系，所以将KEY_I_FRAME_INTERVAL设置为0的方案是可行的。因此只要保证视频每帧都是关键帧，那么seekTo方法就可以精确定位指定帧了。