ffmpeg之demux
2024-05-15 14:15:16
今天学习解析媒体文件。
写了一个用例，解析MP4文件得到视频帧和音频帧，并分别保存到不同的文件。
照惯例，先学习，再代码。
学习
av_register_all
/*** 初始化 libavformat，并且注册所有的合并器、解析器和协议。* 如果你不调用这个方法，你可以明确地选择你想要程序支持的格式。* 参照 av_register_input_format()* 参照 av_register_output_format()*/
void av_register_all(void);avformat_open_input
/*** 打开一个输入流并且读取它的头部数据，这个编解码器不会被打开。* 这个流必须使用avformat_close_input()关闭。* * @参数 ps 指向一个用户提供的AVFormatContext（使用avformat_alloc_context分配的空间）。* 这个参数可以指向NULL，这样，该参数将会在方法内部被分配控件，并且写入ps。** 注意，如果这个参数是用户提供的，方法调用失败后，AVFormatContext会被释放。** @参数 url 被打开媒体流的url。对于媒体文件，它是媒体文件路径。* @参数 fmt 如果不为空，这个参数规定一个特定的输入格式。* 否则，输入格式将被自动检测。* @参数 options ...** @成功返回0，失败返回负数。** @注意，如果你想使用特定的IO，在分配格式上下文空间之前，设置它的pb字段*/
int avformat_open_input(AVFormatContext **ps, const char *url, AVInputFormat *fmt, AVDictionary **options);avformat_find_stream_info
/* 读取媒体文件的包来获取流信息。这个方法对于没有头部的文件格式也是有用的，例如MPEG。* 对于MPEG-2这种帧模型重复的类型，这个方法也会计算真实帧率。** 该逻辑文件地址不被这个方法更改。* 检查的数据包可能会被缓冲以用于以后处理。* * @参数 ic 媒体文件句柄（格式上下文）* @参数 options ...* @成功返回值大于0* @注意：这个方法不保证打开所有的编解码器，所以非空的options参数将会返回一个完全合理的行为。 ** 为了让用户决定什么样的信息是他们需要的，我们不会浪费时间去获取用户不需要的东西。*/
int avformat_find_stream_info(AVFormatContext *ic, AVDictionary **options);av_find_best_stream
/* 在媒体文件中寻找最合适的流结构体（AVStream）。* 如果参数decoder_ret为非空，av_find_best_stream将会流的编解码寻找默认解码器。* 对于那些不能找到解码器的流来说，它会被忽略。* @param ic 媒体文件句柄（格式上下文）* @param type 流类型，视频（AVMEDIA_TYPE_VIDEO），音频（AVMEDIA_TYPE_AUDIO）* @param wanted_stream_nb AVStream在AVFormatContext中streams的索引,调试证明最好填-1。* @param related_stream -1* @param decoder_ret null* @param flags 0* @return 成功返回值非负。*/
int av_find_best_stream(AVFormatContext *ic,enum AVMediaType type,int wanted_stream_nb,int related_stream,AVCodec **decoder_ret,int flags);avcodec_find_decoder
/* 通过匹配的编解码器ID,找到一个注册的解码器.*/
AVCodec *avcodec_find_decoder(enum AVCodecID id);avcodec_alloc_context3
/* 分配一个AVCodecContext，并且设置它的字段为默认值。* 这个结构体应该使用avcodec_free_context()释放*/
AVCodecContext *avcodec_alloc_context3(const AVCodec *codec);avcodec_parameters_to_context
/*根据AVCodecParameters的值填充AVCodecContext。*AVCodecParameters与AVCodecContext相对应的将会被替换，不对应不替换。*/
int avcodec_parameters_to_context(AVCodecContext *codec,const AVCodecParameters *par);avcodec_open2
/* 使用提供的AVCodec来初始化AVCodecContext结构体。在使用这个功能之前,AVCodecContext必须通过* avcodec_alloc_context3()分配空间。* 这些方法 avcodec_find_decoder_by_name()，avcodec_find_encoder_by_name()... 提供一个简单的方法来检索到一个编解码器。* 这个方法不是线程安全的*/
int avcodec_open2(AVCodecContext *avctx, const AVCodec *codec, AVDictionary **options);av_image_alloc
/* 通过参数w,h,pix_fmt,align来分配一个图像的空间，参数pointers和linesizes将会被赋值。* pointers必须通过av_freep(&pointers[0])释放。* @param 调整缓冲区大小对齐的值*/
int av_image_alloc(uint8_t *pointers[4], int linesizes[4],int w, int h, enum AVPixelFormat pix_fmt, int align);av_read_frame
/* 返回流的下一帧到AVPacket中。* 这个方法返回存储在文件中的数据，它并不确定这些有效帧有解码器。* 每次调用这个方法，它将分割文件中的数据到AVPacket里。它不会遗漏* 有效帧之间的数据，来给解码器最大的信息来解码。** 如果返回的AVPacket有效，在不使用时，必须用av_packet_unref释放。* 对于视频，AVPacket包含一帧。对于音频，如果每一帧大小固定已知，那么* AVPacket包含多帧；如果每一帧大小可变，那么AVPacket包含一帧。** 这几个值（pkt->pts, pkt->dts and pkt->duration）总是会被赋值。*/
int av_read_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt);struct AVPacket
/* 这个结构体存储压缩数据。它通过解析器输出，作为解码器的输入，或者通过编码器输出， 然后传给合成器。* 对于视频，它代表一个压缩帧，对于音频，它可能代表多个压缩帧，解码器允许输出一个空的packet，* 没有压缩数据，仅仅包含次要数据*/
typedef struct AVPacket avcodec_send_packet
/* 将数据包发送给解码器。（可以想象解码内部有个存放数据的容器）*/
int avcodec_send_packet(AVCodecContext *avctx, const AVPacket *avpkt);avcodec_receive_frame
/* 返回解码过后的一个帧，与avcodec_send_packet配套使用。* avcodec_send_packet传入的AVPacket可能包含多帧，所以avcodec_receive_frame可以调用* 多次，直到失败。*/
int avcodec_receive_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame);源码
解析MP4文件得到视频帧和音频帧，并分别保存到不同的文件。（代码许多地方返回值未校验）
extern "C"
{
#include <libavutil/imgutils.h>
#include <libavutil/samplefmt.h>
#include <libavutil/timestamp.h>
#include <libavformat/avformat.h>
}int get_format_from_sample_fmt(const char **fmt, enum AVSampleFormat sample_fmt)
{int i;struct sample_fmt_entry {enum AVSampleFormat sample_fmt; const char *fmt_be, *fmt_le;} sample_fmt_entries[] = {{ AV_SAMPLE_FMT_U8, "u8", "u8" },{ AV_SAMPLE_FMT_S16, "s16be", "s16le" },{ AV_SAMPLE_FMT_S32, "s32be", "s32le" },{ AV_SAMPLE_FMT_FLT, "f32be", "f32le" },{ AV_SAMPLE_FMT_DBL, "f64be", "f64le" },};*fmt = NULL;for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(sample_fmt_entries); i++) {struct sample_fmt_entry *entry = &sample_fmt_entries[i];if (sample_fmt == entry->sample_fmt) {*fmt = AV_NE(entry->fmt_be, entry->fmt_le);return 0;}}fprintf(stderr,"sample format %s is not supported as output format\n",av_get_sample_fmt_name(sample_fmt));return -1;
}void demuxing_decoding(const char* filename)
{av_register_all();puts("注册...");AVFormatContext* formatContext = nullptr;if (0 != avformat_open_input(&formatContext, filename, NULL, NULL)){puts("avformat_open_input失败.");return;}puts("avformat_open_input...");if (avformat_find_stream_info(formatContext, NULL) < 0){puts("avformat_find_stream_info失败.");return;}puts("avformat_find_stream_info...");//视频int video_stream_idx = av_find_best_stream(formatContext, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, 0, -1, nullptr, 0);if (video_stream_idx < 0){puts("avformat_find_stream_info AVMEDIA_TYPE_VIDEO失败.");return;}AVStream* video_st = formatContext->streams[video_stream_idx];AVCodec *videCodec = avcodec_find_decoder(video_st->codecpar->codec_id);AVCodecContext* videoContext = avcodec_alloc_context3(videCodec);avcodec_parameters_to_context(videoContext, video_st->codecpar);avcodec_open2(videoContext, videCodec, nullptr);uint8_t *video_dst_data[4] = { NULL };int video_dst_linesize[4];int video_dst_bufsize = av_image_alloc(video_dst_data, video_dst_linesize, videoContext->width, videoContext->height, videoContext->pix_fmt, 1);//音频int audio_stream_idx = av_find_best_stream(formatContext, AVMEDIA_TYPE_AUDIO, -1, -1, NULL, 0);AVStream* audio_st = formatContext->streams[audio_stream_idx];AVCodec* audioCodec = avcodec_find_decoder(audio_st->codecpar->codec_id);AVCodecContext* audioContext = avcodec_alloc_context3(audioCodec);avcodec_parameters_to_context(audioContext, audio_st->codecpar);avcodec_open2(audioContext, audioCodec, nullptr);av_dump_format(formatContext, 0, filename, 0);AVFrame* frame = av_frame_alloc();AVPacket pkt;av_init_packet(&pkt);pkt.data = NULL;pkt.size = 0;FILE *videofile = nullptr;char video_name[128] = { 0 };sprintf_s(video_name, 128, "output\\demuxing_video.%s", videCodec->name);fopen_s(&videofile, video_name, "wb");FILE *audiofile = nullptr;char audio_name[128] = { 0 };sprintf_s(audio_name, 128, "output\\demuxing_audio.%s", audioCodec->name);fopen_s(&audiofile, audio_name, "wb");while (av_read_frame(formatContext, &pkt) >= 0) {if (pkt.stream_index == video_stream_idx){avcodec_send_packet(videoContext, &pkt);while (0 == avcodec_receive_frame(videoContext, frame)){av_image_copy(video_dst_data, video_dst_linesize, (const uint8_t **)frame->data, frame->linesize, videoContext->pix_fmt, videoContext->width, videoContext->height);fwrite(video_dst_data[0], 1, video_dst_bufsize, videofile);puts("写入视频");}}else if (pkt.stream_index == audio_stream_idx){avcodec_send_packet(audioContext, &pkt);while (0 == avcodec_receive_frame(audioContext, frame)){size_t unpadded_linesize = frame->nb_samples * av_get_bytes_per_sample((AVSampleFormat)frame->format);fwrite(frame->extended_data[0], 1, unpadded_linesize, audiofile);puts("写入音频");}}av_packet_unref(&pkt);}printf("Play the output video file with the command:\n""ffplay -f rawvideo -pix_fmt %s -video_size %dx%d %s\n",av_get_pix_fmt_name(videoContext->pix_fmt), videoContext->width, videoContext->height,video_name);enum AVSampleFormat sfmt = audioContext->sample_fmt;int n_channels = audioContext->channels;const char *fmt;if (av_sample_fmt_is_planar(sfmt)) {const char *packed = av_get_sample_fmt_name(sfmt);printf("Warning: the sample format the decoder produced is planar ""(%s). This example will output the first channel only.\n",packed ? packed : "?");sfmt = av_get_packed_sample_fmt(sfmt);n_channels = 1;}if (get_format_from_sample_fmt(&fmt, sfmt) < 0){}printf("Play the output audio file with the command:\n""ffplay -f %s -ac %d -ar %d %s\n",fmt, n_channels, audioContext->sample_rate,audio_name);fclose(videofile);fclose(audiofile);avcodec_free_context(&videoContext);avcodec_free_context(&audioContext);avformat_close_input(&formatContext);av_frame_free(&frame);av_free(video_dst_data[0]);getchar();
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