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데이터 베이스MySQL 튜토리얼FFmpeg封装格式处理:视音频复用器(muxer)

FFmpeg封装格式处理:视音频复用器(muxer)

Jun 07, 2016 pm 04:05 PM
ffmpeg다루다캡슐화이기다체재오디오

打算记录一下基于FFmpeg的封装格式处理方面的例子。包括了视音频分离,复用,封装格式转换。这是第3篇。 本文记录一个基于FFmpeg的视音频复用器(Simplest FFmpeg muxer)。视音频复用器(Muxer)即是将视频压缩数据(例如H.264)和音频压缩数据(例如AAC)合

打算记录一下基于FFmpeg的封装格式处理方面的例子。包括了视音频分离,复用,封装格式转换。这是第3篇。

本文记录一个基于FFmpeg的视音频复用器(Simplest FFmpeg muxer)。视音频复用器(Muxer)即是将视频压缩数据(例如H.264)和音频压缩数据(例如AAC)合并到一个封装格式数据(例如MKV)中去。如图所示。在这个过程中并不涉及到编码和解码。

 

\

本文记录的程序将一个H.264编码的视频码流文件和一个MP3编码的音频码流文件,合成为一个MP4封装格式的文件。
,一共初始化了3个AVFormatContext,其中2个用于输入,1个用于输出。3个AVFormatContext初始化之后,通过avcodec_copy_context()函数可以将输入视频/音频的参数拷贝至输出视频/音频的AVCodecContext结构体。然后分别调用视频输入流和音频输入流的av_read_frame(),从视频输入流中取出视频的AVPacket,音频输入流中取出音频的AVPacket,分别将取出的AVPacket写入到输出文件中即可。其间用到了一个不太常见的函数av_compare_ts(),是比较时间戳用的。通过该函数可以决定该写入视频还是音频。

本文介绍的视音频复用器,输入的视频不一定是H.264裸流文件,音频也不一定是纯音频文件。可以选择两个封装过的视音频文件作为输入。程序会从视频输入文件中“挑”出视频流,音频输入文件中“挑”出音频流,再将“挑选”出来的视音频流复用起来。 PS1:对于某些封装格式(例如MP4/FLV/MKV等)中的H.264,需要用到名称为“h264_mp4toannexb”的bitstream filter。
PS2:对于某些封装格式(例如MP4/FLV/MKV等)中的AAC,需要用到名称为“aac_adtstoasc”的bitstream filter。

简单介绍一下流程中各个重要函数的意义:

avformat_open_input():打开输入文件。
avcodec_copy_context():赋值AVCodecContext的参数。
avformat_alloc_output_context2():初始化输出文件。
avio_open():打开输出文件。
avformat_write_header():写入文件头。
av_compare_ts():比较时间戳,决定写入视频还是写入音频。这个函数相对要少见一些。
av_read_frame():从输入文件读取一个AVPacket。
av_interleaved_write_frame():写入一个AVPacket到输出文件。
av_write_trailer():写入文件尾。

代码

下面贴上代码:
<strong>[cpp]</strong> view plaincopy
  1. /**
  2. * 最简单的基于FFmpeg的视音频复用器
  3. * Simplest FFmpeg Muxer
  4. *
  5. * 雷霄骅 Lei Xiaohua
  6. * leixiaohua1020@126.com
  7. * 中国传媒大学/数字电视技术
  8. * Communication University of China / Digital TV Technology
  9. * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
  10. *
  11. * 本程序可以将视频码流和音频码流打包到一种封装格式中。
  12. * 程序中将MP3编码的音频码流和H.264编码(MPEG2TS封装中)的视频码流打包成
  13. * MP4封装格式的文件。
  14. * 需要注意的是本程序并不改变视音频的编码格式。
  15. *
  16. * This software mux a video bitstream and a audio bitstream
  17. * together into a file.
  18. * In this example, it mux a H.264 bitstream (in MPEG2TS) and
  19. * a MP3 bitstream file together into MP4 format file.
  20. *
  21. */
  22. 
    
  23. #include <stdio.h></stdio.h>
  24. 
    
  25. extern "C"
  26. {
  27. #include "libavformat/avformat.h"
  28. };
  29. /*
  30. FIX: H.264 in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need
  31. "h264_mp4toannexb" bitstream filter (BSF)
  32. *Add SPS,PPS in front of IDR frame
  33. *Add start code ("0,0,0,1") in front of NALU
  34. H.264 in some container (MPEG2TS) don't need this BSF.
  35. */
  36. //'1': Use H.264 Bitstream Filter
  37. #define USE_H264BSF 0
  38. 
    
  39. /*
  40. FIX:AAC in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need
  41. "aac_adtstoasc" bitstream filter (BSF)
  42. */
  43. //'1': Use AAC Bitstream Filter
  44. #define USE_AACBSF 0
  45. 
    
  46. 
    
  47. 
    
  48. int main(int argc, char* argv[])
  49. {
  50. AVOutputFormat *ofmt = NULL;
  51. //输入对应一个AVFormatContext,输出对应一个AVFormatContext
  52. //(Input AVFormatContext and Output AVFormatContext)
  53. AVFormatContext *ifmt_ctx_v = NULL, *ifmt_ctx_a = NULL,*ofmt_ctx = NULL;
  54. AVPacket pkt;
  55. int ret, i;
  56. 
    
  57. char *in_filename_v = "cuc_ieschool.ts";//输入文件名(Input file URL)
  58. //char *in_filename_v = "cuc_ieschool.h264";
  59. //char *in_filename_a = "cuc_ieschool.mp3";
  60. //char *in_filename_a = "gowest.m4a";
  61. //char *in_filename_a = "gowest.aac";
  62. char *in_filename_a = "huoyuanjia.mp3";
  63. 
    
  64. char *out_filename = "cuc_ieschool.mp4";//输出文件名(Output file URL)
  65. av_register_all();
  66. //输入(Input)
  67. if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx_v, in_filename_v, 0, 0)) 
    
  68. printf( "Could not open input file.");
  69. goto end;
  70. }
  71. if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx_v, 0)) 
    
  72. printf( "Failed to retrieve input stream information");
  73. goto end;
  74. }
  75. 
    
  76. if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx_a, in_filename_a, 0, 0)) 
    
  77. printf( "Could not open input file.");
  78. goto end;
  79. }
  80. if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx_a, 0)) 
    
  81. printf( "Failed to retrieve input stream information");
  82. goto end;
  83. }
  84. printf("Input Information=====================\n");
  85. av_dump_format(ifmt_ctx_v, 0, in_filename_v, 0);
  86. av_dump_format(ifmt_ctx_a, 0, in_filename_a, 0);
  87. printf("======================================\n");
  88. //输出(Output)
  89. avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);
  90. if (!ofmt_ctx) {
  91. printf( "Could not create output context\n");
  92. ret = AVERROR_UNKNOWN;
  93. goto end;
  94. }
  95. ofmt = ofmt_ctx->oformat;
  96. int videoindex_v=-1,videoindex_out=-1;
  97. for (i = 0; i nb_streams; i++) {
  98. //根据输入流创建输出流(Create output AVStream according to input AVStream)
  99. if(ifmt_ctx_v->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO){
  100. videoindex_v=i;
  101. AVStream *in_stream = ifmt_ctx_v->streams[i];
  102. AVStream *out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, in_stream->codec->codec);
  103. if (!out_stream) {
  104. printf( "Failed allocating output stream\n");
  105. ret = AVERROR_UNKNOWN;
  106. goto end;
  107. }
  108. videoindex_out=out_stream->index;
  109. //复制AVCodecContext的设置(Copy the settings of AVCodecContext)
  110. if (avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec) 
    
  111. printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\n");
  112. goto end;
  113. }
  114. out_stream->codec->codec_tag = 0;
  115. if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
  116. out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
  117. break;
  118. }
  119. }
  120. 
    
  121. int audioindex_a=-1,audioindex_out=-1;
  122. for (i = 0; i nb_streams; i++) {
  123. //根据输入流创建输出流(Create output AVStream according to input AVStream)
  124. if(ifmt_ctx_a->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){
  125. audioindex_a=i;
  126. AVStream *in_stream = ifmt_ctx_a->streams[i];
  127. AVStream *out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, in_stream->codec->codec);
  128. if (!out_stream) {
  129. printf( "Failed allocating output stream\n");
  130. ret = AVERROR_UNKNOWN;
  131. goto end;
  132. }
  133. audioindex_out=out_stream->index;
  134. //复制AVCodecContext的设置(Copy the settings of AVCodecContext)
  135. if (avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec) 
    
  136. printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\n");
  137. goto end;
  138. }
  139. out_stream->codec->codec_tag = 0;
  140. if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
  141. out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
  142. 
    
  143. break;
  144. }
  145. }
  146. 
    
  147. //输出一下格式------------------
  148. printf("Output Information====================\n");
  149. av_dump_format(ofmt_ctx, 0, out_filename, 1);
  150. printf("======================================\n");
  151. //打开输出文件(Open output file)
  152. if (!(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
  153. if (avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE) 
    
  154. printf( "Could not open output file '%s'", out_filename);
  155. goto end;
  156. }
  157. }
  158. //写文件头(Write file header)
  159. if (avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL) 
    
  160. printf( "Error occurred when opening output file\n");
  161. goto end;
  162. }
  163. int frame_index=0;
  164. int64_t cur_pts_v=0,cur_pts_a=0;
  165. 
    
  166. //FIX
  167. #if USE_H264BSF
  168. AVBitStreamFilterContext* h264bsfc = av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");
  169. #endif
  170. #if USE_AACBSF
  171. AVBitStreamFilterContext* aacbsfc = av_bitstream_filter_init("aac_adtstoasc");
  172. #endif
  173. 
    
  174. while (1) {
  175. AVFormatContext *ifmt_ctx;
  176. int stream_index=0;
  177. AVStream *in_stream, *out_stream;
  178. 
    
  179. 
    
  180. //获取一个AVPacket(Get an AVPacket)
  181. if(av_compare_ts(cur_pts_v,ifmt_ctx_v->streams[videoindex_v]->time_base,cur_pts_a,ifmt_ctx_a->streams[audioindex_a]->time_base) 
    
  182. ifmt_ctx=ifmt_ctx_v;
  183. stream_index=videoindex_out;
  184. 
    
  185. if(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0){
  186. do{
  187. if(pkt.stream_index==videoindex_v){
  188. cur_pts_v=pkt.pts;
  189. break;
  190. }
  191. }while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0);
  192. }else{
  193. break;
  194. }
  195. }else{
  196. ifmt_ctx=ifmt_ctx_a;
  197. stream_index=audioindex_out;
  198. if(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0){
  199. do{
  200. if(pkt.stream_index==audioindex_a){
  201. cur_pts_a=pkt.pts;
  202. break;
  203. }
  204. }while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0);
  205. }else{
  206. break;
  207. }
  208. 
    
  209. }
  210. 
    
  211. in_stream = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
  212. out_stream = ofmt_ctx->streams[stream_index];
  213. //FIX
  214. #if USE_H264BSF
  215. av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, in_stream->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);
  216. #endif
  217. #if USE_AACBSF
  218. av_bitstream_filter_filter(aacbsfc, in_stream->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);
  219. #endif
  220. //FIX:No PTS (Example: Raw H.264)
  221. //Simple Write PTS
  222. if(pkt.pts==AV_NOPTS_VALUE){
  223. //Write PTS
  224. AVRational time_base1=in_stream->time_base;
  225. //Duration between 2 frames (us)
  226. int64_t calc_duration=(double)AV_TIME_BASE/av_q2d(in_stream->r_frame_rate);
  227. //Parameters
  228. pkt.pts=(double)(frame_index*calc_duration)/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);
  229. pkt.dts=pkt.pts;
  230. pkt.duration=(double)calc_duration/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);
  231. frame_index++;
  232. }
  233. /* copy packet */
  234. //转换PTS/DTS(Convert PTS/DTS)
  235. pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));
  236. pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));
  237. pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
  238. pkt.pos = -1;
  239. pkt.stream_index=stream_index;
  240. 
    
  241. printf("Write 1 Packet. size:%5d\tpts:%8d\n",pkt.size,pkt.pts);
  242. //写入(Write)
  243. if (av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt) 
    
  244. printf( "Error muxing packet\n");
  245. break;
  246. }
  247. av_free_packet(&pkt);
  248. 
    
  249. }
  250. //写文件尾(Write file trailer)
  251. av_write_trailer(ofmt_ctx);
  252. 
    
  253. #if USE_H264BSF
  254. av_bitstream_filter_close(h264bsfc);
  255. #endif
  256. #if USE_AACBSF
  257. av_bitstream_filter_close(aacbsfc);
  258. #endif
  259. 
    
  260. end:
  261. avformat_close_input(&ifmt_ctx_v);
  262. avformat_close_input(&ifmt_ctx_a);
  263. /* close output */
  264. if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE))
  265. avio_close(ofmt_ctx->pb);
  266. avformat_free_context(ofmt_ctx);
  267. if (ret 
    
  268. printf( "Error occurred.\n");
  269. return -1;
  270. }
  271. return 0;
성명
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