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最简单的基于FFmpeg的封装格式处理:视音频分离器简化版(demuxer-simple)
本文是第1篇。首先记录一个基于FFmpeg的视音频分离器简单版(Simplest FFmpeg Demuxer Simple)。视音频分离器(Demuxer)即是将封装格式数据(例如MKV)中的视频压缩数据(例如H.264)和音频压缩数据(例如AAC)分离开。如图所示。在这个过程中并不涉及到编码和解码。
需要注意的是,本文介绍的是一个简单版的视音频分离器(Demuxer)。该分离器的优点是代码十分简单,很好理解。但是缺点是并不适用于一些格式。对于MP3编码的音频是没有问题的。但是在分离MP4/FLV/MKV等一些格式中的AAC编码的码流的时候,得到的AAC码流是不能播放的。原因是存储AAC数据的AVPacket的data字段中的数据是不包含7字节ADTS文件头的“砍头”的数据,是无法直接解码播放的(当然如果在这些数据前面手工加上7字节的ADTS文件头的话,就可以播放了)。
参考文章:使用FFMPEG类库分离出多媒体文件中的音频码流
分离某些封装格式中的H.264
分离某些封装格式(例如MP4/FLV/MKV等)中的H.264的时候,需要首先写入SPS和PPS,否则会导致分离出来的数据没有SPS、PPS而无法播放。H.264码流的SPS和PPS信息存储在AVCodecContext结构体的extradata中。需要使用ffmpeg中名称为“h264_mp4toannexb”的bitstream filter处理。有两种处理方式:
(1)使用bitstream filter处理每个AVPacket(简单)
把每个AVPacket中的数据(data字段)经过bitstream filter“过滤”一遍。关键函数是av_bitstream_filter_filter()。示例代码如下。
AVBitStreamFilterContext* h264bsfc = av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb"); while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt)>=0){ if(pkt.stream_index==videoindex){ av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, ifmt_ctx->streams[videoindex]->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0); fwrite(pkt.data,1,pkt.size,fp_video); //... } av_free_packet(&pkt); } av_bitstream_filter_close(h264bsfc);
上述代码中,把av_bitstream_filter_filter()的输入数据和输出数据(分别对应第4,5,6,7个参数)都设置成AVPacket的data字段就可以了。
需要注意的是bitstream filter需要初始化和销毁,分别通过函数av_bitstream_filter_init()和av_bitstream_filter_close()。
经过上述代码处理之后,AVPacket中的数据有如下变化:
*每个AVPacket的data添加了H.264的NALU的起始码{0,0,0,1}
*每个IDR帧数据前面添加了SPS和PPS
(2)手工添加SPS,PPS(稍微复杂)
将AVCodecContext的extradata数据经过bitstream filter处理之后得到SPS、PPS,拷贝至每个IDR帧之前。下面代码示例了写入SPS、PPS的过程。
FILE *fp=fopen("test.264","ab"); AVCodecContext *pCodecCtx=... unsigned char *dummy=NULL; int dummy_len; AVBitStreamFilterContext* bsfc = av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb"); av_bitstream_filter_filter(bsfc, pCodecCtx, NULL, &dummy, &dummy_len, NULL, 0, 0); fwrite(pCodecCtx->extradata,pCodecCtx-->extradata_size,1,fp); av_bitstream_filter_close(bsfc); free(dummy);然后修改AVPacket的data。把前4个字节改为起始码。示例代码如下所示。
char nal_start[]={0,0,0,1}; memcpy(packet->data,nal_start,4);经过上述两步也可以得到可以播放的H.264码流,相对于第一种方法来说复杂一些。参考文章:使用FFMPEG类库分离出多媒体文件中的H.264码流
当封装格式为MPEG2TS的时候,不存在上述问题。
流程
程序的流程如下图所示。从流程图中可以看出,将每个通过av_read_frame()获得的AVPacket中的数据直接写入文件即可。avformat_open_input():打开输入文件。
av_read_frame():获取一个AVPacket。
fwrite():根据得到的AVPacket的类型不同,分别写入到不同的文件中。
下面贴上代码:
/** * 最简单的基于FFmpeg的视音频分离器(简化版) * Simplest FFmpeg Demuxer Simple * * 雷霄骅 Lei Xiaohua * leixiaohua1020@126.com * 中国传媒大学/数字电视技术 * Communication University of China / Digital TV Technology * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 * * 本程序可以将封装格式中的视频码流数据和音频码流数据分离出来。 * 在该例子中, 将FLV的文件分离得到H.264视频码流文件和MP3 * 音频码流文件。 * * 注意: * 这个是简化版的视音频分离器。与原版的不同在于,没有初始化输出 * 视频流和音频流的AVFormatContext。而是直接将解码后的得到的 * AVPacket中的的数据通过fwrite()写入文件。这样做的好处是流程比 * 较简单。坏处是对一些格式的视音频码流是不适用的,比如说 * FLV/MP4/MKV等格式中的AAC码流(上述封装格式中的AAC的AVPacket中 * 的数据缺失了7字节的ADTS文件头)。 * * * This software split a media file (in Container such as * MKV, FLV, AVI...) to video and audio bitstream. * In this example, it demux a FLV file to H.264 bitstream * and MP3 bitstream. * Note: * This is a simple version of "Simplest FFmpeg Demuxer". It is * more simple because it doesn‘t init Output Video/Audio stream‘s * AVFormatContext. It write AVPacket‘s data to files directly. * The advantages of this method is simple. The disadvantages of * this method is it‘s not suitable for some kind of bitstreams. For * example, AAC bitstream in FLV/MP4/MKV Container Format(data in * AVPacket lack of 7 bytes of ADTS header). * */ #include "stdafx.h" extern "C" { #include "libavformat/avformat.h" }; //‘1‘: Use H.264 Bitstream Filter #define USE_H264BSF 1 int main(int argc, char* argv[]) { AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL; AVPacket pkt; int ret, i; int videoindex=-1,audioindex=-1; char *in_filename = "cuc_ieschool.flv";//输入文件名(Input file URL) char *out_filename_v = "cuc_ieschool.h264";//输出文件名(Output file URL) char *out_filename_a = "cuc_ieschool.mp3"; av_register_all(); //输入(Input) if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, in_filename, 0, 0)) < 0) { printf( "Could not open input file."); return -1; } if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, 0)) < 0) { printf( "Failed to retrieve input stream information"); return -1; } videoindex=-1; for(i=0; i<ifmt_ctx->nb_streams; i++) { if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO){ videoindex=i; }else if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){ audioindex=i; } } //Dump Format------------------ printf("\nInput Video===========================\n"); av_dump_format(ifmt_ctx, 0, in_filename, 0); printf("\n======================================\n"); FILE *fp_audio=fopen(out_filename_a,"wb+"); FILE *fp_video=fopen(out_filename_v,"wb+"); /* FIX: H.264 in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need "h264_mp4toannexb" bitstream filter (BSF) *Add SPS,PPS in front of IDR frame *Add start code ("0,0,0,1") in front of NALU H.264 in some container (MPEG2TS) don‘t need this BSF. */ #if USE_H264BSF AVBitStreamFilterContext* h264bsfc = av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb"); #endif while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt)>=0){ if(pkt.stream_index==videoindex){ #if USE_H264BSF av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, ifmt_ctx->streams[videoindex]->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0); #endif printf("Write Video Packet. size:%d\tpts:%d\n",pkt.size,pkt.pts); fwrite(pkt.data,1,pkt.size,fp_video); }else if(pkt.stream_index==audioindex){ /* AAC in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need to add 7 Bytes ADTS Header in front of AVPacket data manually. Other Audio Codec (MP3...) works well. */ printf("Write Audio Packet. size:%d\tpts:%d\n",pkt.size,pkt.pts); fwrite(pkt.data,1,pkt.size,fp_audio); } av_free_packet(&pkt); } #if USE_H264BSF av_bitstream_filter_close(h264bsfc); #endif fclose(fp_video); fclose(fp_audio); avformat_close_input(&ifmt_ctx); if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) { printf( "Error occurred.\n"); return -1; } return 0; }
结果
输入文件为:cuc_ieschool.flv:FLV封装格式数据。
输出文件为:
cuc_ieschool.h264:H.264视频码流数据。
cuc_ieschool.mp3:Mp3音频码流数据。
资源下载
SourceForge项目主页:
https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegformat/
CSDN下载
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8005317
工程中包含4个例子:
simplest_ffmpeg_demuxer_simple:视音频分离器(简化版)。
simplest_ffmpeg_demuxer:视音频分离器(后几篇文章记录)。
simplest_ffmpeg_muxer:视音频复用器(后几篇文章记录)。
simplest_ffmpeg_remuxer:封装格式转换器(已经记录)。
最简单的基于FFmpeg的封装格式处理:视音频分离器简化版(demuxer-simple)