最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频复用器（muxer）

来源：互联网发布：淘宝网野生松杉灵芝编辑：程序博客网时间：2024/05/09 16:20

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。

流程

程序的流程如下图所示。从流程图中可以看出，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：

[cpp] view plaincopy
/** 
 * 最简单的基于FFmpeg的视音频复用器 
 * Simplest FFmpeg Muxer 
 * 
 * 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 
 * 
 * 本程序可以将视频码流和音频码流打包到一种封装格式中。 
 * 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 
 * MP4封装格式的文件。 
 * 需要注意的是本程序并不改变视音频的编码格式。 
 * 
 * This software mux a video bitstream and a audio bitstream  
 * together into a file. 
 * In this example, it mux a H.264 bitstream (in MPEG2TS) and  
 * a MP3 bitstream file together into MP4 format file. 
 * 
 */  
  
#include <stdio.h>  
  
extern "C"  
{  
#include "libavformat/avformat.h"  
};  
/* 
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. 
*/  
//'1': Use H.264 Bitstream Filter   
#define USE_H264BSF 0  
  
/* 
FIX:AAC in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need  
"aac_adtstoasc" bitstream filter (BSF) 
*/  
//'1': Use AAC Bitstream Filter   
#define USE_AACBSF 0  
  
  
  
int main(int argc, char* argv[])  
{  
    AVOutputFormat *ofmt = NULL;  
    //输入对应一个AVFormatContext，输出对应一个AVFormatContext  
    //（Input AVFormatContext and Output AVFormatContext）  
    AVFormatContext *ifmt_ctx_v = NULL, *ifmt_ctx_a = NULL,*ofmt_ctx = NULL;  
    AVPacket pkt;  
    int ret, i;  
      
    char *in_filename_v = "cuc_ieschool.ts";//输入文件名（Input file URL）  
    //char *in_filename_v = "cuc_ieschool.h264";  
    //char *in_filename_a = "cuc_ieschool.mp3";  
    //char *in_filename_a = "gowest.m4a";  
    //char *in_filename_a = "gowest.aac";  
    char *in_filename_a = "huoyuanjia.mp3";  
  
    char *out_filename = "cuc_ieschool.mp4";//输出文件名（Output file URL）  
    av_register_all();  
    //输入（Input）  
    if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx_v, in_filename_v, 0, 0)) < 0) {  
        printf( "Could not open input file.");  
        goto end;  
    }  
    if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx_v, 0)) < 0) {  
        printf( "Failed to retrieve input stream information");  
        goto end;  
    }  
  
    if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx_a, in_filename_a, 0, 0)) < 0) {  
        printf( "Could not open input file.");  
        goto end;  
    }  
    if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx_a, 0)) < 0) {  
        printf( "Failed to retrieve input stream information");  
        goto end;  
    }  
    printf("Input Information=====================\n");  
    av_dump_format(ifmt_ctx_v, 0, in_filename_v, 0);  
    av_dump_format(ifmt_ctx_a, 0, in_filename_a, 0);  
    printf("======================================\n");  
    //输出（Output）  
    avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);  
    if (!ofmt_ctx) {  
        printf( "Could not create output context\n");  
        ret = AVERROR_UNKNOWN;  
        goto end;  
    }  
    ofmt = ofmt_ctx->oformat;  
    int videoindex_v=-1,videoindex_out=-1;  
    for (i = 0; i < ifmt_ctx_v->nb_streams; i++) {  
        //根据输入流创建输出流（Create output AVStream according to input AVStream）  
        if(ifmt_ctx_v->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO){  
        videoindex_v=i;  
        AVStream *in_stream = ifmt_ctx_v->streams[i];  
        AVStream *out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, in_stream->codec->codec);  
        if (!out_stream) {  
            printf( "Failed allocating output stream\n");  
            ret = AVERROR_UNKNOWN;  
            goto end;  
        }  
        videoindex_out=out_stream->index;  
        //复制AVCodecContext的设置（Copy the settings of AVCodecContext）  
        if (avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec) < 0) {  
            printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\n");  
            goto end;  
        }  
        out_stream->codec->codec_tag = 0;  
        if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)  
            out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;  
        break;  
        }  
    }  
  
    int audioindex_a=-1,audioindex_out=-1;  
    for (i = 0; i < ifmt_ctx_a->nb_streams; i++) {  
        //根据输入流创建输出流（Create output AVStream according to input AVStream）  
        if(ifmt_ctx_a->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){  
            audioindex_a=i;  
            AVStream *in_stream = ifmt_ctx_a->streams[i];  
            AVStream *out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, in_stream->codec->codec);  
            if (!out_stream) {  
                printf( "Failed allocating output stream\n");  
                ret = AVERROR_UNKNOWN;  
                goto end;  
            }  
            audioindex_out=out_stream->index;  
            //复制AVCodecContext的设置（Copy the settings of AVCodecContext）  
            if (avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec) < 0) {  
                printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\n");  
                goto end;  
            }  
            out_stream->codec->codec_tag = 0;  
            if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)  
                out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;  
  
            break;  
        }  
    }  
  
    //输出一下格式------------------  
    printf("Output Information====================\n");  
    av_dump_format(ofmt_ctx, 0, out_filename, 1);  
    printf("======================================\n");  
    //打开输出文件（Open output file）  
    if (!(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {  
        if (avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {  
            printf( "Could not open output file '%s'", out_filename);  
            goto end;  
        }  
    }  
    //写文件头（Write file header）  
    if (avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL) < 0) {  
        printf( "Error occurred when opening output file\n");  
        goto end;  
    }  
    int frame_index=0;  
    int64_t cur_pts_v=0,cur_pts_a=0;  
  
    //FIX  
#if USE_H264BSF  
    AVBitStreamFilterContext* h264bsfc =  av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");   
#endif  
#if USE_AACBSF  
    AVBitStreamFilterContext* aacbsfc =  av_bitstream_filter_init("aac_adtstoasc");   
#endif  
  
    while (1) {  
        AVFormatContext *ifmt_ctx;  
        int stream_index=0;  
        AVStream *in_stream, *out_stream;  
  
  
        //获取一个AVPacket（Get an AVPacket）  
        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) <= 0){  
            ifmt_ctx=ifmt_ctx_v;  
            stream_index=videoindex_out;  
  
            if(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0){  
                do{  
                    if(pkt.stream_index==videoindex_v){  
                        cur_pts_v=pkt.pts;  
                        break;  
                    }  
                }while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0);  
            }else{  
                break;  
            }  
        }else{  
            ifmt_ctx=ifmt_ctx_a;  
            stream_index=audioindex_out;  
            if(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0){  
                do{  
                    if(pkt.stream_index==audioindex_a){  
                        cur_pts_a=pkt.pts;  
                        break;  
                    }  
                }while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) >= 0);  
            }else{  
                break;  
            }  
  
        }  
  
        in_stream  = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];  
        out_stream = ofmt_ctx->streams[stream_index];  
//FIX  
#if USE_H264BSF  
        av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, in_stream->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);  
#endif  
#if USE_AACBSF  
        av_bitstream_filter_filter(aacbsfc, in_stream->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);  
#endif  
        //FIX：No PTS (Example: Raw H.264)  
        //Simple Write PTS  
        if(pkt.pts==AV_NOPTS_VALUE){  
            //Write PTS  
            AVRational time_base1=in_stream->time_base;  
            //Duration between 2 frames (us)  
            int64_t calc_duration=(double)AV_TIME_BASE/av_q2d(in_stream->r_frame_rate);  
            //Parameters  
            pkt.pts=(double)(frame_index*calc_duration)/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);  
            pkt.dts=pkt.pts;  
            pkt.duration=(double)calc_duration/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);  
            frame_index++;  
        }  
        /* copy packet */  
        //转换PTS/DTS（Convert PTS/DTS）  
            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));  
            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));  
        pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);  
        pkt.pos = -1;  
        pkt.stream_index=stream_index;  
  
        printf("Write 1 Packet. size:%5d\tpts:%8d\n",pkt.size,pkt.pts);  
        //写入（Write）  
        if (av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt) < 0) {  
            printf( "Error muxing packet\n");  
            break;  
        }  
        av_free_packet(&pkt);  
  
    }  
    //写文件尾（Write file trailer）  
    av_write_trailer(ofmt_ctx);  
  
#if USE_H264BSF  
    av_bitstream_filter_close(h264bsfc);  
#endif  
#if USE_AACBSF  
    av_bitstream_filter_close(aacbsfc);  
#endif  
  
end:  
    avformat_close_input(&ifmt_ctx_v);  
    avformat_close_input(&ifmt_ctx_a);  
    /* close output */  
    if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE))  
        avio_close(ofmt_ctx->pb);  
    avformat_free_context(ofmt_ctx);  
    if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) {  
        printf( "Error occurred.\n");  
        return -1;  
    }  
    return 0;  
}  

结果

输入文件为：
视频：cuc_ieschool.ts

音频：huoyuanjia.mp3

输出文件为：
cuc_ieschool.mp4
输出的文件视频为“cuc_ieschool”，配合“霍元甲”的音频。

下载

SourceForge项目主页：

https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegformat/

CSDN下载

http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8005317

0 0