最简单的基于FFmpeg的AVDevice例子(读取摄像头)

来源:互联网 发布:淘宝接单软件下载 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 01:49
FFmpeg中有一个和多媒体设备交互的类库:Libavdevice。使用这个库可以读取电脑(或者其他设备上)的多媒体设备的数据,或者输出数据到指定的多媒体设备上。
Libavdevice支持以下设备作为输入端:
alsa
avfoundation
bktr
dshow
dv1394
fbdev
gdigrab
iec61883
jack
lavfi
libcdio
libdc1394
openal
oss
pulse
qtkit
sndio
video4linux2, v4l2
vfwcap
x11grab
decklink
Libavdevice支持以下设备作为输出端:
alsa
caca
decklink
fbdev
opengl
oss
pulse
sdl
sndio
xv


libavdevice使用

计划记录两个基于FFmpeg的libavdevice类库的例子,分成两篇文章写。本文记录一个基于FFmpeg的Libavdevice类库读取摄像头数据的例子。下一篇文章记录一个基于FFmpeg的Libavdevice类库录制屏幕的例子。本文程序读取计算机上的摄像头的数据并且解码显示出来。有关解码显示方面的代码本文不再详述,可以参考文章:
《100行代码实现最简单的基于FFMPEG+SDL的视频播放器(SDL1.x)》


本文主要记录使用libavdevice需要注意的步骤。

首先,使用libavdevice的时候需要包含其头文件:
[cpp] view plain copy
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include "libavdevice/avdevice.h"  
然后,在程序中需要注册libavdevice:
[cpp] view plain copy
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  1. avdevice_register_all();  

接下来就可以使用libavdevice的功能了。
使用libavdevice读取数据和直接打开视频文件比较类似。因为系统的设备也被FFmpeg认为是一种输入的格式(即AVInputFormat)。使用FFmpeg打开一个普通的视频文件使用如下函数:
[cpp] view plain copy
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  1. AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  2. avformat_open_input(&pFormatCtx, "test.h265",NULL,NULL);  

使用libavdevice的时候,唯一的不同在于需要首先查找用于输入的设备。在这里使用av_find_input_format()完成:
[cpp] view plain copy
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  1. AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  2. AVInputFormat *ifmt=av_find_input_format("vfwcap");  
  3. avformat_open_input(&pFormatCtx, 0, ifmt,NULL);  

上述代码首先指定了vfw设备作为输入设备,然后在URL中指定打开第0个设备(在我自己计算机上即是摄像头设备)。
在Windows平台上除了使用vfw设备作为输入设备之外,还可以使用DirectShow作为输入设备:
[cpp] view plain copy
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  1. AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  2. AVInputFormat *ifmt=av_find_input_format("dshow");  
  3. avformat_open_input(&pFormatCtx,"video=Integrated Camera",ifmt,NULL) ;  

使用ffmpeg.exe打开vfw设备和Directshow设备的方法可以参考文章:
FFmpeg获取DirectShow设备数据(摄像头,录屏)

注意事项

1. URL的格式是"video={设备名称}",但是设备名称外面不能加引号。例如在上述例子中URL是"video=Integrated Camera",而不能写成"video=\"Integrated Camera\"",否则就无法打开设备。这与直接使用ffmpeg.exe打开dshow设备(命令为:ffmpeg -list_options true -f dshow -i video="Integrated Camera")有很大的不同。
2. Dshow的设备名称必须要提前获取,在这里有两种方法:

(1) 通过FFmpeg编程实现。使用如下代码:

[cpp] view plain copy
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  1. //Show Device  
  2. void show_dshow_device(){  
  3.     AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  4.     AVDictionary* options = NULL;  
  5.     av_dict_set(&options,"list_devices","true",0);  
  6.     AVInputFormat *iformat = av_find_input_format("dshow");  
  7.     printf("Device Info=============\n");  
  8.     avformat_open_input(&pFormatCtx,"video=dummy",iformat,&options);  
  9.     printf("========================\n");  
  10. }  

上述代码实际上相当于输入了下面一条命令:
[plain] view plain copy
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  1. ffmpeg -list_devices true -f dshow -i dummy    

执行的结果如下图所示:

 

该方法好处是可以使用程序自动获取名称。但是当设备名称中包含中文字符的时候,会出现设备名称为乱码的情况。如果直接把乱码的设备名作为输入的话,是无法打开该设备的。这时候需要把乱码ANSI转换为UTF-8。例如上图中的第一个音频设备显示为“鍐呰楹﹀厠椋?(Conexant 20672 SmartAudi”,转码之后即为“内装麦克风 (Conexant 20672 SmartAudi”。使用转码之后的名称即可打开该设备。


(2) 自己去系统中看。
这个方法更简单一些,但是缺点是需要手工操作。该方法使用DirectShow的调试工具GraphEdit(或者网上下一个GraphStudioNext)即可查看输入名称。
打开GraphEdit选择“图像->插入滤镜”
 
然后就可以通过查看Audio Capture Sources来查看音频输入设备的简体中文名称了。从图中可以看出是“内装麦克风 (Conexant 20672 SmartAudi”。
 


在Linux平台上可以使用video4linux2打开视频设备,这里不再详述。


代码

下面直接贴上程序代码:
[cpp] view plain copy
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  1. /** 
  2.  * 最简单的基于FFmpeg的AVDevice例子(读取摄像头) 
  3.  * Simplest FFmpeg Device (Read Camera) 
  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.  * 本程序实现了本地摄像头数据的获取解码和显示。是基于FFmpeg 
  12.  * 的libavdevice类库最简单的例子。通过该例子,可以学习FFmpeg中 
  13.  * libavdevice类库的使用方法。 
  14.  * 本程序在Windows下可以使用2种方式读取摄像头数据: 
  15.  *  1.VFW: Video for Windows 屏幕捕捉设备。注意输入URL是设备的序号, 
  16.  *          从0至9。 
  17.  *  2.dshow: 使用Directshow。注意作者机器上的摄像头设备名称是 
  18.  *         “Integrated Camera”,使用的时候需要改成自己电脑上摄像头设 
  19.  *          备的名称。 
  20.  * 在Linux下则可以使用video4linux2读取摄像头设备。 
  21.  * 
  22.  * This software read data from Computer's Camera and play it. 
  23.  * It's the simplest example about usage of FFmpeg's libavdevice Library.  
  24.  * It's suiltable for the beginner of FFmpeg. 
  25.  * This software support 2 methods to read camera in Microsoft Windows: 
  26.  *  1.gdigrab: VfW (Video for Windows) capture input device. 
  27.  *             The filename passed as input is the capture driver number, 
  28.  *             ranging from 0 to 9. 
  29.  *  2.dshow: Use Directshow. Camera's name in author's computer is  
  30.  *             "Integrated Camera". 
  31.  * It use video4linux2 to read Camera in Linux. 
  32.  *  
  33.  */  
  34.   
  35.   
  36. #include "stdafx.h"  
  37.   
  38. extern "C"  
  39. {  
  40. #include "libavcodec/avcodec.h"  
  41. #include "libavformat/avformat.h"  
  42. #include "libswscale/swscale.h"  
  43. #include "libavdevice/avdevice.h"  
  44.     //SDL  
  45. #include "sdl/SDL.h"  
  46. #include "sdl/SDL_thread.h"  
  47. };  
  48.   
  49. //Output YUV420P   
  50. #define OUTPUT_YUV420P 0  
  51. //'1' Use Dshow   
  52. //'0' Use VFW  
  53. #define USE_DSHOW 0  
  54.   
  55. //Show Device  
  56. void show_dshow_device(){  
  57.     AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  58.     AVDictionary* options = NULL;  
  59.     av_dict_set(&options,"list_devices","true",0);  
  60.     AVInputFormat *iformat = av_find_input_format("dshow");  
  61.     printf("Device Info=============\n");  
  62.     avformat_open_input(&pFormatCtx,"video=dummy",iformat,&options);  
  63.     printf("========================\n");  
  64. }  
  65.   
  66. //Show Device Option  
  67. void show_dshow_device_option(){  
  68.     AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  69.     AVDictionary* options = NULL;  
  70.     av_dict_set(&options,"list_options","true",0);  
  71.     AVInputFormat *iformat = av_find_input_format("dshow");  
  72.     printf("Device Option Info======\n");  
  73.     avformat_open_input(&pFormatCtx,"video=Integrated Camera",iformat,&options);  
  74.     printf("========================\n");  
  75. }  
  76.   
  77. //Show VFW Device  
  78. void show_vfw_device(){  
  79.     AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  80.     AVInputFormat *iformat = av_find_input_format("vfwcap");  
  81.     printf("VFW Device Info======\n");  
  82.     avformat_open_input(&pFormatCtx,"list",iformat,NULL);  
  83.     printf("=====================\n");  
  84. }  
  85.   
  86.   
  87.   
  88. int main(int argc, char* argv[])  
  89. {  
  90.   
  91.     AVFormatContext *pFormatCtx;  
  92.     int             i, videoindex;  
  93.     AVCodecContext  *pCodecCtx;  
  94.     AVCodec         *pCodec;  
  95.       
  96.     av_register_all();  
  97.     avformat_network_init();  
  98.     pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
  99.       
  100.     //Open File  
  101.     //char filepath[]="src01_480x272_22.h265";  
  102.     //avformat_open_input(&pFormatCtx,filepath,NULL,NULL)  
  103.   
  104.     //Register Device  
  105.     avdevice_register_all();  
  106.     //Show Dshow Device  
  107.     show_dshow_device();  
  108.     //Show Device Options  
  109.     show_dshow_device_option();  
  110.     //Show VFW Options  
  111.     show_vfw_device();  
  112. //Windows  
  113. #ifdef _WIN32  
  114. #if USE_DSHOW  
  115.     AVInputFormat *ifmt=av_find_input_format("dshow");  
  116.     //Set own video device's name  
  117.     if(avformat_open_input(&pFormatCtx,"video=Integrated Camera",ifmt,NULL)!=0){  
  118.         printf("Couldn't open input stream.(无法打开输入流)\n");  
  119.         return -1;  
  120.     }  
  121. #else  
  122.     AVInputFormat *ifmt=av_find_input_format("vfwcap");  
  123.     if(avformat_open_input(&pFormatCtx,"0",ifmt,NULL)!=0){  
  124.         printf("Couldn't open input stream.(无法打开输入流)\n");  
  125.         return -1;  
  126.     }  
  127. #endif  
  128. #endif  
  129. //Linux  
  130. #ifdef linux  
  131.     AVInputFormat *ifmt=av_find_input_format("video4linux2");  
  132.     if(avformat_open_input(&pFormatCtx,"/dev/video0",ifmt,NULL)!=0){  
  133.         printf("Couldn't open input stream.(无法打开输入流)\n");  
  134.         return -1;  
  135.     }  
  136. #endif  
  137.   
  138.   
  139.     if(avformat_find_stream_info(pFormatCtx,NULL)<0)  
  140.     {  
  141.         printf("Couldn't find stream information.(无法获取流信息)\n");  
  142.         return -1;  
  143.     }  
  144.     videoindex=-1;  
  145.     for(i=0; i<pFormatCtx->nb_streams; i++)   
  146.         if(pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO)  
  147.         {  
  148.             videoindex=i;  
  149.             break;  
  150.         }  
  151.     if(videoindex==-1)  
  152.     {  
  153.         printf("Couldn't find a video stream.(没有找到视频流)\n");  
  154.         return -1;  
  155.     }  
  156.     pCodecCtx=pFormatCtx->streams[videoindex]->codec;  
  157.     pCodec=avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);  
  158.     if(pCodec==NULL)  
  159.     {  
  160.         printf("Codec not found.(没有找到解码器)\n");  
  161.         return -1;  
  162.     }  
  163.     if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)<0)  
  164.     {  
  165.         printf("Could not open codec.(无法打开解码器)\n");  
  166.         return -1;  
  167.     }  
  168.     AVFrame *pFrame,*pFrameYUV;  
  169.     pFrame=avcodec_alloc_frame();  
  170.     pFrameYUV=avcodec_alloc_frame();  
  171.     uint8_t *out_buffer=(uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height));  
  172.     avpicture_fill((AVPicture *)pFrameYUV, out_buffer, PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);  
  173.     //SDL----------------------------  
  174.     if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {    
  175.         printf( "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());   
  176.         return -1;  
  177.     }   
  178.     int screen_w=0,screen_h=0;  
  179.     SDL_Surface *screen;   
  180.     screen_w = pCodecCtx->width;  
  181.     screen_h = pCodecCtx->height;  
  182.     screen = SDL_SetVideoMode(screen_w, screen_h, 0,0);  
  183.   
  184.     if(!screen) {    
  185.         printf("SDL: could not set video mode - exiting:%s\n",SDL_GetError());    
  186.         return -1;  
  187.     }  
  188.     SDL_Overlay *bmp;   
  189.     bmp = SDL_CreateYUVOverlay(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,SDL_YV12_OVERLAY, screen);   
  190.     SDL_Rect rect;  
  191.     //SDL End------------------------  
  192.     int ret, got_picture;  
  193.   
  194.     AVPacket *packet=(AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));  
  195.     //Output Information-----------------------------  
  196.     printf("File Information(文件信息)---------------------\n");  
  197.     av_dump_format(pFormatCtx,0,NULL,0);  
  198.     printf("-------------------------------------------------\n");  
  199.   
  200. #if OUTPUT_YUV420P   
  201.     FILE *fp_yuv=fopen("output.yuv","wb+");    
  202. #endif    
  203.   
  204.     struct SwsContext *img_convert_ctx;  
  205.     img_convert_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, PIX_FMT_YUV420P, SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL);   
  206.     //------------------------------  
  207.     while(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0)  
  208.     {  
  209.         if(packet->stream_index==videoindex)  
  210.         {  
  211.             ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);  
  212.             if(ret < 0)  
  213.             {  
  214.                 printf("Decode Error.(解码错误)\n");  
  215.                 return -1;  
  216.             }  
  217.             if(got_picture)  
  218.             {  
  219.                 sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);  
  220.                   
  221. #if OUTPUT_YUV420P  
  222.                 int y_size=pCodecCtx->width*pCodecCtx->height;    
  223.                 fwrite(pFrameYUV->data[0],1,y_size,fp_yuv);    //Y   
  224.                 fwrite(pFrameYUV->data[1],1,y_size/4,fp_yuv);  //U  
  225.                 fwrite(pFrameYUV->data[2],1,y_size/4,fp_yuv);  //V  
  226. #endif  
  227.                 SDL_LockYUVOverlay(bmp);  
  228.                 bmp->pixels[0]=pFrameYUV->data[0];  
  229.                 bmp->pixels[2]=pFrameYUV->data[1];  
  230.                 bmp->pixels[1]=pFrameYUV->data[2];       
  231.                 bmp->pitches[0]=pFrameYUV->linesize[0];  
  232.                 bmp->pitches[2]=pFrameYUV->linesize[1];     
  233.                 bmp->pitches[1]=pFrameYUV->linesize[2];  
  234.                 SDL_UnlockYUVOverlay(bmp);   
  235.                 rect.x = 0;      
  236.                 rect.y = 0;      
  237.                 rect.w = screen_w;      
  238.                 rect.h = screen_h;    
  239.                 SDL_DisplayYUVOverlay(bmp, &rect);   
  240.                 //Delay 40ms  
  241.                 SDL_Delay(40);  
  242.             }  
  243.         }  
  244.         av_free_packet(packet);  
  245.     }  
  246.     sws_freeContext(img_convert_ctx);  
  247.   
  248. #if OUTPUT_YUV420P   
  249.     fclose(fp_yuv);  
  250. #endif   
  251.   
  252.     SDL_Quit();  
  253.   
  254.     av_free(out_buffer);  
  255.     av_free(pFrameYUV);  
  256.     avcodec_close(pCodecCtx);  
  257.     avformat_close_input(&pFormatCtx);  
  258.   
  259.     return 0;  
  260. }  



结果

程序的运行效果如下。输出了摄像头的数据。


可以通过代码定义的宏来确定是否将解码后的YUV420P数据输出成文件:
[cpp] view plain copy
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #define OUTPUT_YUV420P 0  


SourceForge项目主页:

https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegdevice/

CSDN项目下载地址:

http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7994049


注:

 本工程包含两个基于FFmpeg的libavdevice的例子:
 simplest_ffmpeg_grabdesktop:屏幕录制。
 simplest_ffmpeg_readcamera:读取摄像头。

原文链接:http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/39702113


http://doc.okbase.net/leixiaohua1020/archive/103091.html
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