使用 liavformat 和 libavcodec 实现解码器

服务器

浏览数:76

2020-6-8

    使用ffmpeg 的liavformat 解封装,使用libavcodec 解codec,实现一个简单的解码器。

    解码的流程,从数据结构上看就是AVFormatContext ->AVCodecContext -> AVPacket -> AVFrame。 生成AVPacket 为解封装,生成AVFrame 为解codec。其中,AVFormatContext:封装格式上下文结构体,也是统领全局的结构体,保存了视频文件 封装 格式相关信息;AVCodecContext:编码器上下文结构体,保存了视频(音频)编解码相关信息;AVPacket:存储一帧压缩编码数据;AVFrame:存储一帧解码后像素(采样)数据。

    生成AVFrame 后,可以使用sws 进行 不同 AVFrame 的转换,比如将yuv420 转成 rgb。其中,sws 的api 主要有3个,分别是:

  • sws_getContext()
  • sws_scale()
  • sws_freeContext()

这里,sws_getContext 对应的是初始化,sws_scale 对应的是转换,sws_freeContext 是释放函数。这里特别强调下sws_scale 函数的用法:

int sws_scale(SwsContext *c, uint8_t* src[], int srcStride[], int srcSliceY, int srcSliceH, uint8_t* dst[], int dstStride[])

七个参数:
第一个参数即是由 sws_getContext 所取得的参数。 
第二个 src 及第六个 dst 分別指向input 和 output 的 buffer。 
第三个 srcStride 及第七个 dstStride 分別指向 input 及 output 的 stride;姑且可以先把它看成是每一列的 byte 數。 
第四个 srcSliceY,是指第一列要处理的位置。
第五個srcSliceH指的是 source slice 的高度。

    知道上面流程后,能容易实现一个简单的解码器,解码生成h264文件和yuv 文件。

    下面是c 代码:

#include <stdio.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libswscale/swscale.h>

//使用libformat & liavcodec 解码 

int main(int argc, char* argv[])
{
    AVFormatContext *pFormatCtx;
    int             i, index;
    AVCodecContext  *pCodecCtx;
    AVCodec         *pCodec;
    AVFrame *pFrame,*pFrameYUV;
    uint8_t *out_buffer;
    AVPacket *packet;
    int y_size;
    int ret, got_picture;
    struct SwsContext *img_convert_ctx;

    // input & output init 
    char *filepath = "input.flv";
    FILE *fp_yuv=fopen("output.yuv","wb+");  
    FILE *fp_h264=fopen("output.h264","wb+");

    // 注册编码解码器
    av_register_all();

    // 初始化网络组件
    avformat_network_init();

    // 初始化 format
    pFormatCtx = avformat_alloc_context();

    //打开视频流
    if(avformat_open_input(&pFormatCtx,filepath,NULL,NULL)!=0){
        printf("Couldn't open input stream.\n");
        return -1;
    }

    // 寻找视频流
    if(avformat_find_stream_info(pFormatCtx,NULL)<0){
        printf("Couldn't find stream information.\n");
        return -1;
    }
    index = -1;
    for(i=0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++){
        if(pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO){
            index = i;
            break;
        }
    }

    if(index==-1){
        printf("Didn't find a video stream.\n");
        return -1;
    }

    // 获取源视频流的 codec
    pCodecCtx=pFormatCtx->streams[index]->codec;

    //查找解码器
    pCodec=avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);
    if(pCodec==NULL){
        printf("Codec not found decodec.\n");
        return -1;
    }

    //打开解码器
    if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)<0){
        printf("Could not open codec.\n");
        return -1;
    }

    // 初始化AVFrame
    pFrame=av_frame_alloc();
    pFrameYUV=av_frame_alloc();

    out_buffer=(uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(AV_PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height));
    avpicture_fill((AVPicture *)pFrameYUV, out_buffer, AV_PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);

    packet=(AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));

    //Output Info-----------------------------
    printf("--------------- File Information ----------------\n");
    av_dump_format(pFormatCtx,0,filepath,0);
    printf("-------------------------------------------------\n");

    // sws 初始化,设置源pixfmt 和目标pixfmt
    img_convert_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt, 
        pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_YUV420P, SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL); 

    while(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0){//读取一帧压缩数据
        if(packet->stream_index == index){

            fwrite(packet->data,1,packet->size,fp_h264); //把H264数据写入fp_h264文件

            ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);//解码一帧压缩数据
            if(ret < 0){
                printf("Decode Error.\n");
                return -1;
            }
            if(got_picture){
                //PixelFormat 转化,转成yuv420
                sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, 
                    pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);

                y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;  
                fwrite(pFrameYUV->data[0],y_size,1,fp_yuv);    //Y 
                fwrite(pFrameYUV->data[1],y_size/4,1,fp_yuv);  //U
                fwrite(pFrameYUV->data[2],y_size/4,1,fp_yuv);  //V
                printf("Succeed to decode 1 frame!\n");

            }
        }
        av_free_packet(packet);
    }

    sws_freeContext(img_convert_ctx);

    //关闭文件,释放内存
    fclose(fp_yuv);
    fclose(fp_h264);

    av_frame_free(&pFrameYUV);
    av_frame_free(&pFrame);
    avcodec_close(pCodecCtx);
    avformat_close_input(&pFormatCtx);

    return 0;
}

    linux 上安装ffmpeg 到/usr/lib 后,可以直接编译使用:

gcc decoder.c -g -o decoder.out  -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil -lswscale

 

作者:caucy