ffmpeg音视频封装

2022年8月10日 270点热度 0人点赞 0条评论

前面分析了解封装、解码以及解码后产生的音频视频原始数据PCM和YUV数据。今天说一下解封装的逆操作:封装

什么是音视频封装?

其实很好理解,音视频封装其实就是对音频流和视频流进行了一次包装,加一上额外信息,方便后面使用。

比如:前面说过的pcm数据,如果要播放就要提供采样率、声道数、采样格式等参数,不然无法播放。而如果是封装好的音频文件,如mp3文件,则直接输入文件名就可以播放了。

FFmpeg支持的封装格式muxer:

  • 命令行:

ffmpeg -muxers

图片

  • 源码:

muxer_list.c: muxer_list指针数组

图片

mxer对应的结构体:AVOutputFormat

封装的基本流程:

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  • 分配输出AVFormatContext:

int avformat_alloc_output_context2(AVFormatContext **ctx, ff_const59 AVOutputFormat *oformat,                                   const char *format_name, const char *filename);                                   
  • 为输入文件添加数据流AVStream:

    AVStream表示一种音频流或视频流或字幕

AVStream *avformat_new_stream(AVFormatContext *s, const AVCodec *c)
  • 配置AVStream code相关参数:

    设置AVStream的AVCodecParamters参数;

  • 写入文件头

int avformat_write_header(AVFormatContext *s, AVDictionary **options);

此函数会调相应Muxer的write_header方法。

  • 写入数据到输出文件

av_interleaved_write_frame or av_write_frame

两者的区别在于前者会对输入的AVPacket进行缓存和重排,以保证输出到文件的AVPacket是按dts递增的。后得则没有进行缓存,而且需要调用者自己重排。

  • 写入文件尾:

int av_write_trailer(AVFormatContext *s);

此函数会调用muxer的writer_tailer方法。

  • 释放AVFormatContext:

void avformat_free_context(AVFormatContext *s)

注意:写入文件文件头API的前缀是avformat_,而写入数据和文件尾则av_。

官方Demo分析

remuxing.c: 

此例子是先对输入文件进行解封装,然后再直接重新封装,未进行解码和编码 操作。

解封装操作前面的文章已经介绍了,这里只分析封装部分。

int main(int argc, char **argv){    AVOutputFormat *ofmt = NULL;    AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL, *ofmt_ctx = NULL;    AVPacket pkt;    const char *in_filename, *out_filename;    int ret, i;    int stream_index = 0;    int *stream_mapping = NULL;    int stream_mapping_size = 0;
if (argc < 3) { printf("usage: %s input output\n" "API example program to remux a media file with libavformat and libavcodec.\n" "The output format is guessed according to the file extension.\n" "\n", argv[0]); return 1; }
in_filename = argv[1]; out_filename = argv[2];
if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, in_filename, 0, 0)) < 0) { fprintf(stderr, "Could not open input file '%s'", in_filename); goto end; }
if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, 0)) < 0) { fprintf(stderr, "Failed to retrieve input stream information"); goto end; }
av_dump_format(ifmt_ctx, 0, in_filename, 0);    //分配输出的AVFormatContext上下方 avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename); if (!ofmt_ctx) { fprintf(stderr, "Could not create output context\n"); ret = AVERROR_UNKNOWN; goto end; }
stream_mapping_size = ifmt_ctx->nb_streams; stream_mapping = av_mallocz_array(stream_mapping_size, sizeof(*stream_mapping)); if (!stream_mapping) { ret = AVERROR(ENOMEM); goto end; }
ofmt = ofmt_ctx->oformat;
for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) { AVStream *out_stream; AVStream *in_stream = ifmt_ctx->streams[i]; AVCodecParameters *in_codecpar = in_stream->codecpar;
if (in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO && in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_VIDEO && in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) { stream_mapping[i] = -1; continue; }
stream_mapping[i] = stream_index++;        //为输出添加音视频流AVStrem out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, NULL); if (!out_stream) { fprintf(stderr, "Failed allocating output stream\n"); ret = AVERROR_UNKNOWN; goto end; }        //配置AVStream的AVCodecParameters,这里直接用的输入文件相应流的参数 ret = avcodec_parameters_copy(out_stream->codecpar, in_codecpar); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Failed to copy codec parameters\n"); goto end; } out_stream->codecpar->codec_tag = 0; } av_dump_format(ofmt_ctx, 0, out_filename, 1);
if (!(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) { ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Could not open output file '%s'", out_filename); goto end; } }    //写入文件头 ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error occurred when opening output file\n"); goto end; }
while (1) { AVStream *in_stream, *out_stream;  ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt); if (ret < 0) break;
in_stream = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index]; if (pkt.stream_index >= stream_mapping_size || stream_mapping[pkt.stream_index] < 0) { av_packet_unref(&pkt); continue;        } pkt.stream_index = stream_mapping[pkt.stream_index]; out_stream = ofmt_ctx->streams[pkt.stream_index]; log_packet(ifmt_ctx, &pkt, "in");
/* copy packet */ pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX); pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, 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; log_packet(ofmt_ctx, &pkt, "out");        //写入AVPacket数据 ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt); if (ret < 0) { fprintf(stderr, "Error muxing packet\n"); break; } av_packet_unref(&pkt); }    //写入文件尾 av_write_trailer(ofmt_ctx);end:
avformat_close_input(&ifmt_ctx);
/* close output */ if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) avio_closep(&ofmt_ctx->pb);    //释放输出AVFormatContext上下文。     avformat_free_context(ofmt_ctx);
av_freep(&stream_mapping);
if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) { fprintf(stderr, "Error occurred: %s\n", av_err2str(ret)); return 1; }
return 0;}

一个小问题

上面官方例子中音频数据和视频数据是交叉写入的,如果先写入视频,再写入音频,是不是也可以呢?

曾经有同事问过这个问题,他说验证过没有问题,音视频是同步的。如果你上网搜索的话,同样有文章专门做过试验说是可以的。

那真的没有问题吗?

其实这个跟封装格式有关,有的格式音视频数据是交叉存储的,比如TS流就会有问题。如果音视频数据是分开存储的,比如mp4,则没有问题。

具可以通过修改ffmpeg源码中的muxing.c来进行验证:

首先将宠定义STEADM_duration 由10.0改为1000.0 此值代表写入的音视频数据的总时长。

紧接将原有逻辑修改为先写视频,再写音频,如下所示:

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红框表示原来的逻辑,下面两个while循环则分别用于写入视频和音频。

执行两次程序分别输出ts流和mp4,然后用ffplay进行播放验证:

mp4播放正常,但ts流播放只有画面,没有声音。

79440ffmpeg音视频封装

这个人很懒,什么都没留下

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