FFmpeg 音視頻處理核心技術(shù)初體驗

章節(jié)

  • 視頻播放器原理
  • 什么是 ffmpeg?
  • ffmpeg 音視頻編/解碼 流程圖
  • ffmpeg 常用 struct
    • AVFormatContext
    • AVStream
    • AVCodecContext
    • AVCodec
    • AVPacket
    • AVFrame
  • ffmpeg 常用Api
    • av_register_all()
    • avformat_alloc_output_context2()
    • avio_open()
    • av_new_stream()
    • avcodec_find_encoder()
    • avcodec_open2()
    • avformat_write_header()
    • avcodec_encode_video2()
    • av_write_frame()
    • flush_encoder()
    • av_write_trailer()
    • ffmpeg編碼視頻的流程圖
    • ffmpeg解碼視頻的流程圖
  • 分享-解決問題的思路

0.視頻播放器原理

編碼

錄像(視頻)孤紧、錄音(音頻),實質(zhì)上是一個壓縮采集到的圖像或者音頻數(shù)據(jù)的過程拒秘,這個過程又稱為編碼号显。那為什么需要編碼(壓縮)呢?因為設(shè)備采集到的音視頻數(shù)據(jù)太大了躺酒,如果不進(jìn)行壓縮押蚤,占用的空間太大,不利于傳輸?shù)取?/p>

解碼

播放視頻或者音頻文件羹应,實質(zhì)上是一個解壓縮的過程揽碘,這個過程又稱為解碼。那為什么又要解碼(解壓縮)呢园匹?因為播放器播放需要的是音頻采樣數(shù)據(jù)雳刺、視頻像素數(shù)據(jù),通俗一點來說就是需要的是編碼之前的數(shù)據(jù)裸违,所以需要解碼來獲取掖桦。

如下圖展示了播放器播放視頻的原理:


播放器播放視頻的原理

作者:zhang_pan
鏈接:http://www.reibang.com/p/55e5da60faeb
來源:簡書

1.什么是ffmpeg?

1.ffmpeg 是音視頻處理核心技術(shù)供汛,要成為音視頻領(lǐng)域的開發(fā)高手枪汪,不可不學(xué) ffmpeg,一個完整的跨平臺解決方案怔昨,用于錄制雀久,轉(zhuǎn)換和流式傳輸音頻和視頻的技術(shù)。
2.騰訊視頻趁舀、愛奇藝赖捌、阿里影音、均有大量 音視頻開發(fā)工程師的需求矮烹。
3.ffmpeg 源代碼 采用 c 編寫

2.ffmpeg 音視頻編/解碼 流程圖

如下所示流程圖:


ffmpeg 音視頻編/解碼

如上圖所示巡蘸,音視頻文件已流形式經(jīng)編碼 encode 之后成為 packetpacket 被解碼之后成為視頻幀frame

3.ffmpeg 常用 struct

AVFormatContext

AVFormatContext 主要存儲視音頻封裝格式中包含的信息

AVStream

AVStream 存儲一個視頻/音頻流的相關(guān)數(shù)據(jù)

AVCodecContext

流解碼器容器-每個AVStream對應(yīng)一個AVCodecContext擂送,存儲該視頻/音頻流使用解碼方式的相關(guān)數(shù)據(jù)、如 codec_type 編碼器類型唯欣。

AVCodec

解碼器-每個AVCodecContext中對應(yīng)一個AVCodec嘹吨,包含該視頻/音頻對應(yīng)的解碼器。每種解碼器都對應(yīng)一個AVCodec結(jié)構(gòu)境氢。

AVPacket

視頻,每個結(jié)構(gòu)一般是存一幀蟀拷;音頻可能有好幾幀

幀(stream)數(shù)據(jù)編碼后的數(shù)據(jù)碰纬,或解碼為 幀(stream) 數(shù)據(jù)前的數(shù)據(jù)存儲格式為AVPacket

AVFrame

包(Packet)數(shù)據(jù)解碼之后以幀(frame)的結(jié)構(gòu)存在。

4.ffmpeg 常用Api

av_register_all()

注冊所有 ffmpeg 解碼器问芬, 如果需要使用支持特定類型音視頻解碼的解碼器則需要使用 void av_register_input_format(AVInputFormat *format);

avformat_alloc_output_context2()

初始化輸出碼流的AVFormatContext悦析。

avio_open()

創(chuàng)建并初始化AVIOContext以訪問 url 指示的資源。

av_new_stream()

創(chuàng)建新流此衅,此新流用于添加到新的媒體文件

avcodec_find_encoder()

查找編碼器强戴,一般是用來將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼,并生成新的輸出文件挡鞍。

avcodec_open2()

打開編碼器

avformat_write_header()

寫文件頭(對于某些沒有文件頭的封裝格式骑歹,不需要此函數(shù)。比如說MPEG2TS)墨微。

avcodec_encode_video2()

將 frame 進(jìn)行編碼道媚,并轉(zhuǎn)化為 packet 進(jìn)行存儲

av_write_frame()

Write a packet to an output media file. 將編碼后的視頻碼流寫入文件

flush_encoder()

Write the stream trailer to an output media file and free the file private data。
將流預(yù)告片寫入輸出媒體文件并釋放文件私人數(shù)據(jù)翘县。

其實上述常用Api 是一個視頻流文件進(jìn)行編碼并輸出編碼后文件常用的Api

ffmpeg編碼視頻的流程圖

如下所示:


FFmpeg編碼視頻的流程圖

ffmpeg解碼視頻的流程圖

ffmpeg解碼視頻的流程圖->packet decode 為 frame

4 分享-解決問題的思路

最近接觸 ffmpeg 是因為部門業(yè)務(wù)需要最域,之前個人從未接觸過 ffmpeg。

4.1 業(yè)務(wù)目標(biāo)

通過調(diào)用 ffmpeg Api 實現(xiàn)截取視頻任意一幀锈麸。

4.2 出現(xiàn)的問題

1.個人對視頻當(dāng)中某一幀獲取流程不是很了解镀脂;
2.讀源碼過程中 有些 ffmpeg Api 看不懂;

4.3 問題的根本原因

1.對視頻播放的本質(zhì)不清楚掐隐,其實視頻的本質(zhì)是一幀一幀的圖片拼接起來的結(jié)果狗热;
2.沒有耐心讀 ffmpeg 源碼,因為沒學(xué)過c 虑省;
3.對未知的從未嘗試過的事情有些許排斥匿刮。

4.4 解決問題的方案

1.了解視頻播放原理-知道了解碼、編碼等問題 (完成100%)
2.了解ffmpeg探颈、解碼熟丸、編碼(所以解決方案的第一步是前提)、學(xué)習(xí)編碼/解碼相關(guān)流程伪节,(畢竟視頻的生成光羞、播放與編解碼是分不開的)、以及相關(guān)Api (完成100%)
3.嘗試讀前輩代碼怀大、并提取實現(xiàn)業(yè)務(wù)的 keycode纱兑、文檔輸出等。(2018-10-23日晚上下班前輸出相關(guān)文檔)

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