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最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频分离器（demuxer）

分类: 文章 • 2023-10-11 22:21:29


http://blog.****.net/leixiaohua1020/article/details/39802819


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目录(?)[+]

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最简单的基于FFmpeg的封装格式处理系列文章列表：

最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频分离器简化版（demuxer-simple）

最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频分离器（demuxer）

最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频复用器（muxer）

最简单的基于FFMPEG的封装格式处理：封装格式转换（remuxer）

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简介

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2篇。

本文记录一个基于FFmpeg的视音频分离器（Simplest FFmpeg demuxer）。视音频分离器（Demuxer）即是将封装格式数据（例如MKV）中的视频压缩数据（例如H.264）和音频压缩数据（例如AAC）分离开。如图所示。在这个过程中并不涉及到编码和解码。

最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频分离器（demuxer）

本文记录的程序可以将一个MPEG2TS封装的视频文件（其中视频编码为H.264，音频编码为AAC）分离成为两个文件：一个H.264编码的视频码流文件，一个AAC编码的音频码流文件。
前一篇文章中，记录一个简单版的视音频分离器。相比于前一篇文中的分离器，本篇文章记录的分离器复杂了很多。相比于简单版的分离器，学习的难度大了一些。但是该分离器可以很好地处理FFmpeg支持的各种格式（例如分离AAC音频流），拥有更好的实用性。

流程图


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1个用于输入，另外2个分别用于视频输出和音频输出。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。最后，通过av_read_frame()获取AVPacket，根据AVPacket类型的不同，分别使用av_interleaved_write_frame()写入不同的输出文件中即可。
最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频分离器（demuxer）
 
PS：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。这一点在前一篇文章《最简单的基于FFmpeg的封装格式处理：视音频分离器简化版（demuxer-simple）》中，已经有过详细叙述，这里不再重复。

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_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 plain copy
  1. /** 
  2.  * 最简单的基于FFmpeg的视音频分离器 
  3.  * Simplest FFmpeg Demuxer 
  4.  * 
  5.  * 雷霄骅 Lei Xiaohua 
  6.  * [email protected] 
  7.  * 中国传媒大学/数字电视技术 
  8.  * Communication University of China / Digital TV Technology 
  9.  * http://blog.****.net/leixiaohua1020 
  10.  * 
  11.  * 本程序可以将封装格式中的视频码流数据和音频码流数据分离出来。 
  12.  * 在该例子中， 将MPEG2TS的文件分离得到H.264视频码流文件和AAC 
  13.  * 音频码流文件。 
  14.  * 
  15.  * This software split a media file (in Container such as  
  16.  * MKV, FLV, AVI...) to video and audio bitstream. 
  17.  * In this example, it demux a MPEG2TS file to H.264 bitstream 
  18.  * and AAC bitstream. 
  19.  */  
  20.   
  21. #include <stdio.h>  
  22.   
  23. #define __STDC_CONSTANT_MACROS  
  24.   
  25. #ifdef _WIN32  
  26. //Windows  
  27. extern "C"  
  28. {  
  29. #include "libavformat/avformat.h"  
  30. };  
  31. #else  
  32. //Linux...  
  33. #ifdef __cplusplus  
  34. extern "C"  
  35. {  
  36. #endif  
  37. #include <libavformat/avformat.h>  
  38. #ifdef __cplusplus  
  39. };  
  40. #endif  
  41. #endif  
  42.   
  43. /* 
  44. FIX: H.264 in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need  
  45. "h264_mp4toannexb" bitstream filter (BSF) 
  46.   *Add SPS,PPS in front of IDR frame 
  47.   *Add start code ("0,0,0,1") in front of NALU 
  48. H.264 in some container (MPEG2TS) don't need this BSF. 
  49. */  
  50. //'1': Use H.264 Bitstream Filter   
  51. #define USE_H264BSF 0  
  52.   
  53. int main(int argc, char* argv[])  
  54. {  
  55.     AVOutputFormat *ofmt_a = NULL,*ofmt_v = NULL;  
  56.     //（Input AVFormatContext and Output AVFormatContext）  
  57.     AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL, *ofmt_ctx_a = NULL, *ofmt_ctx_v = NULL;  
  58.     AVPacket pkt;  
  59.     int ret, i;  
  60.     int videoindex=-1,audioindex=-1;  
  61.     int frame_index=0;  
  62.   
  63.     const char *in_filename  = "cuc_ieschool.ts";//Input file URL  
  64.     //char *in_filename  = "cuc_ieschool.mkv";  
  65.     const char *out_filename_v = "cuc_ieschool.h264";//Output file URL  
  66.     //char *out_filename_a = "cuc_ieschool.mp3";  
  67.     const char *out_filename_a = "cuc_ieschool.aac";  
  68.   
  69.     av_register_all();  
  70.     //Input  
  71.     if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, in_filename, 0, 0)) < 0) {  
  72.         printf( "Could not open input file.");  
  73.         goto end;  
  74.     }  
  75.     if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, 0)) < 0) {  
  76.         printf( "Failed to retrieve input stream information");  
  77.         goto end;  
  78.     }  
  79.   
  80.     //Output  
  81.     avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx_v, NULL, NULL, out_filename_v);  
  82.     if (!ofmt_ctx_v) {  
  83.         printf( "Could not create output context\n");  
  84.         ret = AVERROR_UNKNOWN;  
  85.         goto end;  
  86.     }  
  87.     ofmt_v = ofmt_ctx_v->oformat;  
  88.   
  89.     avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx_a, NULL, NULL, out_filename_a);  
  90.     if (!ofmt_ctx_a) {  
  91.         printf( "Could not create output context\n");  
  92.         ret = AVERROR_UNKNOWN;  
  93.         goto end;  
  94.     }  
  95.     ofmt_a = ofmt_ctx_a->oformat;  
  96.   
  97.     for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {  
  98.             //Create output AVStream according to input AVStream  
  99.             AVFormatContext *ofmt_ctx;  
  100.             AVStream *in_stream = ifmt_ctx->streams[i];  
  101.             AVStream *out_stream = NULL;  
  102.               
  103.             if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO){  
  104.                 videoindex=i;  
  105.                 out_stream=avformat_new_stream(ofmt_ctx_v, in_stream->codec->codec);  
  106.                 ofmt_ctx=ofmt_ctx_v;  
  107.             }else if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){  
  108.                 audioindex=i;  
  109.                 out_stream=avformat_new_stream(ofmt_ctx_a, in_stream->codec->codec);  
  110.                 ofmt_ctx=ofmt_ctx_a;  
  111.             }else{  
  112.                 break;  
  113.             }  
  114.               
  115.             if (!out_stream) {  
  116.                 printf( "Failed allocating output stream\n");  
  117.                 ret = AVERROR_UNKNOWN;  
  118.                 goto end;  
  119.             }  
  120.             //Copy the settings of AVCodecContext  
  121.             if (avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec) < 0) {  
  122.                 printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\n");  
  123.                 goto end;  
  124.             }  
  125.             out_stream->codec->codec_tag = 0;  
  126.   
  127.             if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)  
  128.                 out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;  
  129.     }  
  130.   
  131.     //Dump Format------------------  
  132.     printf("\n==============Input Video=============\n");  
  133.     av_dump_format(ifmt_ctx, 0, in_filename, 0);  
  134.     printf("\n==============Output Video============\n");  
  135.     av_dump_format(ofmt_ctx_v, 0, out_filename_v, 1);  
  136.     printf("\n==============Output Audio============\n");  
  137.     av_dump_format(ofmt_ctx_a, 0, out_filename_a, 1);  
  138.     printf("\n======================================\n");  
  139.     //Open output file  
  140.     if (!(ofmt_v->flags & AVFMT_NOFILE)) {  
  141.         if (avio_open(&ofmt_ctx_v->pb, out_filename_v, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {  
  142.             printf( "Could not open output file '%s'", out_filename_v);  
  143.             goto end;  
  144.         }  
  145.     }  
  146.   
  147.     if (!(ofmt_a->flags & AVFMT_NOFILE)) {  
  148.         if (avio_open(&ofmt_ctx_a->pb, out_filename_a, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {  
  149.             printf( "Could not open output file '%s'", out_filename_a);  
  150.             goto end;  
  151.         }  
  152.     }  
  153.   
  154.     //Write file header  
  155.     if (avformat_write_header(ofmt_ctx_v, NULL) < 0) {  
  156.         printf( "Error occurred when opening video output file\n");  
  157.         goto end;  
  158.     }  
  159.     if (avformat_write_header(ofmt_ctx_a, NULL) < 0) {  
  160.         printf( "Error occurred when opening audio output file\n");  
  161.         goto end;  
  162.     }  
  163.       
  164. #if USE_H264BSF  
  165.     AVBitStreamFilterContext* h264bsfc =  av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");   
  166. #endif  
  167.   
  168.     while (1) {  
  169.         AVFormatContext *ofmt_ctx;  
  170.         AVStream *in_stream, *out_stream;  
  171.         //Get an AVPacket  
  172.         if (av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt) < 0)  
  173.             break;  
  174.         in_stream  = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];  
  175.   
  176.           
  177.         if(pkt.stream_index==videoindex){  
  178.             out_stream = ofmt_ctx_v->streams[0];  
  179.             ofmt_ctx=ofmt_ctx_v;  
  180.             printf("Write Video Packet. size:%d\tpts:%lld\n",pkt.size,pkt.pts);  
  181. #if USE_H264BSF  
  182.             av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, in_stream->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);  
  183. #endif  
  184.         }else if(pkt.stream_index==audioindex){  
  185.             out_stream = ofmt_ctx_a->streams[0];  
  186.             ofmt_ctx=ofmt_ctx_a;  
  187.             printf("Write Audio Packet. size:%d\tpts:%lld\n",pkt.size,pkt.pts);  
  188.         }else{  
  189.             continue;  
  190.         }  
  191.   
  192.   
  193.         //Convert PTS/DTS  
  194.         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));  
  195.         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));  
  196.         pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);  
  197.         pkt.pos = -1;  
  198.         pkt.stream_index=0;  
  199.         //Write  
  200.         if (av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt) < 0) {  
  201.             printf( "Error muxing packet\n");  
  202.             break;  
  203.         }  
  204.         //printf("Write %8d frames to output file\n",frame_index);  
  205.         av_free_packet(&pkt);  
  206.         frame_index++;  
  207.     }  
  208.   
  209. #if USE_H264BSF  
  210.     av_bitstream_filter_close(h264bsfc);    
  211. #endif  
  212.   
  213.     //Write file trailer  
  214.     av_write_trailer(ofmt_ctx_a);  
  215.     av_write_trailer(ofmt_ctx_v);  
  216. end:  
  217.     avformat_close_input(&ifmt_ctx);  
  218.     /* close output */  
  219.     if (ofmt_ctx_a && !(ofmt_a->flags & AVFMT_NOFILE))  
  220.         avio_close(ofmt_ctx_a->pb);  
  221.   
  222.     if (ofmt_ctx_v && !(ofmt_v->flags & AVFMT_NOFILE))  
  223.         avio_close(ofmt_ctx_v->pb);  
  224.   
  225.     avformat_free_context(ofmt_ctx_a);  
  226.     avformat_free_context(ofmt_ctx_v);  
  227.   
  228.   
  229.     if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) {  
  230.         printf( "Error occurred.\n");  
  231.         return -1;  
  232.     }  
  233.     return 0;  
  234. }  


结果

输入文件为：
cuc_ieschool.ts：MPEG2TS封装格式数据。


输出文件为：
cuc_ieschool.h264：H.264视频码流数据。
cuc_ieschool.aac：AAC音频码流数据。

下载


simplest ffmpeg format


项目主页

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

Github：https://github.com/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_format

开源中国：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_format


****下载地址：
http://download.****.net/detail/leixiaohua1020/8005317

工程中包含4个例子：

simplest_ffmpeg_demuxer_simple：视音频分离器（简化版）。

simplest_ffmpeg_demuxer：视音频分离器。

simplest_ffmpeg_muxer：视音频复用器。

simplest_ffmpeg_remuxer：封装格式转换器。


更新-1.1==================================================

修复了以下问题：
(1)Release版本下的运行问题
(2)simplest_ffmpeg_muxer分装H.264裸流的时候丢失声音的错误

****下载地址：

http://download.****.net/detail/leixiaohua1020/8284309


更新-1.2 (2015.2.13)=========================================

这次考虑到了跨平台的要求，调整了源代码。经过这次调整之后，源代码可以在以下平台编译通过：

VC++：打开sln文件即可编译，无需配置。

cl.exe：打开compile_cl.bat即可命令行下使用cl.exe进行编译，注意可能需要按照VC的安装路径调整脚本里面的参数。编译命令如下。

[plain] view plain copy
  1. ::VS2010 Environment  
  2. call "D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\vcvarsall.bat"  
  3. ::include  
  4. @set INCLUDE=include;%INCLUDE%  
  5. ::lib  
  6. @set LIB=lib;%LIB%  
  7. ::compile and link  
  8. cl simplest_ffmpeg_demuxer.cpp /link avcodec.lib avformat.lib avutil.lib ^  
  9. avdevice.lib avfilter.lib postproc.lib swresample.lib swscale.lib /OPT:NOREF  

MinGW：MinGW命令行下运行compile_mingw.sh即可使用MinGW的g++进行编译。编译命令如下。

[plain] view plain copy
  1. g++ simplest_ffmpeg_demuxer.cpp -g -o simplest_ffmpeg_demuxer.exe \  
  2. -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil  

GCC：Linux或者MacOS命令行下运行compile_gcc.sh即可使用GCC进行编译。编译命令如下。

[plain] view plain copy
  1. gcc simplest_ffmpeg_demuxer.cpp -g -o simplest_ffmpeg_demuxer.out \  
  2. -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil  
PS：相关的编译命令已经保存到了工程文件夹中

****下载地址：http://download.****.net/detail/leixiaohua1020/8445303

SourceForge上已经更新。




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