=====================================================

最簡單的基於FFmpeg的AVfilter樣例系列文章：

最簡單的基於FFmpeg的AVfilter樣例（水印疊加）

最簡單的基於FFmpeg的AVfilter的樣例-純凈版

=====================================================

FFMPEG中有一個類庫：libavfilter。該類庫提供了各種視音頻過濾器。

之前一直沒有怎麽使用過這個類庫，近期看了一下它的使用說明，發現還是非常強大的，有非常多現成的filter供使用，完畢視頻的處理非常方便。在此將它的一個樣例基礎上完畢了一個水印疊加器。而且移植到了VC2010下，方便開發者學習研究它的用法。

該樣例完畢了一個水印疊加的功能。能夠將一張透明背景的PNG圖片作為水印疊加到一個視頻文件上。須要註意的是，其疊加工作是在解碼後的YUV像素數據的基礎上完畢的。程序支持使用SDL顯示疊加後的YUV數據。

也能夠將疊加後的YUV輸出成文件。

流程圖

以下附一張使用FFmpeg的libavfilter的流程圖。能夠看出使用libavfilter還是須要做不少的初始化工作的。可是使用的時候還是比較簡單的。就兩個重要的函數：av_buffersrc_add_frame()和av_buffersink_get_buffer_ref()。

PS：這張圖中僅僅列出了和libavfilter有關的函數和結構體。

代碼中其他函數能夠參考：100行代碼實現最簡單的基於FFMPEG+SDL的視頻播放器（SDL1.x）

代碼

以下直接貼上代碼：

/** 
 * 最簡單的基於FFmpeg的AVFilter樣例（疊加水印）
 * Simplest FFmpeg AVfilter Example (Watermark)
 *
 * 雷霄驊 Lei Xiaohua
 * [email protected]
 * 中國傳媒大學/數字電視技術
 * Communication University of China / Digital TV Technology
 * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
 * 
 * 本程序使用FFmpeg的AVfilter實現了視頻的水印疊加功能。
 * 能夠將一張PNG圖片作為水印疊加到視頻上。
 

 * 是最簡單的FFmpeg的AVFilter方面的教程。
 * 適合FFmpeg的剛開始學習的人。
 *
 * This software uses FFmpeg‘s AVFilter to add watermark in a video file.
 * It can add a PNG format picture as watermark to a video file.
 * It‘s the simplest example based on FFmpeg‘s AVFilter. 
 * Suitable for beginner of FFmpeg 
 *
 */
#include <stdio.h>

#define __STDC_CONSTANT_MACROS

#ifdef _WIN32
#define snprintf _snprintf
//Windows
extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libavfilter/avfiltergraph.h"
#include "libavfilter/buffersink.h"
#include "libavfilter/buffersrc.h"
#include "libavutil/avutil.h"
#include "libswscale/swscale.h"
#include "SDL/SDL.h"
};
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavfilter/avfiltergraph.h>
#include <libavfilter/buffersink.h>
#include <libavfilter/buffersrc.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libswscale/swscale.h>
#include <SDL/SDL.h>
#ifdef __cplusplus
};
#endif
#endif

//Enable SDL?
#define ENABLE_SDL 1
//Output YUV data?
#define ENABLE_YUVFILE 1

const char *filter_descr = "movie=my_logo.png[wm];[in][wm]overlay=5:5[out]";

static AVFormatContext *pFormatCtx;
static AVCodecContext *pCodecCtx;
AVFilterContext *buffersink_ctx;
AVFilterContext *buffersrc_ctx;
AVFilterGraph *filter_graph;
static int video_stream_index = -1;



static int open_input_file(const char *filename)
{
    int ret;
    AVCodec *dec;

    if ((ret = avformat_open_input(&pFormatCtx, filename, NULL, NULL)) < 0) {
        printf( "Cannot open input file\n");
        return ret;
    }

    if ((ret = avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL)) < 0) {
        printf( "Cannot find stream information\n");
        return ret;
    }

    /* select the video stream */
    ret = av_find_best_stream(pFormatCtx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &dec, 0);
    if (ret < 0) {
        printf( "Cannot find a video stream in the input file\n");
        return ret;
    }
    video_stream_index = ret;
    pCodecCtx = pFormatCtx->streams[video_stream_index]->codec;

    /* init the video decoder */
    if ((ret = avcodec_open2(pCodecCtx, dec, NULL)) < 0) {
        printf( "Cannot open video decoder\n");
        return ret;
    }

    return 0;
}

static int init_filters(const char *filters_descr)
{
    char args[512];
    int ret;
    AVFilter *buffersrc  = avfilter_get_by_name("buffer");
    AVFilter *buffersink = avfilter_get_by_name("ffbuffersink");
    AVFilterInOut *outputs = avfilter_inout_alloc();
    AVFilterInOut *inputs  = avfilter_inout_alloc();
    enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE };
    AVBufferSinkParams *buffersink_params;

    filter_graph = avfilter_graph_alloc();

    /* buffer video source: the decoded frames from the decoder will be inserted here. */
    snprintf(args, sizeof(args),
            "video_size=%dx%d:pix_fmt=%d:time_base=%d/%d:pixel_aspect=%d/%d",
            pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt,
            pCodecCtx->time_base.num, pCodecCtx->time_base.den,
            pCodecCtx->sample_aspect_ratio.num, pCodecCtx->sample_aspect_ratio.den);

    ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersrc_ctx, buffersrc, "in",
                                       args, NULL, filter_graph);
    if (ret < 0) {
        printf("Cannot create buffer source\n");
        return ret;
    }

    /* buffer video sink: to terminate the filter chain. */
    buffersink_params = av_buffersink_params_alloc();
    buffersink_params->pixel_fmts = pix_fmts;
    ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersink_ctx, buffersink, "out",
                                       NULL, buffersink_params, filter_graph);
    av_free(buffersink_params);
    if (ret < 0) {
        printf("Cannot create buffer sink\n");
        return ret;
    }

    /* Endpoints for the filter graph. */
    outputs->name       = av_strdup("in");
    outputs->filter_ctx = buffersrc_ctx;
    outputs->pad_idx    = 0;
    outputs->next       = NULL;

    inputs->name       = av_strdup("out");
    inputs->filter_ctx = buffersink_ctx;
    inputs->pad_idx    = 0;
    inputs->next       = NULL;

    if ((ret = avfilter_graph_parse_ptr(filter_graph, filters_descr,
                                    &inputs, &outputs, NULL)) < 0)
        return ret;

    if ((ret = avfilter_graph_config(filter_graph, NULL)) < 0)
        return ret;
    return 0;
}


int main(int argc, char* argv[])
{
    int ret;
    AVPacket packet;
    AVFrame *pFrame;
	AVFrame *pFrame_out;

    int got_frame;

    av_register_all();
    avfilter_register_all();

    if ((ret = open_input_file("cuc_ieschool.flv")) < 0)
        goto end;
    if ((ret = init_filters(filter_descr)) < 0)
        goto end;

#if ENABLE_YUVFILE
	FILE *fp_yuv=fopen("test.yuv","wb+");
#endif
#if ENABLE_SDL
	SDL_Surface *screen; 
	SDL_Overlay *bmp; 
	SDL_Rect rect;
	if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {  
		printf( "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError()); 
		return -1;
	} 
	screen = SDL_SetVideoMode(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, 0, 0);
	if(!screen) {  
		printf("SDL: could not set video mode - exiting\n");  
		return -1;
	}
	bmp = SDL_CreateYUVOverlay(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,SDL_YV12_OVERLAY, screen); 

	SDL_WM_SetCaption("Simplest FFmpeg Video Filter",NULL);
#endif

	pFrame=av_frame_alloc();
	pFrame_out=av_frame_alloc();

    /* read all packets */
    while (1) {

		ret = av_read_frame(pFormatCtx, &packet);
        if (ret< 0)
            break;

        if (packet.stream_index == video_stream_index) {
            got_frame = 0;
            ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_frame, &packet);
            if (ret < 0) {
                printf( "Error decoding video\n");
                break;
            }

            if (got_frame) {
                pFrame->pts = av_frame_get_best_effort_timestamp(pFrame);
				
                /* push the decoded frame into the filtergraph */
                if (av_buffersrc_add_frame(buffersrc_ctx, pFrame) < 0) {
                    printf( "Error while feeding the filtergraph\n");
                    break;
                }

                /* pull filtered pictures from the filtergraph */
                while (1) {

					ret = av_buffersink_get_frame(buffersink_ctx, pFrame_out);
					if (ret < 0)
						break;

					printf("Process 1 frame!\n");

                    if (pFrame_out->format==AV_PIX_FMT_YUV420P) {
#if ENABLE_YUVFILE
						//Y, U, V
						for(int i=0;i<pFrame_out->height;i++){
							fwrite(pFrame_out->data[0]+pFrame_out->linesize[0]*i,1,pFrame_out->width,fp_yuv);
						}
						for(int i=0;i<pFrame_out->height/2;i++){
							fwrite(pFrame_out->data[1]+pFrame_out->linesize[1]*i,1,pFrame_out->width/2,fp_yuv);
						}
						for(int i=0;i<pFrame_out->height/2;i++){
							fwrite(pFrame_out->data[2]+pFrame_out->linesize[2]*i,1,pFrame_out->width/2,fp_yuv);
						}
#endif
						
#if ENABLE_SDL
						SDL_LockYUVOverlay(bmp);
						int y_size=pFrame_out->width*pFrame_out->height;
						memcpy(bmp->pixels[0],pFrame_out->data[0],y_size);   //Y
						memcpy(bmp->pixels[2],pFrame_out->data[1],y_size/4); //U
						memcpy(bmp->pixels[1],pFrame_out->data[2],y_size/4); //V 
						bmp->pitches[0]=pFrame_out->linesize[0];
						bmp->pitches[2]=pFrame_out->linesize[1];   
						bmp->pitches[1]=pFrame_out->linesize[2];
						SDL_UnlockYUVOverlay(bmp); 
						rect.x = 0;    
						rect.y = 0;    
						rect.w = pFrame_out->width;    
						rect.h = pFrame_out->height;    
						SDL_DisplayYUVOverlay(bmp, &rect); 
						//Delay 40ms
						SDL_Delay(40);
#endif
                    }
					av_frame_unref(pFrame_out);
                }
            }
			av_frame_unref(pFrame);
        }
        av_free_packet(&packet);
    }
#if ENABLE_YUVFILE
	fclose(fp_yuv);
#endif

end:
    avfilter_graph_free(&filter_graph);
    if (pCodecCtx)
        avcodec_close(pCodecCtx);
    avformat_close_input(&pFormatCtx);


    if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) {
        char buf[1024];
        av_strerror(ret, buf, sizeof(buf));
        printf("Error occurred: %s\n", buf);
        return -1;
    }

    return 0;
}

結果

程序的執行效果如圖所看到的。

須要疊加的水印為一張PNG（透明）圖片（在這裏是my_logo.png）。

須要疊加的視頻為一個普通的FLV格式的視頻（在這裏是cuc_ieschool.flv）。

程序執行的時候，會通過SDL顯示水印疊加的結果，如圖所看到的。此外。也能夠將水印疊加後的解碼數據輸出成文件。

註：SDL顯示和輸出YUV能夠通過程序最前面的宏控制：

#define ENABLE_SDL 1
#define ENABLE_YUVFILE 1

輸出的YUV文件如圖所看到的。

下載

simplest ffmpeg video filter

項目主頁

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

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

開源中國：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_video_filter

CSDN下載地址：

http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7465861

[一個小錯誤]

註：因為失誤，CSDN上的項目少了一個SDL.dll文件，去SDL官網
http://www.libsdl.org/download-1.2.php
下載一個Runtime Libraries就可以

PUDN下載地址（修復了SDL問題）：

http://www.pudn.com/downloads644/sourcecode/multimedia/detail2605264.html

SourceForge上已經修正該問題。

更新-1.1 (2015.2.13)=========================================

這次考慮到了跨平臺的要求，調整了源碼。經過這次調整之後，源碼能夠在以下平臺編譯通過：

VC++：打開sln文件就可以編譯。無需配置。

cl.exe：打開compile_cl.bat就可以命令行下使用cl.exe進行編譯。註意可能須要依照VC的安裝路徑調整腳本裏面的參數。編譯命令例如以下。

::VS2010 Environment
call "D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\vcvarsall.bat"
::include
@set INCLUDE=include;%INCLUDE%
::lib
@set LIB=lib;%LIB%
::compile and link
cl simplest_ffmpeg_video_filter.cpp /MD /link SDL.lib SDLmain.lib avcodec.lib ^
avformat.lib avutil.lib avdevice.lib avfilter.lib postproc.lib swresample.lib swscale.lib ^
/SUBSYSTEM:WINDOWS /OPT:NOREF

MinGW：MinGW命令行下執行compile_mingw.sh就可以使用MinGW的g++進行編譯。編譯命令例如以下。

g++ simplest_ffmpeg_video_filter.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_filter.exe -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lmingw32 -lSDLmain -lSDL -lavformat -lavcodec -lavutil -lavfilter -lswscale

GCC（Linux）：Linux命令行下執行compile_gcc.sh就可以使用GCC進行編譯。編譯命令例如以下。

gcc simplest_ffmpeg_video_filter.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_filter.out -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lSDLmain -lSDL -lavformat -lavcodec -lavutil -lavfilter -lswscale

GCC（Mac）：終端下執行compile_gcc_mac.sh就可以使用GCC進行編譯。編譯命令例如以下。

gcc simplest_ffmpeg_video_filter.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_filter.out -framework Cocoa -I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lSDLmain -lSDL -lavformat -lavcodec -lavutil -lavfilter -lswscale

CSDN下載地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8445551

SourceForge上已經更新。

更新-1.2 (2016.2.1)=========================================

新增了“最簡單的基於FFmpeg的avfilter的樣例-純凈版”工程

最簡單的基於FFmpeg的AVfilter樣例（水印疊加）