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

最簡單的基於FFmpeg的封裝格式處理系列文章列表：

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

簡介

打算記錄一下基於FFmpeg的封裝格式處理方面的例子。包括了視音訊分離，複用，封裝格式轉換。有關封轉格式轉換的例子在之前的文章：《最簡單的基於FFMPEG的封裝格式轉換器（無編解碼）》中已經有過記錄，不再重複。因此計劃寫3篇文章分別記錄視音訊的複用器（Muxer）和分離器（Demuxer）。其中視音訊分離器（Demuxer）記錄2篇：一篇簡單的，一篇標準的。簡單的版本更適合初學者學習。

本文是第1篇。首先記錄一個基於FFmpeg的視音訊分離器簡單版（Simplest FFmpeg Demuxer Simple）。視音訊分離器（Demuxer）即是將封裝格式資料（例如MKV）中的視訊壓縮資料（例如H.264）和音訊壓縮資料（例如AAC）分離開。如圖所示。在這個過程中並不涉及到編碼和解碼。

 本文記錄的程式將一個FLV封裝的檔案（其中視訊編碼為H.264，音訊編碼為MP3）分離成為兩個檔案：一個H.264編碼的視訊碼流檔案，一個MP3編碼的音訊碼流檔案。

需要注意的是，本文介紹的是一個簡單版的視音訊分離器（Demuxer）。該分離器的優點是程式碼十分簡單，很好理解。但是缺點是並不適用於一些格式。對於MP3編碼的音訊是沒有問題的。但是在分離MP4/FLV/MKV等一些格式中的AAC編碼的碼流的時候，得到的AAC碼流是不能播放的。原因是儲存AAC資料的AVPacket的data欄位中的資料是不包含7位元組ADTS檔案頭的“砍頭”的資料，是無法直接解碼播放的（當然如果在這些資料前面手工加上7位元組的ADTS檔案頭的話，就可以播放了）。

分離某些封裝格式中的H.264

分離某些封裝格式（例如MP4/FLV/MKV等）中的H.264的時候，需要首先寫入SPS和PPS，否則會導致分離出來的資料沒有SPS、PPS而無法播放。H.264碼流的SPS和PPS資訊儲存在AVCodecContext結構體的extradata中。需要使用ffmpeg中名稱為“h264_mp4toannexb”的bitstream filter處理。有兩種處理方式：

（1）使用bitstream filter處理每個AVPacket（簡單）

把每個AVPacket中的資料（data欄位）經過bitstream filter“過濾”一遍。關鍵函式是av_bitstream_filter_filter()。示例程式碼如下。

	AVBitStreamFilterContext* h264bsfc =  av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb"); 
	while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt)>=0){
		if(pkt.stream_index==videoindex){
			av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, ifmt_ctx->streams[videoindex]->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);
			fwrite(pkt.data,1,pkt.size,fp_video);
			//...
		}
		av_free_packet(&pkt);
	}
	av_bitstream_filter_close(h264bsfc);  

上述程式碼中，把av_bitstream_filter_filter()的輸入資料和輸出資料（分別對應第4,5,6,7個引數）都設定成AVPacket的data欄位就可以了。

需要注意的是bitstream filter需要初始化和銷燬，分別通過函式av_bitstream_filter_init()和av_bitstream_filter_close()。

經過上述程式碼處理之後，AVPacket中的資料有如下變化：

*每個AVPacket的data添加了H.264的NALU的起始碼{0,0,0,1}

*每個IDR幀資料前面添加了SPS和PPS

（2）手工新增SPS，PPS（稍微複雜）

將AVCodecContext的extradata資料經過bitstream filter處理之後得到SPS、PPS，拷貝至每個IDR幀之前。下面程式碼示例了寫入SPS、PPS的過程。

FILE *fp=fopen("test.264","ab");
AVCodecContext *pCodecCtx=...  
unsigned char *dummy=NULL;   
int dummy_len;  
AVBitStreamFilterContext* bsfc =  av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");    
av_bitstream_filter_filter(bsfc, pCodecCtx, NULL, &dummy, &dummy_len, NULL, 0, 0);  
fwrite(pCodecCtx->extradata,pCodecCtx-->extradata_size,1,fp);  
av_bitstream_filter_close(bsfc);    
free(dummy);  

然後修改AVPacket的data。把前4個位元組改為起始碼。示例程式碼如下所示。

char nal_start[]={0,0,0,1};
memcpy(packet->data,nal_start,4);

經過上述兩步也可以得到可以播放的H.264碼流，相對於第一種方法來說複雜一些。參考文章：使用FFMPEG類庫分離出多媒體檔案中的H.264碼流

當封裝格式為MPEG2TS的時候，不存在上述問題。

流程

程式的流程如下圖所示。從流程圖中可以看出，將每個通過av_read_frame()獲得的AVPacket中的資料直接寫入檔案即可。
 簡單介紹一下流程中各個重要函式的意義：
avformat_open_input()：開啟輸入檔案。
av_read_frame()：獲取一個AVPacket。
fwrite()：根據得到的AVPacket的型別不同，分別寫入到不同的檔案中。

程式碼

下面貼上程式碼：

/**
 * 最簡單的基於FFmpeg的視音訊分離器（簡化版）
 * Simplest FFmpeg Demuxer Simple
 *
 * 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
 *
 * 本程式可以將封裝格式中的視訊碼流資料和音訊碼流資料分離出來。
 * 在該例子中， 將FLV的檔案分離得到H.264視訊碼流檔案和MP3
 * 音訊碼流檔案。
 *
 * 注意：
 * 這個是簡化版的視音訊分離器。與原版的不同在於，沒有初始化輸出
 * 視訊流和音訊流的AVFormatContext。而是直接將解碼後的得到的
 * AVPacket中的的資料通過fwrite()寫入檔案。這樣做的好處是流程比
 * 較簡單。壞處是對一些格式的視音訊碼流是不適用的，比如說
 * FLV/MP4/MKV等格式中的AAC碼流（上述封裝格式中的AAC的AVPacket中
 * 的資料缺失了7位元組的ADTS檔案頭）。
 * 
 *
 * This software split a media file (in Container such as 
 * MKV, FLV, AVI...) to video and audio bitstream.
 * In this example, it demux a FLV file to H.264 bitstream
 * and MP3 bitstream.
 * Note:
 * This is a simple version of "Simplest FFmpeg Demuxer". It is 
 * more simple because it doesn't init Output Video/Audio stream's
 * AVFormatContext. It write AVPacket's data to files directly.
 * The advantages of this method is simple. The disadvantages of
 * this method is it's not suitable for some kind of bitstreams. For
 * example, AAC bitstream in FLV/MP4/MKV Container Format(data in
 * AVPacket lack of 7 bytes of ADTS header).
 *
 */

#include <stdio.h>

#define __STDC_CONSTANT_MACROS

#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"
{
#include "libavformat/avformat.h"
};
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include <libavformat/avformat.h>
#ifdef __cplusplus
};
#endif
#endif


//'1': Use H.264 Bitstream Filter 
#define USE_H264BSF 1

int main(int argc, char* argv[])
{
	AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL;
	AVPacket pkt;
	int ret, i;
	int videoindex=-1,audioindex=-1;
	const char *in_filename  = "cuc_ieschool.flv";//Input file URL
	const char *out_filename_v = "cuc_ieschool.h264";//Output file URL
	const char *out_filename_a = "cuc_ieschool.mp3";

	av_register_all();
	//Input
	if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, in_filename, 0, 0)) < 0) {
		printf( "Could not open input file.");
		return -1;
	}
	if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, 0)) < 0) {
		printf( "Failed to retrieve input stream information");
		return -1;
	}

	videoindex=-1;
	for(i=0; i<ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
		if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO){
			videoindex=i;
		}else if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){
			audioindex=i;
		}
	}
	//Dump Format------------------
	printf("\nInput Video===========================\n");
	av_dump_format(ifmt_ctx, 0, in_filename, 0);
	printf("\n======================================\n");

	FILE *fp_audio=fopen(out_filename_a,"wb+");  
	FILE *fp_video=fopen(out_filename_v,"wb+");  

	/*
	FIX: H.264 in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need 
	"h264_mp4toannexb" bitstream filter (BSF)
	  *Add SPS,PPS in front of IDR frame
	  *Add start code ("0,0,0,1") in front of NALU
	H.264 in some container (MPEG2TS) don't need this BSF.
	*/
#if USE_H264BSF
	AVBitStreamFilterContext* h264bsfc =  av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb"); 
#endif

	while(av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt)>=0){
		if(pkt.stream_index==videoindex){
#if USE_H264BSF
			av_bitstream_filter_filter(h264bsfc, ifmt_ctx->streams[videoindex]->codec, NULL, &pkt.data, &pkt.size, pkt.data, pkt.size, 0);
#endif
			printf("Write Video Packet. size:%d\tpts:%lld\n",pkt.size,pkt.pts);
			fwrite(pkt.data,1,pkt.size,fp_video);
		}else if(pkt.stream_index==audioindex){
			/*
			AAC in some container format (FLV, MP4, MKV etc.) need to add 7 Bytes
			ADTS Header in front of AVPacket data manually.
			Other Audio Codec (MP3...) works well.
			*/
			printf("Write Audio Packet. size:%d\tpts:%lld\n",pkt.size,pkt.pts);
			fwrite(pkt.data,1,pkt.size,fp_audio);
		}
		av_free_packet(&pkt);
	}

#if USE_H264BSF
	av_bitstream_filter_close(h264bsfc);  
#endif

	fclose(fp_video);
	fclose(fp_audio);

	avformat_close_input(&ifmt_ctx);

	if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) {
		printf( "Error occurred.\n");
		return -1;
	}
	return 0;
}

結果

輸入檔案為：
cuc_ieschool.flv：FLV封裝格式資料。

輸出檔案為：
cuc_ieschool.h264：H.264視訊碼流資料。
cuc_ieschool.mp3：Mp3音訊碼流資料。

下載

simplest ffmpeg format

專案主頁

CSDN下載地址：

工程中包含4個例子：

simplest_ffmpeg_demuxer_simple：視音訊分離器（簡化版）。

simplest_ffmpeg_demuxer：視音訊分離器。

simplest_ffmpeg_muxer：視音訊複用器。

simplest_ffmpeg_remuxer：封裝格式轉換器。

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

修復了以下問題：
(1)Release版本下的執行問題
(2)simplest_ffmpeg_muxer封裝H.264裸流的時候丟失聲音的錯誤

CSDN下載

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

這次考慮到了跨平臺的要求，調整了原始碼。經過這次調整之後，原始碼可以在以下平臺編譯通過：

VC++：開啟sln檔案即可編譯，無需配置。

cl.exe：開啟compile_cl.bat即可命令列下使用cl.exe進行編譯，注意可能需要按照VC的安裝路徑調整腳本里面的引數。編譯命令如下。

::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_demuxer_simple.cpp /link avcodec.lib avformat.lib avutil.lib ^
avdevice.lib avfilter.lib postproc.lib swresample.lib swscale.lib /OPT:NOREF

MinGW：MinGW命令列下執行compile_mingw.sh即可使用MinGW的g++進行編譯。編譯命令如下。

g++ simplest_ffmpeg_demuxer_simple.cpp -g -o simplest_ffmpeg_demuxer_simple.exe \
-I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil

GCC：Linux或者MacOS命令列下執行compile_gcc.sh即可使用GCC進行編譯。編譯命令如下。

gcc simplest_ffmpeg_demuxer_simple.cpp -g -o simplest_ffmpeg_demuxer_simple.out \
-I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil

PS：相關的編譯命令已經儲存到了工程資料夾中


CSDN下載地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8445303

SourceForge上已經更新。