音视频知识点(四)

本文主要分享一下FFmpeg相关的知识点。

1.FFmpeg数据结构

  • AVFormatContext
    封装格式上下文结构体,统领全局的结构体,保存了视频文件封装格式相关信息。
  • AVInputFormat
    解封装格式结构体,例如FLV/MKV/MP4/AVI等等
  • AVOutputFormat
    封装格式结构体,和上面正好相反,一个是解封装,一个是封装
  • AVIOContext
    管理输入输出数据的结构体,其中AVIOContext结构体有void *opaque指针,指向URLContext,URLContext结构体持有URLProtocol
  • URLContext
    存储音视频使用协议的类型以及请求状态
  • URLProtocol
    存储输入音视频的协议,例如file http https rtmp等
  • AVStream
    存储音视频中每个流信息的结构体
  • AVCodecContext
    编解码器上下文结构体,存储音频、视频流使用编解码器的相关数据
  • AVCodec
    对应每种音视频编解码器的结构体
  • AVFrame
    解码后的数据
  • AVPacket
    解码前的数据

2.FFmpeg编解码流程

2.1 播放器播放流程

  • avformat_alloc_context
    • 申请AVFormatContext结构体
  • avformat_open_input 解析
    • 解析文件协议,文件协议可以试file http https等协议
    • 获取视频基本信息,AVFormatContext可以获取视频的基本信息,例如视频宽高、时长、DAR、SAR
  • avformat_find_stream_info
    • 请求文件数据,请求的控制阈值有两个:probesize、analyzeduration
    • 探测视频中流信息,确定有几个AVStream
    • 探测音频和视频的解码器
  • av_find_best_stream
    • 获取对应的音频和视频流信息以及音频视频的索引信息
  • avcodec_alloc_context3
    • 分配编解码器上下文
  • avcodec_parameters_to_context
    • 基于与数据流相关的编解码参数来填充编解码器上下文
  • avcodec_find_decoder
    • 查找对应已注册的编解码器
  • avcodec_open2
    • 打开编解码器
  • av_read_frame
    • 不停地从码流中提取压缩帧数据,获取的是一帧视频的压缩数据
  • avcodec_send_packet
    • 发送原生的压缩数据输入到解码器(compressed data)
  • avcodec_receive_frame
    • 接收解码器输出的解码数据

2.2 视频编码流程

  • avformat_alloc_output_context2
    • 初始化分配AVFormatContext,AVFormatContext里面的AVOutputFormat管理着封装视频的数据
  • AddVideoStream/AddAudioStream
    • avcodec_find_encoder 检索特定的编码器
    • avformat_new_stream 创建音频或者视频流的AVStream
    • avcodec_alloc_context3 分配AVCodecContext编码上下文数据
    • avcodec_parameters_from_context 将编码数据拷贝到AVStream对象中
  • 视频编码
    • avcodec_open2 打开编码器
    • avformat_write_header 写入视频文件的头部
    • avcodec_send_frame 发送原始的视频数据AVFrame到编码器中
    • avcodec_receive_packet 获取编码器编码成功的AVPacket数据包
    • av_interleaved_write_frame 将AVPacket写入AVFormatContext
    • av_write_trailer 写入视频文件的尾部
  • 音频编码
    • avcodec_open2 打开编码器
    • avcodec_send_frame 发送原始的音频数据AVFrame到编码器中
    • avcodec_receive_packet 获取编码器编码成功的AVPacket数据包
    • av_interleaved_write_frame 将AVPacket写入AVFormatContext
  • 记得写入音频和数据数据的时候做好音视频同步

3.PTS和DTS

  • PTS:Presentation Time Stamp
    • 显示时间戳,表示解码后显示的时间
    • 这个帧什么时候会放在显示器上
  • DTS:Decode Time Stamp
    • 解码时间戳,表示送入解码器的顺序
    • 就是说这个帧什么时候被放在编码器去解。 在没有B帧的情况下,DTS和PTS的输出顺序是一样的
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