FFmpeg(5)-AVStream和AVCodecParameters部分参数分析
时间: 2024-04-28 19:19:26 浏览: 20
好的,针对您的问题,我会给出以下的回答:
在FFmpeg中,AVStream代表了一个音视频流,而AVCodecParameters则代表了该音视频流的编解码参数。
AVStream包含了一些重要的信息,例如音视频流的时间基、采样率、帧率、时长、码率等等。这些信息对于解码和编码操作都非常重要,因为它们直接影响着音视频的质量和处理速度。
AVCodecParameters则包含了编解码器的参数信息,例如编码类型、码率、音频采样率、视频宽高等等。这些参数信息可以被传递给解码器或者编码器,以便进行解码或者编码操作。
在AVCodecParameters中,一些重要的参数包括:
1. codec_type:编码类型,例如视频编码器类型是AVMEDIA_TYPE_VIDEO,音频编码器类型是AVMEDIA_TYPE_AUDIO。
2. bit_rate:码率,单位是bit/s。
3. sample_rate:音频采样率,单位是Hz。
4. width/height:视频宽高。
5. channels:音频声道数。
6. sample_fmt:音频采样格式,例如AV_SAMPLE_FMT_S16。
7. pix_fmt:视频像素格式,例如AV_PIX_FMT_YUV420P。
总之,AVStream和AVCodecParameters是FFmpeg中非常重要的概念,它们包含了音视频流的关键信息,对于解码和编码操作都非常重要。
相关问题
使用 C++ 和 FFmpeg创建RTSP 服务器示例
创建 RTSP 服务器需要使用 FFmpeg 和 C++,下面是一个简单的示例:
首先,需要包含 FFmpeg 和 C++ 的头文件:
```cpp
extern "C" {
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
#include <libswscale/swscale.h>
}
#include <iostream>
```
然后,创建一个 RTSP 服务器类:
```cpp
class RTSPServer {
public:
RTSPServer() {}
~RTSPServer() {}
int open(const char* url);
void close();
private:
AVFormatContext* m_formatCtx;
AVCodecContext* m_codecCtx;
AVStream* m_stream;
AVPacket* m_packet;
AVFrame* m_frame;
uint8_t* m_frameBuffer;
int m_frameBufferSize;
void init(const char* url);
void deinit();
void encode();
void send(AVFormatContext* formatCtx, AVStream* stream, AVPacket* packet);
};
```
`open()` 方法用于打开 RTSP 服务器,`close()` 方法用于关闭服务器。`init()` 方法用于初始化 FFmpeg 相关的数据结构,`deinit()` 方法用于释放这些数据结构。
`encode()` 方法用于编码一帧视频数据,`send()` 方法用于将编码后的数据发送到客户端。
下面是 `open()` 方法的实现:
```cpp
int RTSPServer::open(const char* url) {
init(url);
AVDictionary* options = nullptr;
av_dict_set(&options, "rtsp_transport", "tcp", 0);
av_dict_set(&options, "muxdelay", "0.1", 0);
int ret = avformat_write_header(m_formatCtx, &options);
if (ret < 0) {
std::cerr << "avformat_write_header error: " << av_err2str(ret) << std::endl;
deinit();
return ret;
}
while (true) {
encode();
send(m_formatCtx, m_stream, m_packet);
av_packet_unref(m_packet);
}
return 0;
}
```
首先,调用 `init()` 方法初始化数据结构。然后,设置 RTSP 相关的选项。接着,调用 `avformat_write_header()` 方法写入文件头。
最后,进入一个循环,不断编码视频数据并发送到客户端。注意,这里没有实现 RTSP 的状态机,只是简单地发送视频数据。
下面是 `init()` 方法的实现:
```cpp
void RTSPServer::init(const char* url) {
av_register_all();
avformat_network_init();
m_formatCtx = nullptr;
m_codecCtx = nullptr;
m_stream = nullptr;
m_packet = nullptr;
m_frame = nullptr;
m_frameBuffer = nullptr;
m_frameBufferSize = 0;
avformat_alloc_output_context2(&m_formatCtx, nullptr, "rtsp", url);
if (!m_formatCtx) {
std::cerr << "avformat_alloc_output_context2 error" << std::endl;
return;
}
AVCodec* codec = avcodec_find_encoder_by_name("libx264");
if (!codec) {
std::cerr << "avcodec_find_encoder_by_name error" << std::endl;
deinit();
return;
}
m_stream = avformat_new_stream(m_formatCtx, codec);
if (!m_stream) {
std::cerr << "avformat_new_stream error" << std::endl;
deinit();
return;
}
m_codecCtx = avcodec_alloc_context3(codec);
if (!m_codecCtx) {
std::cerr << "avcodec_alloc_context3 error" << std::endl;
deinit();
return;
}
m_codecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
m_codecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
m_codecCtx->width = 640;
m_codecCtx->height = 480;
m_codecCtx->time_base = { 1, 25 };
m_codecCtx->framerate = { 25, 1 };
m_codecCtx->bit_rate = 1000000;
av_opt_set(m_codecCtx->priv_data, "preset", "ultrafast", 0);
av_opt_set(m_codecCtx->priv_data, "tune", "zerolatency", 0);
int ret = avcodec_open2(m_codecCtx, codec, nullptr);
if (ret < 0) {
std::cerr << "avcodec_open2 error: " << av_err2str(ret) << std::endl;
deinit();
return;
}
avcodec_parameters_from_context(m_stream->codecpar, m_codecCtx);
m_packet = av_packet_alloc();
if (!m_packet) {
std::cerr << "av_packet_alloc error" << std::endl;
deinit();
return;
}
m_frame = av_frame_alloc();
if (!m_frame) {
std::cerr << "av_frame_alloc error" << std::endl;
deinit();
return;
}
m_frame->format = m_codecCtx->pix_fmt;
m_frame->width = m_codecCtx->width;
m_frame->height = m_codecCtx->height;
ret = av_image_alloc(m_frame->data, m_frame->linesize, m_frame->width, m_frame->height, m_frame->format, 32);
if (ret < 0) {
std::cerr << "av_image_alloc error: " << av_err2str(ret) << std::endl;
deinit();
return;
}
m_frameBufferSize = av_image_get_buffer_size(m_frame->format, m_frame->width, m_frame->height, 32);
m_frameBuffer = new uint8_t[m_frameBufferSize];
}
```
首先,调用 `av_register_all()` 和 `avformat_network_init()` 方法初始化 FFmpeg 库和网络协议。然后,分配 `AVFormatContext` 结构体。
接着,查找 libx264 编码器,并创建一个新的流。然后,分配 `AVCodecContext` 结构体,设置编码器的参数,并打开编码器。
接下来,将 `AVCodecContext` 中的参数赋值给 `AVStream` 中的 `AVCodecParameters`。分配 `AVPacket` 和 `AVFrame` 结构体,并设置 `AVFrame` 的参数。
最后,分配 `AVFrame` 的数据缓冲区。
下面是 `deinit()` 方法的实现:
```cpp
void RTSPServer::deinit() {
if (m_formatCtx) {
avio_closep(&m_formatCtx->pb);
avformat_free_context(m_formatCtx);
}
if (m_codecCtx) {
avcodec_free_context(&m_codecCtx);
}
if (m_packet) {
av_packet_free(&m_packet);
}
if (m_frame) {
av_freep(&m_frame->data[0]);
av_frame_free(&m_frame);
}
if (m_frameBuffer) {
delete[] m_frameBuffer;
}
m_formatCtx = nullptr;
m_codecCtx = nullptr;
m_stream = nullptr;
m_packet = nullptr;
m_frame = nullptr;
m_frameBuffer = nullptr;
m_frameBufferSize = 0;
avformat_network_deinit();
}
```
这个方法用于释放 FFmpeg 相关的数据结构。
下面是 `encode()` 方法的实现:
```cpp
void RTSPServer::encode() {
av_init_packet(m_packet);
m_packet->data = nullptr;
m_packet->size = 0;
av_frame_make_writable(m_frame);
// fill the frame with dummy data
for (int y = 0; y < m_codecCtx->height; y++) {
for (int x = 0; x < m_codecCtx->width; x++) {
m_frame->data[0][y * m_frame->linesize[0] + x] = x + y;
}
}
// convert frame from RGB to YUV
SwsContext* swsCtx = sws_getContext(m_codecCtx->width, m_codecCtx->height, AV_PIX_FMT_RGB24,
m_codecCtx->width, m_codecCtx->height, AV_PIX_FMT_YUV420P,
SWS_BILINEAR, nullptr, nullptr, nullptr);
sws_scale(swsCtx, m_frame->data, m_frame->linesize, 0, m_codecCtx->height, m_frame->data, m_frame->linesize);
sws_freeContext(swsCtx);
int ret = avcodec_send_frame(m_codecCtx, m_frame);
if (ret < 0) {
std::cerr << "avcodec_send_frame error: " << av_err2str(ret) << std::endl;
return;
}
while (ret >= 0) {
ret = avcodec_receive_packet(m_codecCtx, m_packet);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
return;
} else if (ret < 0) {
std::cerr << "avcodec_receive_packet error: " << av_err2str(ret) << std::endl;
return;
}
m_packet->stream_index = m_stream->index;
av_packet_rescale_ts(m_packet, m_codecCtx->time_base, m_stream->time_base);
av_packet_rescale_ts(m_packet, m_stream->time_base, { 1, 90000 });
av_interleaved_write_frame(m_formatCtx, m_packet);
}
}
```
这个方法用于编码一帧视频数据。首先,创建一个空的 `AVPacket`,然后填充一个 RGB24 格式的 `AVFrame`,并将其转换为 YUV420P 格式。
然后,调用 `avcodec_send_frame()` 方法将 `AVFrame` 发送给编码器。接着,调用 `avcodec_receive_packet()` 方法从编码器中获取编码后的数据。
最后,将 `AVPacket` 的时间戳进行转换,并调用 `av_interleaved_write_frame()` 方法将数据写入到输出流中。
下面是 `send()` 方法的实现:
```cpp
void RTSPServer::send(AVFormatContext* formatCtx, AVStream* stream, AVPacket* packet) {
int ret = av_write_frame(formatCtx, packet);
if (ret < 0) {
std::cerr << "av_write_frame error: " << av_err2str(ret) << std::endl;
return;
}
av_usleep(1000000 / 25);
}
```
这个方法用于将编码后的数据发送到客户端。这里使用了 `av_write_frame()` 方法将 `AVPacket` 写入到输出流中。注意,这里没有实现 RTSP 的状态机,只是简单地让发送的数据按照一定的速率发送。
最后,我们可以在 `main()` 函数中创建一个 `RTSPServer` 对象,并调用 `open()` 方法打开 RTSP 服务器:
```cpp
int main(int argc, char* argv[]) {
RTSPServer server;
server.open("rtsp://127.0.0.1:8554/live");
return 0;
}
```
这里将 RTSP 服务器的地址设置为 `rtsp://127.0.0.1:8554/live`,可以根据实际情况进行修改。
AVStream结构体详解
AVStream结构体是FFmpeg库中表示音视频流的数据结构,它包含了音视频流的各种属性和信息。
以下是AVStream结构体的一些重要字段:
- index:音视频流的索引号。
- id:音视频流的唯一标识符。
- codecpar:指向AVCodecParameters结构体的指针,包含了音视频编解码器的参数信息。
- time_base:时间基准,用于计算时间戳。
- start_time:音视频流的起始时间,单位是time_base。
- duration:音视频流的时长,单位是time_base。
- language:音视频流的语言。
- disposition:音视频流的布局和标志位信息。
AVStream结构体还包含了一些其他用于音视频流处理的字段和函数指针,例如:
- r_frame_rate:音视频帧率的分数表示。
- avg_frame_rate:平均音视频帧率的分数表示。
- metadata:指向AVDictionary结构体的指针,用于存储音视频流的元数据信息。
- codecpar->codec_type:音视频编解码器类型(例如,音频流、视频流等)。
通过AVStream结构体,可以获得音视频流的详细信息,并进行相关的操作,例如读取、写入、编解码等。在FFmpeg库中,AVFormatContext中的streams数组存储了所有的AVStream结构体,可以通过索引访问特定的音视频流。
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