FFmpeg視頻處理工具使用總結

環(huán)境配置

• 在C++程序中使用FFmpeg之前，需要包含相應的頭文件，并根據(jù)是否使用C++編譯器，可能需要添加extern "C"塊。在C++中，當包含C語言的頭文件時，需要使用extern "C"來告訴編譯器這是一個C語言的函數(shù)，避免C++的名稱修飾導致鏈接錯誤。這個例子中，包含了FFmpeg庫的頭文件，用于處理多媒體文件。
• 在C++中，當包含C語言的頭文件時，需要使用extern "C"來告訴編譯器這是一個C語言的函數(shù)，避免C++的名稱修飾導致鏈接錯誤。

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libavutil/log.h>
#ifdef __cplusplus
}
#endif

主函數(shù)與參數(shù)處理

程序入口點是main函數(shù)，它處理命令行參數(shù)并設置日志級別。

• 檢查傳入的參數(shù)個數(shù)是否大于等于3，如果參數(shù)個數(shù)小于3，就輸出錯誤信息并退出程序。

• 將第一個參數(shù)賦值給變量src，將第二個參數(shù)賦值給變量dst，這樣就得到了輸入文件路徑和輸出文件路徑。

• 調用av_log_set_level函數(shù)設置日志級別為AV_LOG_DEBUG，這樣在程序執(zhí)行過程中會打印出調試級別的日志信息。

int main(int argc, char *argv[]) {// 參數(shù)檢查if (argc < 3) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Usage: %s <input file> <output file>\n", argv[0]);exit(-1);}// 輸入輸出文件路徑char *src = argv[1];char *dst = argv[2];// 設置日志級別av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG);
}

打開輸入文件

使用avformat_open_input打開輸入文件，并檢查返回值。avformat_open_input是libavformat庫中的一個函數(shù)，用于打開一個輸入文件并初始化輸入上下文。
輸入?yún)?shù)如下：

1. AVFormatContext **ps：指向要初始化的AVFormatContext指針的指針。函數(shù)將分配一個AVFormatContext結構并將其指針保存在該參數(shù)指向的地址中。
2. const char *url：輸入文件的URL或文件名。
3. AVInputFormat *fmt：強制指定要使用的輸入格式。如果為NULL，則函數(shù)將根據(jù)輸入文件的擴展名自動選擇適當?shù)母袷健?/li>
4. AVDictionary **options：一個指向AVDictionary結構指針的指針，用于設置差異化選項?？梢允褂迷搮?shù)來設置例如輸入緩沖區(qū)大小、超時值等選項。
5. int (*interrupt_callback)(void)：設置中斷回調函數(shù)。如果輸入操作需要中斷，則調用此回調函數(shù)。如果為NULL，則不設置中斷回調。

函數(shù)執(zhí)行成功后，ps將指向已初始化的AVFormatContext結構，可以使用該結構來進行后續(xù)的輸入操作。執(zhí)行失敗時，ps將保持不變，而函數(shù)將返回一個負值以表示錯誤原因。

int ret = avformat_open_input(&pFormatCtx, src, nullptr, nullptr);
if (ret < 0) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Could not open input file: %s\n", src);exit(-1);
}

獲取流信息

調用av_find_best_stream找到最佳的視頻流。
av_find_best_stream是FFmpeg庫中的一個函數(shù)，用于查找最佳的流索引。它的定義如下：

int av_find_best_stream(AVFormatContext *ic, enum AVMediaType type, int wanted_stream_nb, int related_stream, AVCodec **decoder_ret, int flags);

參數(shù)說明如下：

1. ic：指向AVFormatContext的指針，表示輸入的封裝格式上下文。
2. type：表示所需流的媒體類型，可以是AVMEDIA_TYPE_AUDIO、AVMEDIA_TYPE_VIDEO或AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE。
3. wanted_stream_nb：表示所需流的索引號。
4. related_stream：表示關聯(lián)的流的索引號。通常設置為負值，表示沒有關聯(lián)的流。
5. decoder_ret：指向AVCodec指針的指針，用于返回找到的解碼器。
6. flags：表示查找流的標志位，可以是AVFMT_FLAG_NOFILE、AVFMT_FLAG_GENPTS等。

函數(shù)返回值為找到的流的索引號，如果未找到則返回負值錯誤代碼。

這個函數(shù)的主要功能是根據(jù)指定的媒體類型和索引號，在輸入的封裝格式上下文中查找最佳的流索引。它會根據(jù)一些條件（如流的媒體類型、時間基等）進行評估，然后返回找到的最佳流索引，并通過decoder_ret參數(shù)返回對應的解碼器。av_find_best_stream是FFmpeg庫中的一個函數(shù)，用于查找最佳的流索引。它的定義如下：

ret = av_find_best_stream(pFormatCtx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, nullptr, 0);
if (ret < 0) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Failed to retrieve input stream information\n");goto _ERROR;
}

分配輸出文件上下文

使用avformat_alloc_context分配輸出文件的格式上下文。

avformat_alloc_context是FFmpeg中的一個函數(shù)，用于分配一個AVFormatContext結構體，并初始化其成員變量。

輸入?yún)?shù)為void。avformat_alloc_context是FFmpeg中的一個函數(shù)，用于分配一個AVFormatContext結構體，并初始化其成員變量。

輸入?yún)?shù)為void。

oFormatCtx = avformat_alloc_context();
if (oFormatCtx == nullptr) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate output context\n");goto _ERROR;
}

猜測輸出文件格式

使用av_guess_format猜測輸出文件的格式。
av_guess_format是FFmpeg庫中的一個函數(shù)，用于猜測輸入?yún)?shù)的格式。它的輸入?yún)?shù)包括：

1. const char *short_name：輸入?yún)?shù)的短名稱。這是一個字符串，通常是文件的擴展名或格式的簡稱。
2. const char *filename：輸入?yún)?shù)的文件名。這是一個字符串，指定要處理的文件路徑。
3. const char *mime_type：輸入?yún)?shù)的MIME類型。這是一個字符串，指定要處理的媒體類型。

這些輸入?yún)?shù)可根據(jù)實際需求來選擇設置，也可以通過設置為NULL來忽略某些參數(shù)。根據(jù)提供的輸入?yún)?shù)，av_guess_format函數(shù)會嘗試猜測并返回最有可能的格式。

注意：在使用av_guess_format函數(shù)時，應確保FFmpeg庫已正確初始化，并且所需的輸入?yún)?shù)有效且符合可接受的格式。av_guess_format是FFmpeg庫中的一個函數(shù)，用于猜測輸入?yún)?shù)的格式。它的輸入?yún)?shù)包括：

1. const char *short_name：輸入?yún)?shù)的短名稱。這是一個字符串，通常是文件的擴展名或格式的簡稱。
2. const char *filename：輸入?yún)?shù)的文件名。這是一個字符串，指定要處理的文件路徑。
3. const char *mime_type：輸入?yún)?shù)的MIME類型。這是一個字符串，指定要處理的媒體類型。

這些輸入?yún)?shù)可根據(jù)實際需求來選擇設置，也可以通過設置為NULL來忽略某些參數(shù)。根據(jù)提供的輸入?yún)?shù)，av_guess_format函數(shù)會嘗試猜測并返回最有可能的格式。

注意：在使用av_guess_format函數(shù)時，應確保FFmpeg庫已正確初始化，并且所需的輸入?yún)?shù)有效且符合可接受的格式。

outFmt = av_guess_format(nullptr, dst, nullptr);
if (outFmt == nullptr) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Failed to guess output format\n");goto _ERROR;
}
oFormatCtx->oformat = outFmt;

創(chuàng)建視頻流并設置參數(shù)

為輸出文件創(chuàng)建視頻流，并復制輸入視頻流的參數(shù)。

outStream = avformat_new_stream(oFormatCtx, nullptr);
avcodec_parameters_copy(outStream->codecpar, pFormatCtx->streams[ret]->codecpar);
outStream->codecpar->codec_tag = 0;

打開輸出文件并寫入頭信息

使用avio_open2打開輸出文件，并使用avformat_write_header寫入文件頭信息。
avio_open2 是用于打開一個輸入輸出數(shù)據(jù)流的函數(shù)，它的輸入?yún)?shù)包括：

• AVIOContext **s：指向用于輸入輸出的 AVIOContext 結構體的指針。
• const char *filename：輸入輸出的文件名或者URL地址，使用 “r” 模式打開用于輸入，使用 “w” 模式打開用于輸出。
• int flags：打開文件的參數(shù)，可以是 AVIO_FLAG_READ 表示輸入流、AVIO_FLAG_WRITE 表示輸出流、AVIO_FLAG_READ_WRITE 表示輸入輸出流。
• const AVIOInterruptCB *int_cb：輸入輸出中斷回調函數(shù)的指針。
• AVDictionary **options：用于傳遞其他選項的字典指針?？梢栽O置 NULL 以忽略其他選項。

avformat_write_header 是用于寫入文件頭信息的函數(shù)，它的輸入?yún)?shù)包括：

• AVFormatContext *s：指向 AVFormatContext 結構體的指針，表示待寫入文件的格式上下文。
• AVDictionary **options：用于傳遞其他選項的字典指針?？梢栽O置 NULL 以忽略其他選項。

這些函數(shù)用于打開輸入輸出數(shù)據(jù)流和寫入文件頭信息時，需要通過傳入一些參數(shù)來配置打開的流和文件的屬性和選項。avio_open2 是用于打開一個輸入輸出數(shù)據(jù)流的函數(shù)，它的輸入?yún)?shù)包括：

ret = avio_open2(&oFormatCtx->pb, dst, AVIO_FLAG_WRITE, nullptr, nullptr);
if (ret < 0) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Failed to open output file: %s\n", dst);goto _ERROR;
}
ret = avformat_write_header(oFormatCtx, nullptr);
if (ret < 0) {av_log(nullptr, AV_LOG_ERROR, "Failed to write output file header\n");goto _ERROR;
}

讀取、轉換并寫入幀數(shù)據(jù)

讀取輸入文件的視頻幀，轉換時間戳，并使用av_interleaved_write_frame寫入輸出文件。
av_interleaved_write_frame函數(shù)是FFmpeg庫中的一個函數(shù)，用于將音視頻數(shù)據(jù)包寫入容器文件。

函數(shù)的參數(shù)如下：

1. AVFormatContext *s: AVFormatContext結構體指針，表示容器格式上下文，用于管理容器格式相關的信息。

2. AVPacket *pkt: AVPacket結構體指針，表示音視頻數(shù)據(jù)包，包含音視頻數(shù)據(jù)以及相關的參數(shù)信息。

函數(shù)的返回值為整形，表示函數(shù)的執(zhí)行結果。如果返回值為0，則表示成功寫入數(shù)據(jù)包；如果返回值為負值，則表示寫入失敗。

注意：在調用av_interleaved_write_frame函數(shù)之前，需要先調用avformat_write_header函數(shù)來寫入容器文件的頭部信息；在所有音視頻數(shù)據(jù)包寫入完成后，還需要調用av_write_trailer函數(shù)來寫入容器文件的尾部信息。

此外，av_interleaved_write_frame函數(shù)只能用于寫入已經交錯存儲的音視頻數(shù)據(jù)包，如果數(shù)據(jù)包未經過交錯處理，則需要使用av_write_frame函數(shù)來分別寫入音頻數(shù)據(jù)包和視頻數(shù)據(jù)包。av_interleaved_write_frame函數(shù)是FFmpeg庫中的一個函數(shù)，用于將音視頻數(shù)據(jù)包寫入容器文件。

while (av_read_frame(pFormatCtx, &pkt) >= 0) {if (pkt.stream_index == ret) {// 轉換時間戳等pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, inSteam->time_base, outStream->time_base, AV_ROUND_NEAR_INF);pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, inSteam->time_base, outStream->time_base, AV_ROUND_NEAR_INF);pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, inSteam->time_base, outStream->time_base);// 寫入幀數(shù)據(jù)av_interleaved_write_frame(oFormatCtx, &pkt);}av_packet_unref(&pkt);
}

寫入尾信息并釋放資源

使用av_write_trailer寫入文件尾信息，并釋放所有資源。
函數(shù)av_write_trailer的參數(shù)是AVFormatContext。

AVFormatContext是一個存儲了整個音視頻文件信息的結構體，包含了音視頻流、容器格式信息以及封裝器相關的信息。

av_write_trailer函數(shù)的功能是將容器頭信息寫入到輸出文件中，并完成文件封裝的最后步驟。具體而言，它會將封裝器中剩余的音視頻數(shù)據(jù)寫入到輸出文件中，并更新容器頭的相關信息，如文件大小、時長等。

在調用av_write_trailer函數(shù)之前，需要保證所有的音視頻數(shù)據(jù)已經被寫入到容器中，否則可能會導致文件不完整或者損壞。

調用av_write_trailer函數(shù)之后，應釋放AVFormatContext相關的資源，包括關閉文件和釋放相關的內存。

示例代碼如下：

AVFormatContext* outputContext = nullptr;
// 初始化outputContext的代碼
// ...
// 寫入所有音視頻數(shù)據(jù)到容器
// ...
av_write_trailer(outputContext);
// 釋放相關資源
avformat_close_input(&outputContext);
avformat_free_context(outputContext);

函數(shù)av_write_trailer的參數(shù)是AVFormatContext。

AVFormatContext是一個存儲了整個音視頻文件信息的結構體，包含了音視頻流、容器格式信息以及封裝器相關的信息。

av_write_trailer函數(shù)的功能是將容器頭信息寫入到輸出文件中，并完成文件封裝的最后步驟。具體而言，它會將封裝器中剩余的音視頻數(shù)據(jù)寫入到輸出文件中，并更新容器頭的相關信息，如文件大小、時長等。

在調用av_write_trailer函數(shù)之前，需要保證所有的音視頻數(shù)據(jù)已經被寫入到容器中，否則可能會導致文件不完整或者損壞。

調用av_write_trailer函數(shù)之后，應釋放AVFormatContext相關的資源，包括關閉文件和釋放相關的內存。

示例代碼如下：

AVFormatContext* outputContext = nullptr;
// 初始化outputContext的代碼
// ...
// 寫入所有音視頻數(shù)據(jù)到容器
// ...
av_write_trailer(outputContext);
// 釋放相關資源
avformat_close_input(&outputContext);
avformat_free_context(outputContext);

av_write_trailer(oFormatCtx);_ERROR:
// 清理資源
if (oFormatCtx && oFormatCtx->pb) {avio_close(oFormatCtx->pb);oFormatCtx->pb = nullptr;
}
if (oFormatCtx) {avformat_free_context(oFormatCtx);oFormatCtx = nullptr;
}
if (pFormatCtx) {avformat_free_context(pFormatCtx);pFormatCtx = nullptr;
}

運行程序

程序需要傳入兩個參數(shù)：輸入文件路徑和輸出文件路徑。例如：

./my_ffmpeg_tool input.mp4 output.mkv

確保替換為您的實際文件名和所需的輸出格式。

注意事項

• 確保FFmpeg開發(fā)庫已正確安裝且可鏈接。
• 檢查程序輸出的錯誤信息以進行調試。
• 程序可能需要適當?shù)淖x取和寫入權限。

源代碼

• cmake 源文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.27)
project(FFmpeg_exercise)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)# 定義FFmpeg的安裝路徑變量
set(FFMPEG_INSTALL_DIR "/usr/local/ffmpeg")# 將FFmpeg的頭文件目錄添加到包含路徑
include_directories(${FFMPEG_INSTALL_DIR}/include)# 定義FFmpeg庫的基礎名稱（根據(jù)你的需要調整）
set(FFMPEG_LIBS "avcodec;avformat;avutil") # 用分號分隔庫名# 尋找并鏈接FFmpeg庫
foreach(FFMPEG_LIB ${FFMPEG_LIBS})find_library(${FFMPEG_LIB}_LIBRARY NAMES ${FFMPEG_LIB}PATHS ${FFMPEG_INSTALL_DIR}/lib NO_DEFAULT_PATH)list(APPEND FFMPEG_LIBRARIES ${${FFMPEG_LIB}_LIBRARY})
endforeach()add_executable(FFmpeg_exercise# main.cpp# extra_audic.cppextra_video.cpp)
# 鏈接FFmpeg庫
target_link_libraries(FFmpeg_exercise ${FFMPEG_LIBRARIES})

• cpp

//
// Created by 陳偉峰 on 2024/6/22.
//
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
// 包含F(xiàn)Fmpeg的頭文件
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libavutil/log.h>
#ifdef __cplusplus}
#endif
#include <iostream>int main(int argc,char *argv[]){int ret {-1};int idx {-1};//1.處理一些參數(shù)char *src {nullptr};char *dst {nullptr};AVFormatContext *pFormatCtx {nullptr};AVFormatContext *oFormatCtx {nullptr};AVOutputFormat *outFmt {nullptr};AVStream *outStream {nullptr};AVStream *inSteam {nullptr};AVPacket pkt {nullptr};// 日志信息av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG);if(argc<3){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Usage:%s <input file> <output file>\n",argv[0]);exit(-1);}src = argv[1];dst = argv[2];// 2.打開多媒體輸入文件ret = avformat_open_input(&pFormatCtx,src,nullptr,nullptr);if(ret<0){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Could not open input file:%s\n",src);exit(-1);}// 3.獲取多媒體文件信息ret = av_find_best_stream(pFormatCtx,AVMEDIA_TYPE_VIDEO,-1,-1,nullptr,0);if(ret<0){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Failed to retrieve input stream information\n");goto _ERROR;}// 打開目的多媒體文件oFormatCtx = avformat_alloc_context();if(oFormatCtx==nullptr){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Failed to allocate output context\n");goto _ERROR;}outFmt = av_guess_format(nullptr,dst,nullptr);if(outFmt==nullptr){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Failed to guess output format\n");goto _ERROR;}oFormatCtx->oformat = outFmt;// 為目的文件，創(chuàng)建一個新的視頻流outStream = avformat_new_stream(oFormatCtx,nullptr);// 設置視頻參數(shù)inSteam = pFormatCtx->streams[idx];avcodec_parameters_copy(outStream->codecpar,pFormatCtx->streams[ret]->codecpar);outStream->codecpar->codec_tag = 0;// 綁定ret = avio_open2(&oFormatCtx->pb,dst,AVIO_FLAG_WRITE, nullptr, nullptr);if(ret<0){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Failed to open output file:%s\n",dst);goto _ERROR;}// 寫入頭信息ret = avformat_write_header(oFormatCtx,nullptr);if(ret<0){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Failed to write output file header\n");goto _ERROR;}// 寫多媒體文件到目的文件ret = avformat_write_header(oFormatCtx,nullptr);if(ret<0){av_log(nullptr,AV_LOG_ERROR,"Failed to write output file header:%s\n", av_err2str(ret));goto _ERROR;}while(av_read_frame(pFormatCtx,&pkt)>=0) {if (pkt.stream_index == idx) {pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, inSteam->time_base, outStream->time_base,(AVRounding) (AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, inSteam->time_base, outStream->time_base,(AVRounding) (AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, inSteam->time_base, outStream->time_base);pkt.stream_index = 0;pkt.pos = -1;av_interleaved_write_frame(oFormatCtx, &pkt);}av_packet_unref(&pkt);}// 寫入尾信息av_write_trailer(oFormatCtx);_ERROR:if(oFormatCtx->pb){avio_close(oFormatCtx->pb);oFormatCtx->pb = nullptr;}if(oFormatCtx){avformat_free_context(oFormatCtx);oFormatCtx = nullptr;}if(pFormatCtx){avformat_free_context(pFormatCtx);pFormatCtx = nullptr;}return 0;
}

• 執(zhí)行

./main demo.mp4 demo2.h264

• 運行

ffplay demo2.h264