FFmpeg 工程之路-多媒体文件处理

章节

• FFmpeg 代码结构
• FFmpeg日志系统的使用
  • c 调用 FFmpeg 库avutil 的avlog 函数->testavlog.c
  • 运行结果
• FFmpeg 文件的删除与重命名
  • FFmpeg删除文件-avpriv_io_delete()
  • FFmpeg 重命名文件-avpriv_io_move()
• FFmpeg处理流数据
  • 多媒体文件的基本概念
  • 几个重要的结构体
• FFmpeg 打印音/视频信息（Meta）
  • 获取视频文件 音视频流信息代码->mediainfo.c
  • 展示音/视频信息
• 抽取音频数据
  • 抽取音频数据涉及到的Api
  • 实战从音视频文件中抽取音频数据

1. FFmpeg 代码结构

FFmpeg 代码结构

2. FFmpeg 日志系统使用

2.1 c 调用 FFmpeg 库avutil 的avlog 函数->testavlog.c

#include<stdio.h>
//引入libavutil库中的 log.h 文件头
#include<libavutil/log.h>
// 主函数
int main(int argc,char* argv[]){
    //设置log level 级别
    av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG);
    //记录 Info 级别下的 av 日志
    av_log(NULL,AV_LOG_INFO,"hello world! use libavutil/log.h!\n");
}

2.2 运行结果

output 结果

3.FFmpeg 文件的删除与重命名

• 删除文件Api-> avpriv_io_delete(fileName)
• 重命名文件Api-> avpriv_io_move(src,dst)
  // src 指被命名文件、dst指命名后文件

3.1 FFmpeg删除文件

//引入avformat.h 头文件
#include<libavformat/avformat.h>

int main(int argc,char* argv[]){
    //定义记录操作结果变量
    int ret;
    ret = avpriv_io_delete("./testdel.txt");
    if(ret<0) {
       av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Failed to delete file testdel.text!");
       return -1;
    }
    return 0;
}

运行结果
testdel.txt 不存在时:

testdel.txt 不存在时

testdel.txt 存在时

运行结果

3.2 FFmpeg 重命名文件

//引入avformat.h 头文件
#include<libavformat/avformat.h>

int main(int argc,char* argv[]){
    //定义记录操作结果变量
    int ret;
    //重命名 testmove000.txt 为 testmove111.txt
    ret = avpriv_io_move("testmove000.txt","testmove111.txt");
    if (ret < 0){
       av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"更新testmove000.txt 文件名失败!")；
       return -1;
    }

    av_log(NULL,AV_LOG_INFO,"更新testmove000.txt 文件名成功!");
   
    ret = avpriv_io_delete("./testdel.txt");
    if(ret<0) {
       av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Failed to delete file testdel.text!");
       return -1;
    }
    return 0;
}

testmove000.txt 文件不存在

output 结果

testmove000.txt 文件存在

output 结果 testmove000.txt 更名为 testmove111.txt

4.FFmpeg处理流数据

4.1 多媒体文件的基本概念

• 多媒体文件是个容器、音视、字母数据、
• 在容器里有很多流(stream/track) 比如 音频流、视频流、多路音频流、
• 每种流是由不同的编码器编码的、
• 如视频编码 通常采用HR64 HR65编码、
• 从流中 Stream 读取的数据称为包 Packet 多帧压缩成的包、
• 一个包中包含着一个或多个帧 Frame 没有被压缩的数据、

4.2 几个重要的结构体

AVFormatContext

格式上下文，连接多个Api的桥梁、读多媒体流的时候需要将 AVFormatContext 指针变量作为参数传递，获取相关数据。

AVStream

从 AVFormatContext 可以获取到AVStream->音频流、视频流

AVPacket

从 AVStream 可以获取到对应的 AVPacket，AVPacket 的组成内容是被压缩的帧。

AVFrame

从AVPacket 可以拿到具体的 1-n 个AVFrame

5. FFmpeg操作流数据的基本步骤

如下图所示：

FFmpeg操作流数据基本步骤

6.FFmpeg 打印音/视频信息（Meta）

7.1 获取视频文件 音视频流信息代码->mediainfo.c

#include <libavutil/log.h>
#include <libavformat/avformat.h>

//获取视频Meta信息
int main(int argc,char* argv[]){
    int ret;
    //1.定义格式上下文（容器）指针变量
    AVFormatContext *fmt_ctx = NULL;
    av_log_set_level(AV_LOG_INFO);
    //2.注册音视频全局解码器
    av_register_all();
    //3.打开多媒体文件,注意第一个参数为指针变量的地址，而不是上下文容器 fmt_ctx 指向的上下文所存储的内存地址
    //参数含义:[指向fmt_ctx指针变量的地址,要打开的视频文件,文件格式-无值程序会根据视频文件类型后缀自动识别,命令行参数]
    ret = avformat_open_input(&fmt_ctx,"test.mp4",NULL,NULL);
    if (ret < 0) {
      av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Can't open file: %s\n",av_err2str(ret));
      return -1;
    }

    //4.［上下文指针,index 默认值为0,文件src,0表示输入类型文件｜输出流则为1］
    av_dump_format(fmt_ctx,0,"./test.mp4",0);
    //5.关闭格式上下文，注意可以从格式上下文中可以获取到对应的AVStream
    avformat_close_input(&fmt_ctx);
    return 0;
}

7.2 展示音/视频信息

FFmpeg 打印音/视频信息（Meta）

当前目录下音视频文件如下所示：

音视频文件

8.抽取音频数据

8.1 抽取音频数据涉及到的Api

抽取音频数据涉及到的Api

• av_init_packet() 初始化数据包
• av_find_best_stream() 找寻上下文中最优的流
• av_read_frame() / av_packet_unref() 读取包数据、

注意：在这几天阅读源码的过程中，我注意到av_read_frame()读出来的数据是 AVPacket 类型的变量，这使我很疑惑，最终我在讲师的课程中得到了答案，是因为FFmpeg的历史问题。

8.2 实战从音视频文件中抽取音频数据

#include <stdio.h>
#include <libavutil/log.h>
#include <libavformat/avformat.h>
//定义音频播放头信息
void adts_header(char *szAdtsHeader, int dataLen){

    int audio_object_type = 2;
    int sampling_frequency_index = 7;
    int channel_config = 2;

    int adtsLen = dataLen + 7;

    szAdtsHeader[0] = 0xff;         //syncword:0xfff                          高8bits
    szAdtsHeader[1] = 0xf0;         //syncword:0xfff                          低4bits
    szAdtsHeader[1] |= (0 << 3);    //MPEG Version:0 for MPEG-4,1 for MPEG-2  1bit
    szAdtsHeader[1] |= (0 << 1);    //Layer:0                                 2bits
    szAdtsHeader[1] |= 1;           //protection absent:1                     1bit

    szAdtsHeader[2] = (audio_object_type - 1)<<6;            //profile:audio_object_type - 1                      2bits
    szAdtsHeader[2] |= (sampling_frequency_index & 0x0f)<<2; //sampling frequency index:sampling_frequency_index  4bits
    szAdtsHeader[2] |= (0 << 1);                             //private bit:0                                      1bit
    szAdtsHeader[2] |= (channel_config & 0x04)>>2;           //channel configuration:channel_config               高1bit

    szAdtsHeader[3] = (channel_config & 0x03)<<6;     //channel configuration:channel_config      低2bits
    szAdtsHeader[3] |= (0 << 5);                      //original：0                               1bit
    szAdtsHeader[3] |= (0 << 4);                      //home：0                                   1bit
    szAdtsHeader[3] |= (0 << 3);                      //copyright id bit：0                       1bit
    szAdtsHeader[3] |= (0 << 2);                      //copyright id start：0                     1bit
    szAdtsHeader[3] |= ((adtsLen & 0x1800) >> 11);           //frame length：value   高2bits

    szAdtsHeader[4] = (uint8_t)((adtsLen & 0x7f8) >> 3);     //frame length:value    中间8bits
    szAdtsHeader[5] = (uint8_t)((adtsLen & 0x7) << 5);       //frame length:value    低3bits
    szAdtsHeader[5] |= 0x1f;                                 //buffer fullness:0x7ff 高5bits
    szAdtsHeader[6] = 0xfc;
}

//获取视频Meta信息 & 抽取音频数据
int main(int argc,char* argv[]){
    int ret;
    char* src = NULL;
    char* dst = NULL;
    int len;
    //0.流的 index
    int audio_index;
    AVPacket pkt;
    //1.定义格式上下文（容器）指针变量
    AVFormatContext *fmt_ctx = NULL;
    av_log_set_level(AV_LOG_INFO);
    //2.注册音视频全局解码器
    av_register_all();

    //3.read two params from console ，从控制台读取输入的两个参数、param one is the read file and  param two is the audio file
    // 即从源音视频文件中抽离出来的音频文件
    if (argc < 3) {
       av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"the count of params should be more than three!\n");
       return -1;
    }

    src = argv[1];
    dst = argv[2];

    if(!src || !dst) {
       av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"src or dst is null\n");
    }

    //4.打开多媒体文件,注意第一个参数为指针变量的地址，而不是上下文容器 fmt_ctx 指向的上下文所存储的内存地址
    //参数含义:[指向fmt_ctx指针变量的地址,要打开的视频文件,文件格式-无值程序会根据视频文件类型后缀自动识别,命令行参数]
    ret = avformat_open_input(&fmt_ctx,src,NULL,NULL);
    if (ret < 0) {
      av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Can't open file: %s\n",av_err2str(ret));
      return -1;
    }
    //打开输出文件
    FILE* dst_fd = fopen(dst,"wb");
    if(!dst_fd) {
        av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"can't open out file!\n");
        avformat_close_input(&fmt_ctx);//关闭格式上下文
        return -1;//打开音频输出文件出错
    }

    //5.［上下文指针,index 默认值为0,文件src,0表示输入类型文件｜输出流则为1］
    av_dump_format(fmt_ctx,0,src,0);
    //6.获取流 stream 参数解释:格式上下文、音频类型-宏、音频流索引号、与音频流相关的视频流索引好，不知道的情况下都设置为-1、编解码器、flag、返回值是流的编号
    ret = av_find_best_stream(fmt_ctx,AVMEDIA_TYPE_AUDIO,-1,-1,NULL,0);
    if (ret < 0 ) {
        av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"Can't find the best stream@\n");
        avformat_close_input(&fmt_ctx);
        fclose(dst_fd);
        return -1;
    }

    audio_index = ret;

    //7.初始化数据包
    av_init_packet(&pkt);

    //7.获取音频数据 fmt_ctx -> pkt，每次读取的帧数 > 0
    while(av_read_frame(fmt_ctx,&pkt) >=0) {
       //7.1 包中的从属流的index == best stream 中的index 则将读出的packet写入文件
       if (pkt.stream_index == audio_index) {
          //每写入一个pkt，顺带写入音频播放的头部信息
          char adts_header_buf[7];
          adts_header(adts_header_buf,pkt.size);
          fwrite(adts_header_buf,1,7,dst_fd);
          //7.2 将packet当中的数据每次以1个字节的方式写 packet.data 当中size 个数据，最终数据进入 dst_fd
          len = fwrite(pkt.data,1,pkt.size,dst_fd);
          if (len != pkt.size) {
            av_log(NULL,AV_LOG_WARNING,"warning,lenth of data is not equal size of pkt");
          }
       }
       //7.3 将读取包数据的空间释放掉 即 av_read_frame 申请的空间
       av_packet_unref(&pkt);
    }

    //8. 关闭格式上下文，注意从格式上下文中可以获取到对应的AVStream
    avformat_close_input(&fmt_ctx);
    //9. 判断文件句柄是否仍然存在，存在则关闭
    if (dst_fd) {
       fclose(dst_fd);
    }
    return 0;
}

运行结果如下所示

output 结果

播放音频效果如下所示

播放效果

采用如下命令 ffplay test.aac 即可播放从 test.mp4 中抽取的音频文件。

关于公众号

精进！
道友们，你们好。早前个人就有开设公众号的念想，今年10月终于开搞了。
我的个人的 订阅号--T客来了；
平时自己会总结一些后端开发相关的技术；
最近也迷上了音视频开发相关技术；

技术分享包括:

• 1.FFmpeg 工程实战、
• 2.数据库 MySQL原理与实战、
• 3.Redis中间件、
• 4.Nginx、Java并发编程、

• 5.Go语言方面的技术知识与实操;

  
  T客来了

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完。