FFmpeg之视频解码-Toy模板网

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FFmpeg之视频解码

第一次写CSDN，先熟悉熟悉FFmpeg

常用结构体

1. AVFormatContext;   //为封装上下文；
2. AVCodecContext;    //为解码器上下文；
3. AVStream;				//为存放的是各种流，如：音频流，视频流，字母等；
4. SwsContext;           //为转换上下文，主要用于将原始数据转换成目标格式的数据；如：YUV或RGB;
5. AVCodec;      			//为解码器；
6. AVpacket;      			//为数据包，用于将编码数据发送给解码器的；
7. AVFrame;				//存放一般存放解码后的数据；

常用方法函数

1. av_register_all();  
2. avformat_open_input();  
3. av_find_best_stream( ); 	//找到最你指定的那个流的序号；
4. avformat_find_stream_info( );  //该函数主要用于给每个媒体流（音频/视频）的AVStream结构体赋值
5. avcodec_find_decoder(); //找到音频或视频流对应的编码格式的解码器；
6. avcodec_parameters_to_context();  //将解码器参数辅导解码器上下文中
7. avcodec_open2();   //打开解码器；
8. sws_getContext();  //设置原始数据（YUV）转换成其他格式( RGB )的转换上下文，并返回换上下文。
9. av_read_frame();  //视频是一帧的，音频可以是多帧。
10. avcodec_decode_video2(); //对视频解码
11. sws_scale();   //将一帧原始数据（YUV）转换成我们指定格式 （RGB ）。

视频解码的一些基础知识：

视频流是按一定的顺序排列 I 帧，P 帧和 B 帧的。

 1. I 帧：为关键帧，它为帧内压缩，解码后为一个完整的画面，这是解码的关键；
 2. P 帧：为前向预测帧，它自己解码是无法完成一帧画面，它的解码需要依赖上一次解码的 I 帧(或P帧);
 3. B 帧：为双向预测内插编码帧，它以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧。

因此，重要性：I 帧 > P 帧 > B 帧。由于不同类型的帧的重要性不同，这意味着我们要按播放连贯的视频，就必须按照一定规定来显示这些帧，这就引来了两个时间概念：解码时间戳(DTS)和显示时间戳(PTS)。
音频同步的时候，也是以显示时间戳为标准的。

视频格式(AVPixelFormat)

 	AV_PIX_FMT_YUV420P，
 	AV_PIX_FMT_YUYV422，
 	AV_PIX_FMT_RGB24，
 	AV_PIX_FMT_RGBA，
    AV_PIX_FMT_NONE = -1,
    AV_PIX_FMT_YUV420P,   
    AV_PIX_FMT_YUYV422,  
    AV_PIX_FMT_RGB24,     
    AV_PIX_FMT_BGR24,     
    AV_PIX_FMT_YUV422P, 
    ……  //格式还有很多种，这里不在叙述。

代码示例，Qt Creator中运行

	主要思想：用主线程显示视频(即widget.h和.cpp)，用MyFFmpeg线程来实现文件的解码；

FFmpeg之视频解码

widget.h

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();
    void init_MyFFmpeg();
    void paintEvent(QPaintEvent* e);

private:
    MyFFmpeg *myFFmpeg;
     QPixmap pix;

private:
    Ui::Widget *ui;
};

widget.cpp

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    myFFmpeg=new MyFFmpeg();
	//收到myFFmpeg线程对象发来的图片，就绘到widget上
    connect(myFFmpeg,&MyFFmpeg::emitImage,[=](QImage image,int time){
        pix = QPixmap::fromImage(image,Qt::AutoColor);
        qDebug()<<"time:"<<time;
        update(); //更新paintEvent时间
    });
    //启动线程
    myFFmpeg->start();
}

Widget::~Widget(){
    delete ui;
}

void Widget::paintEvent(QPaintEvent* e){
   QPainter painter(this);
   pix.scaled(this->size(),Qt::IgnoreAspectRatio);
   int x = this->width() - pix.width();
   int y = this->height() - pix.height();
   painter.drawPixmap(QPoint(x,y),pix);
}

MyFFmpeg.h文件

 class MyFFmpeg: public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    MyFFmpeg();
    ~MyFFmpeg();
    void  run() override;
    void init_MyFFmpeg();

signals：
	void emitImage(QImage image);
    
private:
    //ffmpeg相关变量预先定义与分配
        AVFormatContext *m_pAVFormatCtx;    //解封装上下文
        SwsContext  *m_pSwsCtx;             //视频转码上下文
        AVCodecContext *avCodecCtx;         //解码上下文

        AVFrame *m_pAVFrame = 0;            // 解码后的原始数据Frame
        AVFrame *m_pAVFrameRGB32 = 0;       // 转换后的目标格式Frame
        AVPacket *m_pAVPacket = 0;          // ffmpag单帧数据包

        int gotPicture = 0;          // 解码时数据是否解码成功
        int outBuffer_size = 0;            // 解码后的数据长度
        uchar *outBuffer = 0;        // 解码后的数据存放缓存区
        char m_errorBuff[1024];      //打开时发生的错误信息

        int m_totalMs;               //总时长
        int m_videoStreamId;           //视频流
      
        int m_fps;                   //每秒的视频帧数
        int m_pts;                   //获得当前解码帧的时间

     
};

MyFFmpeg.cpp文件

MyFFmpeg::MyFFmpeg()
{
	init_MyFFmpeg();
	av_register_all(); 	 
}

void MyFFmpeg::run(){
	   const char* pathUrl="mmm.mkv";
         //打开文件，解封装
         int ret = avformat_open_input(&m_pAVFormatCtx,pathUrl,NULL,NULL);
         if(ret!=0){
             av_strerror(ret,m_errorBuff,sizeof(m_errorBuff));
             qDebug()<<"Open failed: "<<m_errorBuff;
             exit(0);
         }
         m_totalMs = m_pAVFormatCtx->duration / (AV_TIME_BASE);  //获取视频的总时间
         
         //寻找视频流序号
         //  m_videoStreamId = av_find_best_stream(m_pAVFormatCtx,AVMEDIA_TYPE_VIDEO,-1,-1,NULL,0);
         m_videoStreamId = -1;
         for(int i=0;i<m_pAVFormatCtx->nb_streams;i++)
         {
             if(m_pAVFormatCtx->streams[i]->codecpar->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
             {
                 m_videoStreamId=i;
                 break;
             }
         }
         if(m_videoStreamId ==-1){
             qDebug()<<"can not find videoStream";
             exit(0);
         }
         
		 //寻找解码器
         AVCodec *avCodec = avcodec_find_decoder( m_pAVFormatCtx->streams[m_videoStreamId]->codecpar->codec_id);
         //avCodecCtx = avcodec_alloc_context3(avCodec);
         avCodecCtx=m_pAVFormatCtx->streams[m_videoStreamId]->codec;
		//打开编码器
         if(avcodec_open2(avCodecCtx,avCodec,NULL)<0){
             qDebug()<<"can not open codec";
             exit(0);
         }
         
		//进行格式转换上下文设置，一般的pix_fmt都是AV_PIX_FMT_YUV420P 
		 avCodecCtx->pix_fmt=AV_PIX_FMT_YUV420P;  //这里我们手动给pix_fmt赋值AV_PIX_FMT_YUV420P， 
		 										 // 如果不赋值，下面sws_getContext就会崩掉,因为没有这句话 pix_fmt=-1；
         m_pSwsCtx = sws_getContext(avCodecCtx->width, avCodecCtx->height, avCodecCtx->pix_fmt,
                                   avCodecCtx->width, avCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_RGBA, SWS_FAST_BILINEAR,
                                   NULL, NULL, NULL);
		 outBuffer_size = av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_RGBA, avCodecCtx->width, avCodecCtx->height,1);
         outBuffer=(unsigned char*)malloc(outBuffer_size);
         
  		//将m_pAVFrameRGB32赋值, 并将m_pAVFrameRGB32的data变量指向outBuffer
         av_image_fill_arrays(m_pAVFrameRGB32->data,m_pAVFrameRGB32->linesize, outBuffer,
                             AV_PIX_FMT_RGBA, avCodecCtx->width, avCodecCtx->height, 1);
		 
		 //开始逐帧解码视频和音频，这里我们之解码视频
         while(av_read_frame(m_pAVFormatCtx, m_pAVPacket)>=0)
         {
             //找到视频流
             if(m_pAVPacket->stream_index==m_videoStreamId){
                 if(avcodec_decode_video2(avCodecCtx, m_pAVFrame, &gotPicture, m_pAVPacket)<0){
                     qDebug()<<"解码视频失败";
                     exit(0);
                 }
                 if(gotPicture){
                 //对原始数据进行格式转化
                 sws_scale(m_pSwsCtx, (const uint8_t* const *)m_pAVFrame->data, m_pAVFrame->linesize,0,
                             avCodecCtx->height, m_pAVFrameRGB32->data, m_pAVFrameRGB32->linesize);
                             
                 //接下来就是将m_pAVFrameRGB32上的数据在设备上显示出来。
                 QImage imageshow(*m_pAVFrameRGB32->data, avCodecCtx->width, avCodecCtx->height,
                                 QImage::Format_RGB32);
                  //显示当前帧的时间，并转化成秒
                  m_dts=m_pAVFrame->pts * av_q2d(m_pAVFormatCtx->streams[m_videoStreamId]->time_base);
                  //将线程中解码好的图片和显示时间发送到主线程中
                  emitImage(imageshow, m_dts);
                  QThread::msleep(30);//延时使得画面播放流畅
               }

             }
              av_packet_unref(m_pAVPacket); //引用计数减1;
         }
	//正常来讲这里是要执行下面着几句话的，但是释放内存的，这个线程就会出现冲突，所以我们将这些话放在了析构函数中
	 //avformat_free_context(m_pAVFormatCtx);
     //avcodec_free_context(&avCodecCtx);
     //av_frame_free(&m_pAVFrame);
     //av_frame_free(&m_pAVFrameRGB32);
     //av_packet_free(&m_pAVPacket);
     //qDebug()<<"音频解码结束";
}

MyFFmpeg::~MyFFmpeg()
{ //释放内存
     avformat_free_context(m_pAVFormatCtx);
     avcodec_free_context(&avCodecCtx);
     av_frame_free(&m_pAVFrame);
     av_frame_free(&m_pAVFrameRGB32);
     av_packet_free(&m_pAVPacket);
     qDebug()<<"音频解码结束";
}

void MyFFmpeg::init_MyFFmpeg()
{
	m_pAVFormatCtx = avformat_alloc_context();	 
    m_pAVFrame = av_frame_alloc();
    m_pAVPacket = av_packet_alloc();
    m_pAVFrameRGB32 = av_frame_alloc();    
}    
//

总结一下，这里也才了一个坑，就是
FFmpeg之视频解码
问题就是sws_getContext()中， avCodecCtx->pix_fmt=-1，导致系统崩溃，文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-405302.html

avCodecCtx->pix_fmt=AV_PIX_FMT_YUV420P;  //必需在这里可以赋值 AV_PIX_FMT_YUV420P
 m_pSwsCtx = sws_getContext(avCodecCtx->width, avCodecCtx->height, avCodecCtx->pix_fmt,
                                   avCodecCtx->width, avCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_RGBA, SWS_FAST_BILINEAR,
                                   NULL, NULL, NULL);

	第一次写博客，参考了别人的一些经验，然后自己整理加自己的理解，主要是给自己记笔记，当然也供小伙伴们参考，如果有错误，请谅解！！！

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FFmpeg之视频解码