FFmpeg菜鸡互啄#第6篇#音频帧格式转换(重采样)

关键步骤

    struct SwrContext* swr_covert_ctx = swr_alloc_set_opts(NULL, av_get_default_channel_layout(pACodecCtx->channels), AV_SAMPLE_FMT_S16, pACodecCtx->sample_rate, av_get_default_channel_layout(pACodecCtx->channels), pACodecCtx->sample_fmt, pACodecCtx->sample_rate, 0, NULL);//转换上下文
    swr_init(swr_covert_ctx);//初始化上下文
    int samplessize = av_samples_get_buffer_size(NULL, pACodecCtx->channels, pACodecCtx->sample_rate, AV_SAMPLE_FMT_S16, 1);//计算1s的数据大小,使缓冲区足够大
    uint8_t* sambuf = (uint8_t*)av_mallocz(samplessize);
    int samplenums = swr_convert(swr_covert_ctx, &sambuf, samplessize,(const uint8_t **)Frame.data, Frame.nb_samples);//转换,返回每个通道的样本数

av_get_default_channel_layout 根据通道数返回默认的通道布局 swr_alloc_set_opts 根据通道布局、音频数据格式、采样频率,返回分配的转换上下文 swr_init 初始化上下文 av_samples_get_buffer_size 根据通道数、样本数、数据格式,返回数据大小 swr_convert 转换 应该分配一个足够大的缓冲区保存转换后的数据

Code

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

/*
#define __STDC_CONSTANT_MACROS
#ifndef INT64_C
#define INT64_C(c) (c ## LL)
#define UINT64_C(c) (c ## ULL)
#endif
*/

extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
#include "libswresample/swresample.h"
#include "libavdevice/avdevice.h"
}

#pragma comment(lib, "avcodec.lib")
#pragma comment(lib, "avdevice.lib")
#pragma comment(lib, "avfilter.lib")
#pragma comment(lib, "avformat.lib")
#pragma comment(lib, "avutil.lib")
#pragma comment(lib, "postproc.lib")
#pragma comment(lib, "swresample.lib")
#pragma comment(lib, "swscale.lib")

#define INPUT "in.flv"
#define OUTVIDEO "video.yuv"
#define OUTAUDIO "audio.pcm"
#define OUTRGB "video.rgb"
#define OUTS16 "audios16.pcm"

int main()
{
    int res = 0;
    int videoStream = -1;//标记视频流的编号
    int audioStream = -1;//标记音频流的编号
    char errBuf[BUFSIZ] = { 0 };
    FILE* fp_video = fopen(OUTVIDEO, "wb+");
    FILE* fp_audio = fopen(OUTAUDIO, "wb+");
    FILE* fp_rgb = fopen(OUTRGB, "wb+");
    FILE* fp_s16 = fopen(OUTS16, "wb+");

    //初始化FFMPEG  调用了这个才能正常适用编码器和解码器
    av_register_all();
    printf("FFmpeg's version is: %d\n", avcodec_version());

    //FFMPEG所有的操作都要通过这个AVFormatContext来进行
    AVFormatContext* pFormatCtx = NULL;

    //打开输入视频文件
    //Open an input stream and read the header. The codecs are not opened.
    if ((res = avformat_open_input(&pFormatCtx, INPUT, NULL, NULL)) < 0)
    {
        av_strerror(res, errBuf, sizeof(errBuf));
        printf("%s\n", errBuf);
        return -1;
    }
    //Read packets of a media file to get stream information. This is useful for file formats with no headers such as MPEG.
    //相当于对输入进行 “预处理”
    avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL);
    av_dump_format(pFormatCtx, 0, NULL, 0); //输出视频流的信息

    //查找流
    for (int i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; ++i)
    {
        if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
            videoStream = i;
        else if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
            audioStream = i;
    }
    if (videoStream == -1)
    {
        printf("Didn't find a video stream.\n");
        return -1;
    }
    if (audioStream == -1)
    {
        printf("Didn't find a audio stream.\n");
        return -1;
    }

    ///查找解码器    
    AVCodecContext* pVCodecCtx = pFormatCtx->streams[videoStream]->codec;
    AVCodec* pVCodec = avcodec_find_decoder(pVCodecCtx->codec_id);
    if (pVCodec == NULL)
    {
        printf("Video Codec not found.\n");
        return -1;
    }
    AVCodecContext* pACodecCtx = pFormatCtx->streams[audioStream]->codec;
    AVCodec* pACodec = avcodec_find_decoder(pACodecCtx->codec_id);
    if (pACodec == NULL)
    {
        printf("Audio Codec not found.\n");
        return -1;
    }

    ///打开解码器
    if (avcodec_open2(pVCodecCtx, pVCodec, NULL) < 0)
    {
        printf("Could not open Video codec.\n");
        return -1;
    }
    if (avcodec_open2(pACodecCtx, pACodec, NULL) < 0)
    {
        printf("Could not open Audio codec.\n");
        return -1;
    }

    AVFrame Frame = { 0 };//不初始化,avcodec_decode_video2会报错
    AVFrame rgbFrame;
    AVPacket packet;
    int got_picture;

    int rgbsize = avpicture_get_size(PIX_FMT_RGB24, pVCodecCtx->width, pVCodecCtx->height);//算出该格式和分辨率下一帧图像的数据大小
    //uint8_t* rgbBuffer = (uint8_t *)av_malloc(rgbsize * sizeof(uint8_t));//分配保存图像的内存
    //avpicture_fill((AVPicture *)&rgbFrame, rgbBuffer, PIX_FMT_RGB24, pVCodecCtx->width, pVCodecCtx->height);//将自己分配的内存绑定到rgbFrame的data数据区
    avpicture_alloc((AVPicture *)&rgbFrame, PIX_FMT_RGB24, pVCodecCtx->width, pVCodecCtx->height);//为rgbFrame的data分配内存,不用自己分配
    SwsContext *img_convert_ctx = sws_getContext(pVCodecCtx->width, pVCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_YUV420P, pVCodecCtx->width, pVCodecCtx->height, PIX_FMT_RGB24, SWS_FAST_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);//转换上下文

    struct SwrContext* swr_covert_ctx = swr_alloc_set_opts(NULL, av_get_default_channel_layout(pACodecCtx->channels), AV_SAMPLE_FMT_S16, pACodecCtx->sample_rate, av_get_default_channel_layout(pACodecCtx->channels), pACodecCtx->sample_fmt, pACodecCtx->sample_rate, 0, NULL);//转换上下文
    swr_init(swr_covert_ctx);//初始化上下文
    int samplessize = av_samples_get_buffer_size(NULL, pACodecCtx->channels, pACodecCtx->sample_rate, AV_SAMPLE_FMT_S16, 1);//计算1s的数据大小,使缓冲区足够大
    uint8_t* sambuf = (uint8_t*)av_mallocz(samplessize);

    while (1)
    {
        //读取视频帧
        //return 0 if OK, < 0 on error or end of file
        if (av_read_frame(pFormatCtx, &packet) < 0)
        {
            break; //这里认为视频读取完了
        }
        if (packet.stream_index == videoStream)
        {
            //解码视频帧
            if (avcodec_decode_video2(pVCodecCtx, &Frame, &got_picture, &packet) < 0)
            {
                printf("decode Video error.\n");
                return -1;
            }
            if (got_picture)
            {
                if (Frame.format == PIX_FMT_YUV420P)
                {
                    //解码后YUV格式的视频像素数据保存在AVFrame的data[0]、data[1]、data[2]中。
                    //但是这些像素值并不是连续存储的,每行有效像素之后存储了一些无效像素。
                    //以亮度Y数据为例,data[0]中一共包含了linesize[0] * height个数据。
                    //但是出于优化等方面的考虑,linesize[0]实际上并不等于宽度width,而是一个比宽度大一些的值。
                    fwrite(Frame.data[0], Frame.linesize[0] * Frame.height, 1, fp_video);
                    fwrite(Frame.data[1], Frame.linesize[1] * Frame.height / 2, 1, fp_video);
                    fwrite(Frame.data[2], Frame.linesize[2] * Frame.height / 2, 1, fp_video);

                    sws_scale(img_convert_ctx, (uint8_t const* const *)Frame.data, Frame.linesize, 0, pVCodecCtx->height, rgbFrame.data, rgbFrame.linesize);//转换
                    fwrite(rgbFrame.data[0], rgbsize, 1, fp_rgb);
                }
            }
        }
        else if (packet.stream_index == audioStream)
        {
            //解码音频帧
            if (avcodec_decode_audio4(pACodecCtx, &Frame, &got_picture, &packet) < 0)
            {
                printf("decode Audio error.\n");
                return -1;
            }
            if (got_picture)
            {
                if (Frame.format == AV_SAMPLE_FMT_S16P)//signed 16 bits, planar 16位 平面数据
                {
                    //AV_SAMPLE_FMT_S16P
                    //代表每个data[]的数据是连续的(planar),每个单位是16bits
                    for (int i = 0; i < Frame.linesize[0]; i += 2)
                    {
                        //如果是多通道的话,保存成c1低位、c1高位、c2低位、c2高位...
                        for (int j = 0; j < Frame.channels; ++j)
                            fwrite(Frame.data[j] + i, 2, 1, fp_audio);
                    }
                }
                else if (Frame.format == AV_SAMPLE_FMT_FLTP)
                {
                    for (int i = 0; i < Frame.linesize[0]; i += 4)
                    {
                        for (int j = 0; j < Frame.channels; ++j)
                            fwrite(Frame.data[j] + i, 4, 1, fp_audio);
                    }
                }

                int samplenums = swr_convert(swr_covert_ctx, &sambuf, samplessize, (const uint8_t **)Frame.data, Frame.nb_samples);//转换,返回每个通道的样本数
                fwrite(sambuf, av_samples_get_buffer_size(NULL, Frame.channels, samplenums, AV_SAMPLE_FMT_S16, 1), 1, fp_s16);
            }
        }
        av_free_packet(&packet);//清除packet里面指向的缓冲区
    }

    fclose(fp_video);
    fclose(fp_audio);
    fclose(fp_rgb);
    fclose(fp_s16);
    avpicture_free((AVPicture*)&rgbFrame);//释放avpicture_alloc分配的内存
    swr_free(&swr_covert_ctx);//释放swr_alloc_set_opts分配的转换上下文
    av_free(sambuf);
    avcodec_close(pVCodecCtx);//关闭解码器
    avcodec_close(pACodecCtx);
    avformat_close_input(&pFormatCtx);//关闭输入视频文件。avformat_free_context(pFormatCtx);就不需要了
    return 0;
}

Github

https://github.com/gongluck/FFmpegTest.git

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