FFmepeg：从摄像头获取RTSP（h264、h265）视频流，解码成YUV并保存成文件

ffmpeg：FFmpeg的名称来自MPEG视频编码标准，前面的“FF”代表“Fast Forward，是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。

平时我们下载的电影的文件的后缀（avi，mkv，rmvb等）就是所谓的封装方式，解封装就是将这些封装格式转为压缩的视频数据（h264）和压缩音频数据（aac），解码就是把压缩的视频数据（h264）和压缩音频数据（aac），解码成非压缩的视频颜色数据（YUV、RGB）和非压缩的音频抽样数据（pcm）。编码就是非压缩的视频颜色数据（YUV、RGB）和非压缩的音频抽样数据（pcm）编码成压缩的视频数据（h264）和压缩音频数据（aac）。

一般我们从摄像头RTSP获取得到视频流都是“裸流”，也就是原始数据流。得到的码流一般是h264，或者h265，用av_read_frame（）来读取每一帧的数据，数据是存放在结构体AVpack里面。是再把它经过解码成YUV像素数据。数据是存放在结构体AVFrame里面。即把 AVpack 存放的数据 （h264、h265）解码成 AVFrame 存放的数据（YUV），可保存成YUV444、YUV422、YUV420，一般以 YUV420为主。

YUV420格式：Y(亮度)、U(色度)、V(浓度)。Y占8位，U、V每4个点共有一个，共8 + 8 / 4 + 8 / 4 = 12位，即3 / 2byte

YUV420的数据长度：

• 总数据长度：width * height * 3 / 2 byte
• Y的数据长度：width * height
• U的数据长度：width * height / 4
• V的数据长度：width * height / 4

把视频流编码成YUV并保存成文件的流程：

• （ av_register_all() 函数在ffmpeg4.0以上版本已经被废弃，所以4.0以下版本就需要注册初始函数）
• avformat_alloc_context()；用来申请AVFormatContext类型变量并初始化默认参数,申请的空间
•  avformat_open_input（）；打开网络流或文件流
• avformat_find_stream_info（）；获取视频文件信息
• avcodec_find_decoder（）； 寻找解码
• avcodec_open2（）；打开解码
• av_malloc(sizeof( AVPacket ));  申请 AVPacket 空间，以便存放原始数据   
• av_frame_alloc（）；申请 AVFrame 空间，存放YUV 像素数据
• av_read_frame（）；读取每一帧的（h264、h265）数据，存放在结构体AVPack里面
• avcodec_decode_video2()；把每一帧（h264、h265）数据解码成YUV，存放在结构体AVFrame里面
• av_free( packet );  写完之后释放  AVPacket 的空间
• av_frame_free（）；释放  AVFrame 的空间
• avformat_free_context()；函数释放空间
• avformat_close_input(）；关闭rtsp流

实现过程如下：

#include 
#include 
 
#ifdef __cplusplus 
extern "C"
{
#endif
	/*Include ffmpeg header file*/
#include  
#include  
#include  
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
 
int main()
{
	AVFormatContext *pFormatCtx = NULL;
    AVCodecContext *pCodecCtx = NULL;
	AVCodec *pCodec = NULL;
	AVDictionary *options = NULL;
	AVPacket *packet = NULL;
	AVFrame *pFrameYUV = NULL;
	char filepath[] = "rtsp://admin:[email protected]:554/Streaming/Channels/101?transportmode=unicast&profile=Profile_1";
	
	//av_register_all();  //函数在ffmpeg4.0以上版本已经被废弃，所以4.0以下版本就需要注册初始函数
	
	av_dict_set(&options, "buffer_size", "1024000", 0); //设置缓存大小,1080p可将值跳到最大
	av_dict_set(&options, "rtsp_transport", "tcp", 0); //以tcp的方式打开,
	av_dict_set(&options, "stimeout", "5000000", 0); //设置超时断开链接时间，单位us
	av_dict_set(&options, "max_delay", "500000", 0); //设置最大时延
	
	pFormatCtx = avformat_alloc_context(); //用来申请AVFormatContext类型变量并初始化默认参数,申请的空间

 
	//打开网络流或文件流
	if (avformat_open_input(&pFormatCtx, filepath, NULL, &options) != 0)
	{
		printf("Couldn't open input stream.\n");
		return 0;
	}
	
	//获取视频文件信息
	if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL)<0)
	{
		printf("Couldn't find stream information.\n");
		return 0;
	}
	
	//查找码流中是否有视频流
	int videoindex = -1;
	unsigned i = 0;
	for (i = 0; inb_streams; i++)
		if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
		{
			videoindex = i;
			break;
		}
	if (videoindex == -1)
	{
		printf("Didn't find a video stream.\n");
		return 0;
	}

    pCodecCtx = pFormatCtx->streams[videoindex]->codec;
	pCodec = avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);  //寻找解码器
	if (pCodec == NULL)
	{
		printf("Codec not found.\n");
		return -1;
	}
	if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, NULL)<0)  //打开解码器
	{
		printf("Could not open codec.\n");
		return -1;
	}
	
	packet = (AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket)); // 申请空间，存放的每一帧数据 （h264、h265）
	pFrameYUV = av_frame_alloc(); // 申请空间，存放每一帧编码后的YUV数据
    AVStream *video_stream = pFormatCtx->streams[videoindex];
	
	FILE *fp_YUV = NULL;
    int got_picture = 0;
	fp_YUV = fopen("getYUV.yuv", "wb");

    //这边可以调整i的大小来改变文件中的视频时间,每 +1 就是一帧数据
	for (i = 0; i < 200; i++)   
	{
		if (av_read_frame(pFormatCtx, packet) >= 0)
		{
			if (packet->stream_index == videoindex)
			{      
                avcodec_decode_video2(pCodecCtx,pFrameYUV, &got_picture, packet);
                fwrite(pFrameYUV->data[0], 1, video_stream->codecpar->width*video_stream->codecpar->height,fp_YUV);  //Y
                fwrite(pFrameYUV->data[1], 1, video_stream->codecpar->width*video_stream->codecpar->height/4,fp_YUV);//U
                fwrite(pFrameYUV->data[2], 1, video_stream->codecpar->width*video_stream->codecpar->height/4,fp_YUV);//V
                printf("w: %d, H: %d\n", video_stream->codecpar->width, video_stream->codecpar->height);
			}
			av_packet_unref(packet);
		}
	}
 
	fclose(fp_YUV);
    av_free(packet);
    av_frame_free(&pFrameYUV);
	avformat_close_input(&pFormatCtx);
    
    return 0;
}