FFMpeg 实现视频解码、编码、转码流程详解

FFMpeg 实现视频解码、编码、转码
一、FFmpeg模块分类
打开FFmpeg源码，会发现有一系列libavxxx的模块，这些模块很好地划分了代码的结构和分工。

libavformat，format，格式封装
libavcodec，codec，编码、解码
libavutil，util，通用音视频工具，像素、IO、时间等工具
libavfilter，filter，过滤器，可以用作音视频特效处理
libavdevice，device，设备（摄像头、拾音器）
libswscale，scale，视频图像缩放，像素格式互换
libavresample，resample，重采样
libswresample，也是重采样，类似图像缩放
libpostproc，后期处理

二、FFmpeg核心结构体

AVFormatContext：解封装功能的结构体，包含文件名、音视频流、时长、比特率等信息；
AVCodecContext：编解码器上下文，编码和解码时必须用到的结构体，包含编解码器类型、视频宽高、音频通道数和采样率等信息；
AVCodec：存储编解码器信息的结构体；
AVStream：存储音频或视频流信息的结构体；
AVPacket：存储音频或视频编码数据；
AVFrame：存储音频或视频解码数据（原始数据）。

三、播放流程

 

四、FFmpeg解码实现

解码实现的是将压缩域的视频数据解码为像素域的 YUV 数据。实现的过程，可以大致用如下图所示。

从图中可以看出，大致可以分为下面三个步骤：

• 首先要有待解码的压缩域的视频。
• 其次根据压缩域的压缩格式获得解码器。
• 最后解码器的输出即为像素域的 YUV 数据

五、FFmpeg编码实现

视频域 YUV 数据编码为压缩域的帧数据

 

从图中可以大致看出视频编码的流程:

• 首先要有未压缩的 YUV 原始数据。
• 其次要根据想要编码的格式选择特定的编码器。
• 最后编码器的输出即为编码后的视频帧。

六、FFmpeg转码实现

传统的编码转换程序工作原理图

封装的目的：

1. 是为了在一个文件流(Stream)中能同时存储视频流(Video Stream)、音频流(Audio Stream)、字幕(Subtitle)、附件(t)、数据(d)等内容。这正是“复用”的含义所在(分时复用)。

2. 是在网络环境下确保数据的可靠快速传输。

编码的目的：

是为了压缩媒体数据。有别于通用文件数据的压缩，在图像或音频压缩的时候，可以借助图像特性（如前后关联、相邻图块关联）或声音特性（听觉模型）进行压缩，可以达到比通用压缩技术更高的压缩比。