FFmpeg的C++封装:FFmpegWrapper

什么是FFmpeg?

FFmpeg 是一套完整的录制、转换、流化音视频的解决方案,也是一个在LGPL协议 下的开源项目。它包含了业界领先的音视频编解码库。FFmpeg是在Linux操作系统下开发的,但它也能在其他操作系统下编译,包括Windows。

整个项目由以下几个部分组成:

  • ffmpeg:一个用来转换视频文件格式的命令行工具,它也支持从电视卡中实时的抓取和编码视频。
  • ffserver:一个基于HTTP协议(基于RTSP的版本正在开发中)用于实时广播的多媒体服务器,它也支持实时广播的时间平移。
  • ffplay:一个用SDL 和FFmpeg库开发的简单的媒体播放器。
  • libavcodec:一个包含了所有FFmpeg音视频编解码器的库。为了保证最优的性能和高可复用性,大多数编解码器都是从头开发的。
  • libavformat:一个包含了所有的普通音视频格式的解析器和产生器的库。

FFmpegWrapper仅使用了libavcodec和libavformat这两部分。

什么是FFmpegWrapper?

FFmpegWrapper:

  • 是一个在Windows下用VS2005编写的C++ Win32动态库。
  • 用面向对象的方法封装了FFmpeg库中常用的API,使之易于使用,不需要开发人员了解很多音视频编解码的知识。
  • 其中99%的代码符合C++标准,很容易移植到其他平台。
  • 由farthinker 开发和维护。

为什么要使用FFmpegWrapper?

对于一个对视频编解码不太了解的开发者来说,用FFmpeg的库来编写应用绝对是一件痛苦的事情。首先需要编译从SVN下载的源代码(FFmpeg官方只提供源代码……)。如果是在Windows下编译 ,麻烦就开始了(当然你也可以直接使用别人编译好的SDK , 跳过这一步)。当你好不容易编译好一个可以使用的动态库之后,你会发现很难找到合适的文档来学习如何使用FFmpeg的库,你只能一边参考示例代码一边摸 索使用方法。然后你会发现问题一个接一个的出现,你又不知从何处下手来解决。总之,使用FFmpeg的学习成本是很高的。

FFmpegWrapper的目的就在于让FFmpeg的调用过程简单化、面向对象化,降低使用FFmpeg的学习成本,让对视频编解码不太了解的 开发人员也能轻松的使用FFmpeg。但是,简化使用的同时也在一定程度上简化了功能,FFmpegWrapper很难继承FFmpeg库的所有功能。所 以FFmpegWrapper适合一些编解码需求相对简单的应用,而不适合那些需求复杂灵活、扩展性很强的应用。

如何使用FFmpegWrapper来编解码音视频?

准备工作

首先下载FFmpegWrapper的库文件(若是在非Windows平台下使用,则需要下载源代码自己编译),然后将FFmpegWrapper 部署到项目中。部署的过程中需要注意的是,最好不要改变ffmpeg文件夹相对于FFmpegWrapper.h的路径,若必须要改变,组需要修改 FFmpegWrapper.h中#include “ffmpeg/include/avformat.h”的路径。调用动态库的具体方法这里就不赘述了。

使用FFmpegWrapper编码音视频

指定音视频参数

首先需要指定一些音视频的参数。FFmpegWrapper中用FFmpegVideoParam和FFmpegAudioParam这两个类来表示音视频的参数。下面的例子指定了一个flv视频的参数:

//指定视频参数,从左到右分别是:宽、高、像素格式、比特率、帧率
FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
//指定视频参数,从左到右分别是:比特率、采样率、声道数
FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);
//指定视频参数,从左到右分别是:宽、高、像素格式、比特率、帧率
FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
//指定视频参数,从左到右分别是:比特率、采样率、声道数
FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);

若视频中没有视频流(音频流),则可以初始化一个空的FFmpegVideoParam(FFmpegAudioParam):

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
//没有音频流,初始化一个空的音频参数对象
FFmpegAudioParam audioParam();

初始化FFmpegEncoder对象

用音视频参数初始化FFmpegEncoder对象:

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);
//参数从左到右分别是:FFmpegVideoParam、FFmpegAudioParam 、编码输出文件名
FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam, "test.flv" );

其中第三个参数包含了输出文件的路径、名字和后缀,并且是可选的参数,也就是说可以没有输出文件。但是在没有输出文件的时候需要音视频参数中指定codec的名称,因为FFmpegEncoder不能从文件后缀判断出使用什么codec:

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25, "flv" );
FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2, "libmp3lame" );
//参数从左到右分别是:FFmpegVideoParam、FFmpegAudioParam 、编码输出文件名
FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam);

逐帧编码音视频

开始编码之前还需要先调用FFmpegEncoder对象的open方法,打开相应的codec和输出文件:

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);
FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam, "test.flv" );
 
testEncoder.open();

然后就可以调用FFmpegEncoder对象的writeVideoFrame(writeAudioFrame)方法来逐帧的编码并输出视(音)频了:

//其中videoFrameData是uint8_t *(unsigned char *)类型的参数
testEncoder.writeVideoFrame(videoFrameData);
 
//其中audioFrameData是short *类型的参数
testEncoder.writeAudioFrame(audioFrameData);
//其中videoFrameData是uint8_t *(unsigned char *)类型的参数
testEncoder.encodeVideoFrame(videoFrameData);
uint8_t *encodedVideo = testEncoder.getVideoBuffer();
 
//其中audioFrameData是short *类型的参数
testEncoder.encodeAudioFrame(audioFrameData);
uint8_t *encodedAudio = testEncoder.getAudioBuffer();

编码的过程中,还可以获得音视频的时间戳(pts)来处理音视频同步(暂不适用于没有输出文件的情况),下面是一个例子:

short *audioData;
uint8_t *videoData;
double videoPts, audioPts;
 
videoPts = testEncoder.getVideoPts();
audioPts = testEncoder.getAudioPts();
 
/* output 5 seconds test video file */
while (audioPts < 5) {
    if (audioPts <= videoPts) {
         audioData = getTestAudioData();
         testEncoder.writeAudioFrame(audioData);
     } else {
         videoData = getVideoFrame();
         testEncoder.writeVideoFrame(videoData);
     }
     audioPts = testEncoder.getAudioPts();
     videoPts = testEncoder.getVideoPts();
}

完成编码后还需要调用FFmpegEncoder对象的close方法,关闭codec和输出文件并释放资源:

testEncoder.close();

使用FFmpegWrapper解码音视频

初始化FFmpegDecoder对象

首先初始化一个FFmpegDecoder对象,并传入输入文件的名称(包括路径、名字和后缀):

FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");

逐帧解码音视频

开始解码之前还需要先调用FFmpegDecoder对象的open方法,打开相应的codec和输入文件:

FFmpegDecoder testDecoder( "test.flv" );
 
testDecoder.open();

然后就可以调用FFmpegDecoder对象的decodeFrame方法来逐帧的解码音视频文件了:

//decodeFrame的返回值表示当前解码的帧的状态:
//   0 - 视频帧
//   1 - 音频帧
// -1 - 文件末尾或解码出错
int signal = testDecoder.decodeFrame()

解码之后可以通过FFmpegDecoder对象的getVideoFrame(getAudioFrame)方法来获得解码后的视(音)频数据,下面是一个完整的例子:

int signal;
uint8_t *decodedVideo;
short *decodedAudio;
FFmpegDecoder testDecoder("test.flv" );
ffencoder.open();
 
while ( true ) {
     signal = testDecoder.decodeFrame();
 
    if (signal == 0) {
         decodedVideo = ffdecoder.getVideoFrame();
        //处理解码之后的视频数据
     } else if (signal == 1) {
         decodedAudio = ffdecoder.getAudioFrame();
        //处理解码之后的音频数据
     } else if (signal == -1) {
        break ;
     }
}

完成编码后还需要调用FFmpegDecoder对象的close方法,关闭codec和输入文件并释放资源:

testDecoder.close();

注意

  • FFmpegWrapper暂时没有完整的转码功能,如有需要请使用FFmpeg提供的格式转换工具ffmpeg.exe。
  • 上面的介绍只涉及到一部分FFmpegWrapper的公共API,详细的API介绍和其他细节见FFmpegWrapper API参考(upcoming)。
  • farthinker只是一个web开发者,对音视频的了解实在有限,所以FFmpegWrapper肯定存在一些潜在的问题,欢迎大家积极批评指正。

本文福利, 免费领取C++音视频学习资料包+学习路线大纲、技术视频/代码,内容包括(音视频开发,面试题,FFmpeg ,webRTC ,rtmp ,hls ,rtsp ,ffplay ,编解码,推拉流,srs)↓↓↓↓↓↓见下面↓↓文章底部点击免费领取↓↓

你可能感兴趣的:(音视频开发,ffmpeg,c++,音视频开发,音视频编解码,音视频,FFmpegWrapper,FFmpeg封装)