FFmpeg 音视频截取

其他 2022-08-11 22:41:04 阅读次数: 0

1.简介

在日常处理视频文件时常常会用到视频片段的截取功能，FFmpeg支持该功能，拥有视频的起始时间定位以及截取视频长度的接口av_seek_frame。

2.流程

2.1 在使用FFmpeg API之前，需要先注册API，然后才能使用API。当然，新版本的库不需要再调用下面的方法。

av_register_all()


2.2 构建输入AVFormatContext

声明输入的封装结构体，通过输入文件或者流地址作为封装结构的句柄。

    AVFormatContext* ifmt_ctx = NULL;
	const char* inputUrl = "test.mp4";

	///打开输入的流
	int ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, inputUrl, NULL, NULL);
	if (ret != 0)
	{
		printf("Couldn't open input stream.\n");
		return -1;
	}


2.3 查找音视频流信息，通过下面的接口与AVFormatContext中建立输入文件对应的流信息。

   //查找;
    if (avformat_find_stream_info(inputFmtCtx, NULL) < 0)
    {
        printf("Couldn't find stream information.\n");
        return -1;
    }


2.4构建输出AVFormatContext

    //输出的文件
    AVOutputFormat *ofmt = NULL;
    AVFormatContext *ofmt_ctx = NULL;
    const char* out_filename = "out.flv";
 
    avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);
    if (!ofmt_ctx) 
    {
        return -1;
    }


2.5申请输出的stream信息。

        AVStream* out_stream = NULL;
        //创建一个新的流
        out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, NULL); 
        if (!out_stream) 
        {
            return -1;
        }


2.6信息的复制，输出的stream信息建立完成之后，需要从输入的stream中将信息复制到输出的stream中。

        //输入的流 视频、音频、字幕等
        AVStream* in_stream = ifmt_ctx->streams[i];
        AVCodecParameters* in_codecpar = in_stream->codecpar;
 
        //复制输入的流信息到输出流中
        ret = avcodec_parameters_copy(out_stream->codecpar, in_codecpar);
        if (ret < 0) 
        {
            return -1;
        }


2.7然后打开文件

        //打开输出文件
        ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE); 
        if (ret < 0) 
        {
            return -1;
        }


2.8写文件头

    //写入头
    ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
    if (ret < 0) 
    {
        return -1;
    }

2.9 av_seek_frame

av_seek_frame(ifmt_ctx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, 0, AVSEEK_FLAG_BACKWARD);

av_seek_frame有4个参数

  • AVFormatContext：句柄
  • stream_index：流索引
  • timestamp：时间戳
  • flags：方法

flags有4种策略

  • AVSEEK_FLAG_BACKWARD：向后查找
  • AVSEEK_FLAG_BYTE：字节位置查找
  • AVSEEK_FLAG_ANY：寻找任何帧，甚至是非关键帧
  • AVSEEK_FLAG_FRAME：帧位置


2.10数据包读取和写入

输入和输出均已打开，接下来可以从输入格式中读取数据包，然后将数据包写入到输出文件中，当然，随着输入的封装格式与输出的封装格式差别化，时间戳也需要进行计算改变。

 AVPacket pkt;
    while (1) 
    {
        AVStream* in_stream = NULL;
        AVStream* out_stream = NULL;
 
        //从输入流中读取数据到pkt中
        ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt);
        if (ret < 0)
            break;
 
        in_stream = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
        if (pkt.stream_index >= stream_mapping_size || stream_mapping[pkt.stream_index] < 0) 
        {
            av_packet_unref(&pkt);
            continue;
        }
        pkt.stream_index = stream_mapping[pkt.stream_index];
        out_stream = ofmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
 
        /* copy packet */
        pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));
        pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));
        pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
        pkt.pos = -1;
 
        ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);
        if (ret < 0) 
        {
            fprintf(stderr, "Error muxing packet\n");
            break;
        }
        av_packet_unref(&pkt);
    }


2.11写文件尾

    //写文件尾
    av_write_trailer(ofmt_ctx);

2.12收尾，关闭输入输出，释放资源。

    //关闭
    avformat_close_input(&ifmt_ctx);
 
    if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE))
        avio_closep(&ofmt_ctx->pb);
 
    avformat_free_context(ofmt_ctx);
    av_freep(&stream_mapping);
    if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF)
    {
        return -1;
    }

3.源码

#include "pch.h"
#include <iostream>

extern "C"
{
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libavutil/dict.h"
#include "libavutil/opt.h"
#include "libavutil/timestamp.h"
#include "libswscale/swscale.h"
#include "libswresample/swresample.h"
};

int main()
{
	//av_register_all();
	avformat_network_init();

    AVFormatContext* ifmt_ctx = NULL;
	const char* inputUrl = "test.mp4";

	///打开输入的流
	int ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, inputUrl, NULL, NULL);
	if (ret != 0)
	{
		printf("Couldn't open input stream.\n");
		return -1;
	}

	//查找流信息
	if (avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL) < 0)
	{
		printf("Couldn't find stream information.\n");
		return -1;
	}

    //输出的文件
    AVOutputFormat *ofmt = NULL;
    AVFormatContext *ofmt_ctx = NULL;
    const char* out_filename = "out.flv";

    avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);
    if (!ofmt_ctx) 
    {
        return -1;
    }

    int stream_mapping_size = ifmt_ctx->nb_streams;

    //为数组分配内存
    int* stream_mapping = (int *)av_mallocz_array(stream_mapping_size, sizeof(*stream_mapping));
    if (!stream_mapping) 
    {
        return -1;
    }

    int stream_index = 0;
    ofmt = ofmt_ctx->oformat;
    for (int i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) 
    {
        //输出的流
        AVStream* out_stream = NULL;

        //输入的流 视频、音频、字幕等
        AVStream* in_stream = ifmt_ctx->streams[i];
        AVCodecParameters* in_codecpar = in_stream->codecpar;
        if (in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO && in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_VIDEO && in_codecpar->codec_type != AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) 
        {
            stream_mapping[i] = -1;
            continue;
        }
        stream_mapping[i] = stream_index++;

        //创建一个新的流
        out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, NULL); 
        if (!out_stream) 
        {
            return -1;
        }

        //复制输入的流信息到输出流中
        ret = avcodec_parameters_copy(out_stream->codecpar, in_codecpar);
        if (ret < 0) 
        {
            return -1;
        }
        out_stream->codecpar->codec_tag = 0;
    }

    if (!(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) 
    {
        //打开输出文件
        ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE); 
        if (ret < 0) 
        {
            return -1;
        }
    }

    //写入头
    ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
    if (ret < 0) 
    {
        return -1;
    }

    AVPacket pkt;

    av_seek_frame(ifmt_ctx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, 0, AVSEEK_FLAG_BACKWARD); //可以seek到任何位置

    while (1) 
    {
        AVStream* in_stream = NULL;
        AVStream* out_stream = NULL;

        //从输入流中读取数据到pkt中
        ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt);
        if (ret < 0)
            break;

        in_stream = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
        if (pkt.stream_index >= stream_mapping_size || stream_mapping[pkt.stream_index] < 0) 
        {
            av_packet_unref(&pkt);
            continue;
        }
        pkt.stream_index = stream_mapping[pkt.stream_index];
        out_stream = ofmt_ctx->streams[pkt.stream_index];

        AVRational r = { 1,1 };
        if (av_compare_ts(pkt.pts, in_stream->time_base, 60, r) >= 0)       //判断是不是截取了60s
            break;
 
        /* copy packet */
        pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));
        pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF | AV_ROUND_PASS_MINMAX));
        pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
        pkt.pos = -1;

        ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);
        if (ret < 0) 
        {
            fprintf(stderr, "Error muxing packet\n");
            break;
        }
        av_packet_unref(&pkt);
    }

    //写文件尾
    av_write_trailer(ofmt_ctx);

    //关闭
    avformat_close_input(&ifmt_ctx);

    if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE))
        avio_closep(&ofmt_ctx->pb);

    avformat_free_context(ofmt_ctx);
    av_freep(&stream_mapping);
    if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF)
    {
        return -1;
    }

    return 0;
}

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