实现支持 MJPEG 的播放器

MJPEG 简介

Motion JPEG（M-JPEG或MJPEG，Motion Joint Photographic Experts Group，FourCC:MJPG）是一种影像压缩格式，其中每一帧图像都分别使用JPEG编码。M-JPEG常用在数码相机和摄像头之类的图像采集设备上，非线性剪辑系统也常用这种格式。QuickTime播放器和包括Mozilla Firefox，Google Chrome，Safari在内许多网页浏览器原生支持M-JPEG。

—— https://zh.m.wikipedia.org/zh-hans/Motion_JPEG

对于网络摄像头时，使用 MJPEG 是一个比较低成本的方案，并且非常时候局域网配置。因为不需要很高的压缩效率，替换 H264、H265 会省下专利费和芯片成本。

MJPEG 流没有统一的规范，微软使用很老的 AVI 格式封装，Mac 平台则用 Mp4 封装。对于流式传输，则是各个摄像头厂商自己定义协议了，所以需要实自己现播放。下面介绍各个播放框架中，怎么实现 MJPEG 的播放。

DirectShow 框架

实现一个 SourceFilter，输出 MJPEG 格式的压缩视频。

  关键的配置代码如下：

static HRESULT FillMJPG(CMediaType* pMediaType, Bambu_StreamInfo const* m_info)
{
    VIDEOINFOHEADER* pvi =
        (VIDEOINFOHEADER*)pMediaType->AllocFormatBuffer(sizeof(VIDEOINFOHEADER));
    if (pvi == 0)
        return(E_OUTOFMEMORY);
    ZeroMemory(pvi, pMediaType->cbFormat);
 
    int sizeImage = m_info->format.video.width * m_info->format.video.height * 3;
 
    pMediaType->SetSubtype(&MEDIASUBTYPE_MJPG);
    pMediaType->SetFormatType(&FORMAT_VideoInfo);
    pMediaType->SetTemporalCompression(FALSE);
    pMediaType->SetSampleSize(sizeImage);
 
    SetRect(&(pvi->rcSource), 0, 0, m_info->format.video.width, m_info->format.video.height);
    CopyRect(&(pvi->rcTarget), &(pvi->rcSource));
    pvi->AvgTimePerFrame = 0;//UNITS / m_info->video_format.frame_rate;
 
    BITMAPINFOHEADER* bmi = &pvi->bmiHeader;
    bmi->biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    bmi->biPlanes = 1;
    bmi->biClrImportant = 0;
    bmi->biClrUsed = 0;
    bmi->biWidth = m_info->format.video.width;
    bmi->biHeight = m_info->format.video.height;
    bmi->biSizeImage = sizeImage;
    bmi->biBitCount = 24;
    bmi->biCompression = 'GPJM'; // MJPG
 
    return S_OK;
}

其中 biBitCount 一定要设置，因为 jpg 没有 alpha 通道，所以一般是 24 bit 深度。我一开始没有设置，与 “MJPEG Decompressor” 就无法连接。

VideoToolBox 解码

在 Mac 平台，使用 VideoToolBox 解码 MJPG 格式的视频。

关键的配置代码如下：

status = CMVideoFormatDescriptionCreate(kCFAllocatorDefault, kCMVideoCodecType_JPEG, 
    stream_info.format.video.width, stream_info.format.video.height, 
    NULL, &formatDescription);

另外发现一个诡异的问题：图像显示顺序是乱的，会显示一张新图像，再显示一张之前的图像，如此反复。

后来发现，在解码回调函数里面拿到 IOSurfaceRef 图像，必须马上使用，post 到 ui 线程处理时，要等待 ui 线程处理完成。但是同样的代码，对于 H264 解码器，是正常的。

改成同步等待（用 dispatch_sync 代替 dispatch_async），就 OK 了。

- (void) didDecompress: (OSStatus) status with:(CVImageBufferRef) imageBuffer {
    IOSurfaceRef surface = CVPixelBufferGetIOSurface(imageBuffer);
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        if (self->playing && surface != nil)
            view.layer.contents = (__bridge id) surface;
    });
}