FFmpeg常用结构体分析

目录

1.AVFormatConext

2.AVInputFormat

3.AVStream

4.AVCodecContext

5.AVPacket

6.AVCodec

7.AVFrame

8.AVIOContext

9.URLProtocol

10.URLContext

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1.AVFormatConext

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AVFormatConext是一个贯穿全局地数据结构，AVFormatConext结构包含很多信息，很多函数都要用它作为参数。

初始化AVFormatConext示例代码：

AVFormatContext *pFormatCtx;
pFormatCtx=avformat_alloc_context();

2.AVInputFormat

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AVInputFormat是FFmpeg的解复用器对象，AVInputFormat是类似COM接口地数据结构，表示输入文件容器格式，着重于功能类型，一种文件容器格式对应一个AVInputFormat结构，在程序运行时有多个案例。

3.AVStream

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AVStream是存储每一个视频/音频流信息的结构体。解复用器的目的就是从容器中分离（解析出来）不同的流，FFmpeg中的流对象为AVStream，它是由解复用器的read_header函数创建的，并保存在AVFormatConext的nb_streams（容器中的流条数）及stream数组中。

4.AVCodecContext

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AVCodecContext是一个描述编解码器上下文的数据结构，包含了众多编解码器需要的参数信息。

初始化示例代码：

 AVCodecContext *mAvContext = NULL;
 mAvContext = avcodec_alloc_context3(mVcodec);

5.AVPacket

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        FFmpeg 用AVPacket 来存放编码后的视频数据，AVPacket 保存了解复用之后、解码前的数据(仍然是压缩后的数据)和关于这些数据的一些附加信息，如显示时间戳(PTS)解码时间戳(DTS)数据时长、所在媒体流的索引等。
        对于视频(Video)来说，AVPacket 通常包含一个压缩的，而音频 (Audio)则有可能包含多个压缩的帧。并且，一个 Packet 有可能是空的，不包含任何压缩数据，只含有 side dat(side data 指的是容器提供的关于 Packet 的一些附加信息。例如，在编码结束的时候更新一些流的参数）。

申请AVPacket：

    AVPacket *packet = (AVPacket *) av_malloc(sizeof(AVPacket));

AVPacket源码解析：

typedef struct AVPacket {
    AVBufferRef *buf;//AVBufferRef类型的指针，用来管理data指针引用的数据缓存
    int64_t pts;//显示时间戳
    int64_t dts;//解码时间戳
    uint8_t *data;//指向保存压缩数据的指针，这就是AVPacket实际的数据
    int   size;
    int   stream_index;//流索引
    int   flags;//带有AV_PKT_FLAG属性的组合
    AVPacketSideData *side_data;//填充容器的一些附加数据
    int side_data_elems;
    int64_t duration;//Packet的时长
    int64_t pos;//Packet的位置                           
#if FF_API_CONVERGENCE_DURATION
    attribute_deprecated
    int64_t convergence_duration;
#endif
} AVPacket;

6.AVCodec

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AVCodec是存储编解码器信息的结构体，AVCodec Codec通过avcodec_find_decoder(codec_id)找到对应的Codec。

初始化AVCodec示例代码：

 AVCodec *mVcodec = NULL;
 mVcodec = avcodec_find_decoder(codec_id);

7.AVFrame

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AVFrame结构体一般用于存储原始数据（即非压缩数据，例如对视频来说是YUV、RGB，对音频来说是PCM），此外还包含了一些相关信息。

创建AVFrame

 AVFrame *frame = av_frame_alloc();//分配一个AVFrame结构体,AVFrame结构体一般用于存储原始数据，指向解码后的原始帧

 在解码过程中使用了两个AVFrame，这两个AVFrame分配缓存空间的方法不同：

• 一个AVFrame用来存放从AVPacket中解码出来的原始数据，这个AVFrame的数据缓存空间通过调用 avcodec_receive_frame(mAvContext, frame)来分配和填充。

result = avcodec_receive_frame(mAvContext, frame);

• 另一个AVFrame用来存放将解码出来的原始数据变换为需要的数据格式（例如RGB、RGBA）的数据，这个AVFrame需要手动分配数据缓存空间，代码如下：

  AVFrame *rgb_frame = av_frame_alloc();//分配一个AVFrame结构体，指向存放转换成rgb后的帧
 
    //缓存区
    uint8_t  *out_buffer= (uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(AV_PIX_FMT_RGBA,
                                                                  mAvContext->width,mAvContext->height));
    //与缓存区相关联，设置rgb_frame缓存区
    avpicture_fill((AVPicture *)rgb_frame,out_buffer,AV_PIX_FMT_RGBA,mAvContext->width,mAvContext->height);

 释放AVFrame

 av_frame_free(&frame);
 av_frame_free(&rgb_frame);

AVFrame源码解析： 

typedef struct AVFrame {
#define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
    uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];
    int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS];
    uint8_t **extended_data;//扩展的数据
    int width, height;//视频的宽和高
    int nb_samples;//每个信道的音频采样点个数
    int format;//帧的像素格式
    int key_frame;//1表示关键帧 0表示非关键帧
    enum AVPictureType pict_type;//帧的图像类型
    AVRational sample_aspect_ratio;//视频帧的采样率
    int64_t pts;//显示时间戳
#if FF_API_PKT_PTS
    attribute_deprecated
    int64_t pkt_pts;//从AVPacket中复制的PTS
#endif
    int64_t pkt_dts;//从AVPacket中复制的DTS
    int coded_picture_number;//按解码排序后的图像数
    int display_picture_number;//按显示位置排序的图像数
    int quality;//在1~FF_LAMBDA_MAX(256*128-1)之间取值
    void *opaque;//私有数据
#if FF_API_ERROR_FRAME
    attribute_deprecated
    uint64_t error[AV_NUM_DATA_POINTERS];
#endif
    int repeat_pict;//解码时有多少个图像被延迟，extra_delay=repeat_pict/(2*fps)
    int interlaced_frame;//交错帧，表示图像内容是交错的
    int top_field_first;
    int palette_has_changed;
    int64_t reordered_opaque;
    int sample_rate;//音频数据的采样率
    uint64_t channel_layout;//音频信道布局
    AVBufferRef *buf[AV_NUM_DATA_POINTERS];
    AVBufferRef **extended_buf;
    int        nb_extended_buf;
    AVFrameSideData **side_data;
    int            nb_side_data;
#define AV_FRAME_FLAG_CORRUPT       (1 << 0)
#define AV_FRAME_FLAG_DISCARD   (1 << 2)
    int flags;
    enum AVColorRange color_range;
    enum AVColorPrimaries color_primaries;
    enum AVColorTransferCharacteristic color_trc;
    enum AVColorSpace colorspace;//YUV颜色空间类型
    enum AVChromaLocation chroma_location;
    int64_t best_effort_timestamp;
    int64_t pkt_pos;//记录上一包输出解码器时Packet的位置
    int64_t pkt_duration;//Packet的时长
    AVDictionary *metadata;
    int decode_error_flags;
    int channels;//音频信道个数
    int pkt_size;//Packet的大小
#if FF_API_FRAME_QP
    attribute_deprecated
    int8_t *qscale_table;
    attribute_deprecated
    int qstride;
    attribute_deprecated
    int qscale_type;
    attribute_deprecated
    AVBufferRef *qp_table_buf;
#endif
    AVBufferRef *hw_frames_ctx;
    AVBufferRef *opaque_ref;
    size_t crop_top;
    size_t crop_bottom;
    size_t crop_left;
    size_t crop_right;
    AVBufferRef *private_ref;
} AVFrame;

8.AVIOContext

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协议（文件）操作的顶层结构式AVIOContext，这个对象实现了带缓冲的读/写操作。FFmpeg的输入对象AVFormat的pb字段指向一个AVIOContext。

典型应用如下：

AVFormatContext *ic=NULL;
ic=avformat_alloc_context();
unsigned char *iobuffer=(unsigned char*)av_malloc(32768);
AVIOContext *avio=avio_alloc_context(iobuffer,32768,0,buffer,fill_iobuffer,NULL,NULL);
ic->pb=avio;
err=avformat_open_input(&ic,is->filename,is->iformat,&format_opts);

9.URLProtocol

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URLProtocol是FFmpeg操作文件的结构（包括文件、网络数据流等），包括open、close、read、write、seek等操作。URLProtocol为协议操作对象，针对每种协议会有一个这样的对象，每个协议操作对象和一个协议对象关联。

10.URLContext

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URLContext对象封装了协议对象及协议操作对象，URLContext在avio.c中通过url_alloc_for_protocol进行初始化。并且分配空间（使用av_malloc(sizeof(URLContext）+strlen(filename)+1)函数）。

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参考：Android 音视频开发（何俊林 著）