FFmpeg是处理一个免费开源的音视频处理工具库,可以实现音视频格式转换、更高编解码、多媒的强大功的音流媒体处理等功能。体处它由多个开源组件组成,理必包括libavcodec(音视频编解码器)、libavformat(封装格式处理库)、libavfilter(音视频滤镜库)等等。因为其可移植性好、功能强大和代码简单易于维护等优势,FFmpeg被广泛应用于流媒体、多媒体播放器、视频编辑软件、视频会议、直播等领域。
FFmpeg支持的视频格式包括MPEG4、AVI、WMV、FLV、H.264等等,支持的音频格式包括MP3、WMA、AAC、AMR等等。除此之外,FFmpeg还可以通过FFserver搭建流媒体服务器,支持RTSP、RTMP等传输协议。FFmpeg也提供了一些命令行工具,如ffmpeg、ffplay等,用于快速对音视频文件进行转换和播放。
FFmpeg的使用虽然相对复杂,但是相应的API文档和丰富的社区支持,加上其强大的功能,使得它成为众多开发者和视频爱好者的首选工具之一。
FFmpeg被广泛应用于流媒体、多媒体播放器、视频编辑软件、视频会议、直播等领域。它可以用来:
FFmpeg库采用模块化设计,整体架构分为以下几个模块:
在FFmpeg库中,每个模块都是相对独立的,可以单独使用也可以互相配合使用,使得各个模块之间的调用和扩展更加容易。例如,我们可以通过libavcodec模块进行音视频的编解码,再通过libavformat模块进行封装格式的处理,最终通过libswscale模块进行视频的缩放和转换,并输出到目标文件中。
简单来说,它的流程大致分为以下几步:
FFmpeg API提供了大量的音视频处理函数和接口,主要包括以下几个方面:
以下是一个基于WPF的简单案例,演示了如何使用FFmpeg库来将一个视频文件转换为另一个格式的视频文件:
using (var videoReader = new VideoFileReader()){ videoReader.Open(@"C:\Videos\input.mp4"); using (var videoWriter = new VideoFileWriter()) { var outputFilePath = @"C:\Videos\output.avi"; var codec = "msmpeg4v3"; videoWriter.Open(outputFilePath, videoReader.Width, videoReader.Height, videoReader.FrameRate, VideoCodec.FromFourCC(codec)); var currentFrame = new VideoFrame(videoReader.Width, videoReader.Height); while (videoReader.ReadVideoFrame(currentFrame)) { videoWriter.WriteVideoFrame(currentFrame); } }}
以下是使用WPF编写一个视频解码的案例代码:
using System;using System.Windows;using System.Windows.Controls;using System.Windows.Media.Imaging;using System.Threading.Tasks;using FFmpeg.AutoGen;namespace VideoDecoderDemo{ public partial class MainWindow : Window { private AVFormatContext* pFormatCtx = null; private int videoStreamIndex = -1; private AVCodecContext* pCodecCtx = null; private AVCodec* pCodec = null; private AVFrame* pFrame = null; private AVPacket* pPacket = null; private AVPixelFormat sourcePixelFormat; private AVPixelFormat destinationPixelFormat; private IntPtr imgDataPtr = IntPtr.Zero; private int imgLineSize = 0; private Task decodingTask; private bool isDecoding = false; public MainWindow() { InitializeComponent(); } private void OpenFileButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e) { Microsoft.Win32.OpenFileDialog dlg = new Microsoft.Win32.OpenFileDialog(); dlg.DefaultExt = ".mp4"; dlg.Filter = "Video Files (*.mp4;*.avi;*.mkv)|*.mp4;*.avi;*.mkv|All Files (*.*)|*.*"; Nullable<bool> result = dlg.ShowDialog(); if (result == true) { string filename = dlg.FileName; OpenVideoFile(filename); } } private void PlayButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e) { if (!isDecoding) { StartDecoding(); PlayButton.Content = "停止播放"; } else { StopDecoding(); PlayButton.Content = "开始播放"; } } private unsafe void OpenVideoFile(string filename) { // 初始化FFmpeg库 ffmpeg.av_register_all(); // 打开视频文件 int ret = ffmpeg.avformat_open_input(&pFormatCtx, filename, null, null); if (ret < 0) { MessageBox.Show("打开视频文件失败:" + System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi((IntPtr)ffmpeg.av_err2str(ret))); return; } // 获取视频流信息 ret = ffmpeg.avformat_find_stream_info(pFormatCtx, null); if (ret < 0) { MessageBox.Show("获取视频流信息失败:" + System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi((IntPtr)ffmpeg.av_err2str(ret))); return; } // 查找视频流索引 for (int i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++) { if (pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMediaType.AVMEDIA_TYPE_VIDEO) { videoStreamIndex = i; break; } } if (videoStreamIndex == -1) { MessageBox.Show("没有找到视频流"); return; } // 获取视频解码器 pCodecCtx = pFormatCtx->streams[videoStreamIndex]->codec; pCodec = ffmpeg.avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id); if (pCodec == null) { MessageBox.Show("找不到视频解码器"); return; } // 打开视频解码器 ret = ffmpeg.avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, null); if (ret < 0) { MessageBox.Show("打开视频解码器失败:" + System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi((IntPtr)ffmpeg.av_err2str(ret))); return; } // 分配解码后数据的结构体 pFrame = ffmpeg.av_frame_alloc(); // 分配解码前数据的结构体 pPacket = ffmpeg.av_packet_alloc(); if (pPacket == null) { MessageBox.Show("分配AVPacket结构体失败"); return; } // 获取视频像素格式 sourcePixelFormat = pCodecCtx->pix_fmt; if (sourcePixelFormat == AVPixelFormat.AV_PIX_FMT_NONE) { MessageBox.Show("找不到视频像素格式"); return; } // 设置要转换后的像素格式 destinationPixelFormat = AVPixelFormat.AV_PIX_FMT_BGR24; // 计算转换后每行图像数据所占的字节数 int bytesPerLine = ffmpeg.av_image_get_linesize(destinationPixelFormat, pCodecCtx->width, 0); // 分配转换后的图像数据空间 imgDataPtr = (IntPtr)ffmpeg.av_malloc((ulong)bytesPerLine * pCodecCtx->height); // 创建Bitmap并显示 BitmapSource bitmapSource = BitmapSource.Create(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, 96, 96, System.Windows.Media.PixelFormats.Bgr24, null, imgDataPtr, bytesPerLine * pCodecCtx->height, bytesPerLine); VideoImage.Source = bitmapSource; } private void StartDecoding() { isDecoding = true; decodingTask = new Task(() => { while (isDecoding && ffmpeg.av_read_frame(pFormatCtx, pPacket) >= 0) { if (pPacket->stream_index == videoStreamIndex) { int ret = ffmpeg.avcodec_send_packet(pCodecCtx, pPacket); if (ret < 0) { break; } while (ffmpeg.avcodec_receive_frame(pCodecCtx, pFrame) == 0) { // 创建SwScale上下文 SwsContext* swsctx = ffmpeg.sws_getContext( pFrame->width, pFrame->height, sourcePixelFormat, pFrame->width, pFrame->height, destinationPixelFormat, ffmpeg.SWS_BICUBIC, null, null, null); // 执行像素格式转换 ffmpeg.sws_scale(swsctx, pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pFrame->height, &imgDataPtr, &imgLineSize); // 释放SwScale上下文 ffmpeg.sws_freeContext(swsctx); Dispatcher.Invoke(() => { // 创建Bitmap并显示 BitmapSource bitmapSource = BitmapSource.Create(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, 96, 96, System.Windows.Media.PixelFormats.Bgr24, null, imgDataPtr, imgLineSize * pCodecCtx->height, imgLineSize); VideoImage.Source = bitmapSource; }); } } // 释放AVPacket的缓冲区 ffmpeg.av_packet_unref(pPacket); } StopDecoding(); // 释放内存 if (imgDataPtr != IntPtr.Zero) { ffmpeg.av_free(imgDataPtr); imgDataPtr = IntPtr.Zero; } if (pPacket != null) { ffmpeg.av_packet_free(&pPacket); pPacket = null; } if (pFrame != null) { ffmpeg.av_frame_free(&pFrame); pFrame = null; } if (pCodecCtx != null) { ffmpeg.avcodec_close(pCodecCtx); pCodecCtx = null; } if (pFormatCtx != null) { ffmpeg.avformat_close_input(&pFormatCtx); pFormatCtx = null; } }); decodingTask.Start(); } private void StopDecoding() { isDecoding = false; if (decodingTask != null && !decodingTask.IsCompleted) { decodingTask.Wait(); } } }}
该代码使用FFmpeg进行视频解码,并将解码后的图像显示在WPF的Image控件上。其中,OpenFileButton_Click函数用于打开视频文件;PlayButton_Click函数用于开始/停止播放视频;StartDecoding函数和StopDecoding函数用于控制解码的开始和结束。在OpenVideoFile函数中,我们需要先打开视频文件,获取视频流信息,查找视频流索引,获取视频解码器,打开视频解码器,并分配解码前后数据的内存空间。在StartDecoding函数中,我们使用了两个FFmpeg函数:av_read_frame和avcodec_receive_frame来获取解码前和解码后的数据。在这些函数调用中,我们执行了像素格式转换,并将转换后的图像数据显示在Image控件上。最后,在StopDecoding函数中,我们释放所有使用的FFmpeg内存空间,并关闭解码器和视频文件。
FFmpeg是一个功能强大的音视频处理库,它可以实现多种音视频格式的编解码、转换和处理。虽然学习曲线较陡峭,但是其文档和教程较为丰富,易于学习。在一定的场景下,使用FFmpeg可以大幅简化音视频处理的开发难度和工作量。
责任编辑:姜华 来源: 今日头条 FFmpeg开源(责任编辑:时尚)
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