ffmpeg编解码器相关函数

🎯 你需要理解的核心结构体：

📦 常用函数及使用顺序（以解码为例）

1️⃣ avcodec_find_decoder() / avcodec_find_encoder()

查找指定类型的编解码器（如 H264 解码器）

const AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(codec_id);

• codec_id：如 AV_CODEC_ID_H264, AV_CODEC_ID_AAC 等
• 返回 AVCodec*，如果找不到返回 NULL

2️⃣ avcodec_alloc_context3()

创建并初始化一个 AVCodecContext，用于后续打开编解码器。

AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);

3️⃣ avcodec_parameters_to_context()

将 AVFormatContext 中的 AVCodecParameters 拷贝到 AVCodecContext。

avcodec_parameters_to_context(codec_ctx, codecpar);

• codecpar 来自 AVFormatContext->streams[i]->codecpar

4️⃣ avcodec_open2()

打开编解码器，准备进行解码或编码。

avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL);

5️⃣ avcodec_send_packet()（解码）

发送压缩包（如视频数据包）给解码器处理。

avcodec_send_packet(codec_ctx, &pkt);

• 解码器内部有缓存，你可能需要多次调用 receive_frame

6️⃣ avcodec_receive_frame()（解码）

从解码器中取出解码好的帧。

ret = avcodec_receive_frame(codec_ctx, frame);

• 当返回 AVERROR(EAGAIN)，表示还需要更多数据才能解出新帧
• AVFrame 结构保存了解码后的一帧音视频数据（如 YUV 图像或 PCM 音频）

🔁 对于编码流程：

1. 创建 AVFrame（填充原始音视频数据）
2. 调用 avcodec_send_frame() 送帧进去
3. 调用 avcodec_receive_packet() 取出压缩后的 AVPacket

🧹 最后清理函数

• avcodec_free_context(&codec_ctx);
• av_frame_free(&frame);
• av_packet_unref(&packet);（或 av_packet_free()）

✅ 编解码核心流程总结（解码）：

// 1. 找到解码器
const AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(codec_id);

// 2. 分配上下文
AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);

// 3. 从 AVCodecParameters 拷贝参数
avcodec_parameters_to_context(codec_ctx, codecpar);

// 4. 打开解码器
avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL);

// 5. 循环解码
while (av_read_frame(fmt_ctx, &pkt) >= 0) {
    if (pkt.stream_index == video_stream_index) {
        avcodec_send_packet(codec_ctx, &pkt);
        while (avcodec_receive_frame(codec_ctx, frame) == 0) {
            // 处理解码后的 frame，比如显示或保存
        }
    }
    av_packet_unref(&pkt);
}

// 6. 清理资源
avcodec_free_context(&codec_ctx);

在 FFmpeg 中，处理音视频数据的各个组件是基于不同的结构体来管理的。这里我会简要讲解一下与音视频解复用、编码解码相关的结构体，重点关注 AVFormatContext、AVInputFormat、AVStream、AVCodecContext、AVCodec、AVPacket 和 AVFrame 等。

1. AVFormatContext

AVFormatContext 是 FFmpeg 中的核心结构体之一，它表示多媒体文件的封装格式上下文。它用于管理和存储整个媒体文件的各种信息，如文件格式、流信息、解复用器等。它是解码过程中最为关键的结构体之一。

• 字段简介：

  • format_name：媒体文件的格式名称（例如 MP4、AVI）。
  • pb：指向输入流的指针，用于读取数据。
  • streams：指向 AVStream 结构体的数组，表示文件中的每一个流（视频流、音频流等）。
  • flags：文件格式的标志。
  • nb_streams：流的数量。

  AVFormatContext 用于存储和管理与文件格式相关的上下文信息。每当你打开一个文件（通过 avformat_open_input 函数），都会创建一个 AVFormatContext。

2. AVInputFormat

AVInputFormat 是一个输入格式的抽象层，它定义了如何解复用一个媒体文件的格式。每个格式（如 MP4、AVI、MKV）都对应一个 AVInputFormat。

• 功能：

  • 用于定义如何打开、读取和解码媒体文件（即数据流的读取和分割方式）。
  • 它包含一组回调函数，如 read_header（读取文件头）、read_packet（读取数据包）、close（关闭文件）。

  AVInputFormat 是 FFmpeg 在解复用过程中使用的一个接口，用于解析不同的文件格式。

3. AVStream

AVStream 表示媒体流（如视频流或音频流），它通常是 AVFormatContext 结构体中的一个成员。每个 AVStream 描述了一个流的所有信息，例如编码参数、流类型等。

• 字段简介：

  • codecpar：指向 AVCodecParameters 的指针，包含了流的编解码参数。
  • codec：指向 AVCodecContext 的指针，存储该流的解码上下文。
  • time_base：时间基准，用于表示时间戳（即时间单位）。

  每个媒体文件可能包含多个流，如视频流、音频流、字幕流等，AVStream 就是用来存储这些流的信息。

4. AVCodecContext

AVCodecContext 是解码和编码的上下文，它包含了与特定解码器或编码器相关的所有信息。每个流（如视频流、音频流）通常都会有一个对应的 AVCodecContext。

• 字段简介：

  • codec：指向 AVCodec 的指针，表示该流的解码器或编码器。
  • width、height：视频流的分辨率（仅对视频流有效）。
  • sample_rate：音频流的采样率。
  • bit_rate：音视频流的比特率。

  AVCodecContext 是配置编解码器时的关键结构体，包含了用于解码或编码的参数和信息。

5. AVCodec

AVCodec 是一个解码器或编码器的实现结构体。FFmpeg 支持大量的视频和音频编码格式，每种编码格式都对应一个 AVCodec 实现。

• 字段简介：

  • name：解码器或编码器的名称（例如 H.264、AAC）。
  • id：该解码器或编码器的唯一标识符。
  • type：解码器或编码器的类型（音频、视频、字幕等）。

  AVCodec 是实现具体编解码操作的核心，它提供了操作数据流的接口，如 decode 和 encode 函数。

6. AVPacket

AVPacket 是一个数据包，它表示了经过解复用后的数据。解复用器将文件中的媒体流拆分成多个数据包，编码器或解码器将这些数据包传递给编解码器进行解码或编码。

• 字段简介：

  • data：指向数据的指针，存储音视频数据。
  • size：数据的大小（字节数）。
  • pts、dts：时间戳，表示数据的呈现时间和解码时间。

  AVPacket 是传递音视频数据的核心结构，通常在解码或编码时作为数据传输的载体。

7. AVFrame

AVFrame 是解码后的帧数据结构，它存储了音视频解码后的数据（例如视频帧或音频样本）。

• 字段简介：

  • data：指向音视频帧数据的指针。
  • linesize：每行数据的大小，用于视频数据。
  • width、height：视频帧的分辨率。
  • nb_samples：音频帧的样本数量。

  AVFrame 是音视频数据处理的主要结构体，解码后的视频帧或音频样本通常存储在此结构体中。

典型工作流程

1. 打开文件：使用 avformat_open_input 打开媒体文件，获取 AVFormatContext。
2. 读取头部信息：通过 avformat_find_stream_info 获取流的信息。
3. 查找解码器：根据流类型（视频流或音频流），使用 avcodec_find_decoder 查找相应的解码器。
4. 打开解码器：使用 avcodec_open2 打开解码器，获得 AVCodecContext。
5. 解码数据：通过 av_read_frame 读取每个数据包（AVPacket），然后通过 avcodec_receive_frame 解码并存储到 AVFrame。
6. 处理解码后的数据：解码后的数据可以用于播放或其他操作。

这些结构体和相关的 API 是 FFmpeg 进行音视频处理的核心部分。希望这些解释能帮助你更好地理解 FFmpeg 的基本流程和相关结构体。