最简单的基于FFMPEG的封装格式转换器（C++Qt 版）
2024-05-16 00:35:44
最简单的基于FFMPEG的封装格式转换器（C++Qt 版）
这篇博客是我上篇博客的延续。建议大家先看看我上篇博客：
https://blog.csdn.net/liyuanbhu/article/details/121715005
之所以写这篇博客，是因为 ffmpeg 的 API 并不是那么友好。用面向对象的方式重新组织一下，代码会易读很多。下面先贴改写后的代码，大家可以比较一下，是否清爽了很多。
QlyAVFormatContext inFile, outFile;inFile.openFile(QString("D:\\AV36_1.avi"));inFile.dumpFormat();QSet<AVMediaType> type; type << AVMEDIA_TYPE_VIDEO << AVMEDIA_TYPE_AUDIO;QVector<QlyAVStream> inStreams = inFile.findStreams(type);outFile.createFile(QString(), QString("D:\\AV36_1-qt.mkv"));outFile.setStreams(inStreams);outFile.writeHeader();QlyAVPacket pkt;while(inFile.readFrame(pkt, type)){AVRational in_tb = inFile.rawStream(pkt.streamIndex())->time_base;outFile.writeFrame(pkt, in_tb, true);pkt.unref();}outFile.writeTrailer();
这个代码基本不需要解释。QlyAVFormatContext 封装了 AVFormatContext 。QlyAVStream 封装了 AVStream。QlyAVPacket 封装了 AVPacket。
inFile.openFile(QString("D:\\AV36_1.avi"));
这么简单一句就包含了原来的好几行代码：
int QlyAVFormatContext::openFile(QString url)
{m_url = url;isOutput = false;if(pFormatCtx) avformat_free_context(pFormatCtx);pFormatCtx = avformat_alloc_context();errorcode = avformat_open_input(&pFormatCtx, url.toLocal8Bit().constData(), nullptr, nullptr);if (errorcode < 0) return errorcode;errorcode = avformat_find_stream_info(pFormatCtx, nullptr);return errorcode;
}
并且由于C++ 有析构函数，所以释放资源的活可以自动完成。不需要我们自己费心：
QlyAVFormatContext::~QlyAVFormatContext()
{if(isOutput && pFormatCtx){closeOutputFile();}else if(pFormatCtx){avformat_close_input(&pFormatCtx);}avformat_free_context(pFormatCtx);
}
输出文件中添加 stream 也变得很简单：
QSet<AVMediaType> type; type << AVMEDIA_TYPE_VIDEO << AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
QVector<QlyAVStream> inStreams = inFile.findStreams(type);
outFile.setStreams(inStreams);
这里只提取了 音频流和视频流，忽略了其他的流。之后写文件头和文件尾还需要我们明确的写出来。这里应该还有改进的余地。下一版会进一步改进，把这两条语句也省了。
outFile.writeHeader();
// 这里是写数据帧的代码
outFile.writeTrailer();
最后是重点，从原始文件中读取数据，写到输出文件中。
QlyAVPacket pkt;
while(inFile.readFrame(pkt, type))
{AVRational in_tb = inFile.rawStream(pkt.streamIndex())->time_base;outFile.writeFrame(pkt, in_tb, true);pkt.unref();
}
这一块不太满意的地方是还要 pkt.unref() 。有可能可以在 readFrame 时自动的先 unref 这个 packet。
下面给出各个类的完整代码，首先是 QlyAVPacket：
#ifndef QLYAVPACKET_H
#define QLYAVPACKET_Hextern "C" {
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libavcodec/avcodec.h"
}class QlyAVPacket
{
public:QlyAVPacket();~QlyAVPacket();unsigned int streamIndex() {return m_packet.stream_index;}void setStreamIndex(unsigned int index);void changeTimeBase(AVRational bq, AVRational cq, enum AVRounding rnd);void unref();AVPacket *ptr() {return &m_packet;}AVPacket m_packet;AVRational m_timeBase;
};#endif // QLYAVPACKET_H#include "QlyAVPacket.h"QlyAVPacket::QlyAVPacket()
{}QlyAVPacket::~QlyAVPacket()
{av_packet_unref(&m_packet);
}void QlyAVPacket::unref()
{av_packet_unref(&m_packet);
}void QlyAVPacket::changeTimeBase(AVRational bq, AVRational cq, enum AVRounding rnd)
{m_packet.pts = av_rescale_q_rnd(m_packet.pts, bq, cq, rnd);m_packet.dts = av_rescale_q_rnd(m_packet.dts, bq, cq, rnd);m_packet.duration = av_rescale_q(m_packet.duration, bq, cq);m_packet.pos = -1;
}void QlyAVPacket::setStreamIndex(unsigned int index)
{m_packet.stream_index = index;
}之后是 QlyAVStream：
#ifndef QLYAVSTREAM_H
#define QLYAVSTREAM_H
#include<QtGlobal>extern "C" {
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libavcodec/avcodec.h"
}class QlyAVStream
{friend class QlyAVFormatContext;
public:QlyAVStream() = default;QlyAVStream(AVStream *stream, int inStreamIndex = -1, int outStreamIndex = -1);QlyAVStream(const QlyAVStream &source);QlyAVStream & operator= (const QlyAVStream & source);AVCodecParameters * codecpar() {return m_stream->codecpar;}AVStream *m_stream;int m_inStreamIndex; //在 AVFormatContext 中的 indexint m_outStreamIndex;
};Q_DECLARE_TYPEINFO(QlyAVStream,Q_PRIMITIVE_TYPE);#endif // QLYAVSTREAM_H#include "QlyAVStream.h"QlyAVStream::QlyAVStream(AVStream *stream, int inStreamIndex, int outStreamIndex)
{m_stream = stream;m_inStreamIndex = inStreamIndex;m_outStreamIndex = outStreamIndex;
}QlyAVStream::QlyAVStream(const QlyAVStream &source)
{m_stream = source.m_stream;m_inStreamIndex = source.m_inStreamIndex;m_outStreamIndex = source.m_outStreamIndex;
}QlyAVStream & QlyAVStream::operator= (const QlyAVStream & source)
{m_stream = source.m_stream;m_inStreamIndex = source.m_inStreamIndex;m_outStreamIndex = source.m_outStreamIndex;return (*this);
}最后是最重要的部分 QlyAVFormatContext:
#ifndef QLYAVFORMAT_H
#define QLYAVFORMAT_H
#include <QDebug>
#include <QString>
#include <QMap>
#include <QVector>
#include <QList>extern "C" {
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libavcodec/avcodec.h"
}#include "QlyAVPacket.h"
#include "QlyAVStream.h"class QlyAVStream;
class QlyAVFormatContext
{
public:QlyAVFormatContext();~QlyAVFormatContext();static QString license();static QString version() ;static QString configuration();void dumpFormat();QVector<QlyAVStream> allStreams();QVector<QlyAVStream> findStreams(QSet<AVMediaType> mediaType);void setStreams(QVector<QlyAVStream> streams);AVStream * rawStream(int i);int outStreamIndex(QlyAVPacket &pack);bool readFrame(QlyAVPacket &pack, int streamIndex);bool readFrame(QlyAVPacket &pack, QSet<AVMediaType> type);bool writeFrame(QlyAVPacket &pack, AVRational timeBase, bool useStreamMap);int streamCount() const;QMap<QString, QString> metadata();int openFile(QString url);int createFile(QString formatName, QString fileName);void closeInputFile();int closeOutputFile();int writeHeader();int writeTrailer();QString errorString() const;private:AVFormatContext *pFormatCtx;QMap<unsigned int, unsigned int> streamMap;// 记录了 in_stream 到 out_stream 的映射关系QString m_url;int errorcode;int isOutput;char errstr[512];AVRounding m_rounding;
};QDebug operator<<(QDebug dbg, enum AVMediaType codec_type);
QDebug operator<<(QDebug dbg, AVRational r);#endif // QLYAVFORMAT_H#include "QlyAVFormatContext.h"
#include <QlyAVStream.h>void msg(const char * str, int ret)
{static char err[512];if(ret < 0){av_strerror(ret, err, 512);qWarning() << str << " error:" << err;exit(ret);}else{qDebug() << str << " : success";}
}QDebug operator<<(QDebug dbg, enum AVMediaType codec_type)
{switch (codec_type) {case AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN";break;case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_VIDEO";break;case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_AUDIO";break;case AVMEDIA_TYPE_DATA:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_DATA";break;case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE";break;case AVMEDIA_TYPE_ATTACHMENT:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_ATTACHMENT";break;case AVMEDIA_TYPE_NB:dbg.nospace() << "AVMEDIA_TYPE_NB";break;}return dbg.maybeSpace();
}QDebug operator<<(QDebug dbg, AVRational r)
{dbg.nospace() << r.num << "/" << r.den;return dbg.maybeSpace();
}QlyAVFormatContext::QlyAVFormatContext():pFormatCtx(nullptr),isOutput(false),m_rounding((AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX))
{//av_register_all();//avformat_network_init();
}void QlyAVFormatContext::dumpFormat()
{av_dump_format(pFormatCtx, 0, m_url.toLocal8Bit().constData(), isOutput);
}QlyAVFormatContext::~QlyAVFormatContext()
{if(isOutput && pFormatCtx){closeOutputFile();}else if(pFormatCtx){avformat_close_input(&pFormatCtx);}avformat_free_context(pFormatCtx);
}int QlyAVFormatContext::writeTrailer()
{errorcode = av_write_trailer(pFormatCtx);msg("QlyAVFormatContext::writeTrailer av_write_trailer", errorcode);return errorcode;
}int QlyAVFormatContext::writeHeader()
{qDebug() << "in QlyAVFormatContext::writeHeader()";if (!(pFormatCtx->flags & AVFMT_NOFILE)){errorcode = avio_open(&pFormatCtx->pb, m_url.toLocal8Bit().constData(), AVIO_FLAG_WRITE);msg("QlyAVFormatContext::writeTrailer avio_open", errorcode);}errorcode = avformat_write_header(pFormatCtx, nullptr);msg("QlyAVFormatContext::writeHeader avformat_write_header", errorcode);return errorcode;
}int QlyAVFormatContext::outStreamIndex(QlyAVPacket &pack)
{unsigned int index = pack.m_packet.stream_index;if(!streamMap.contains(index)) return -1;return streamMap[index];
}bool QlyAVFormatContext::readFrame(QlyAVPacket &pack, QSet<AVMediaType> type)
{if(!pFormatCtx){errorcode = 0;return false;}AVPacket * pPacket = pack.ptr();while(1){errorcode = av_read_frame(pFormatCtx, pPacket);if(errorcode < 0) return false;AVStream *in_stream = pFormatCtx->streams[pPacket->stream_index];AVCodecParameters *in_codecpar = in_stream->codecpar;if (!type.contains(in_codecpar->codec_type)){av_packet_unref(pPacket);continue;}return true;}
}bool QlyAVFormatContext::readFrame(QlyAVPacket &pack, int streamIndex)
{if(!pFormatCtx){errorcode = 0;return false;}AVPacket * pPacket = pack.ptr();while(1){errorcode = av_read_frame(pFormatCtx, pPacket);qDebug() << "av_read_frame:errorcode = " << errorcode;if(errorcode < 0) return false;if (pPacket->stream_index != streamIndex || streamIndex != -1){av_packet_unref(pPacket);continue;}qDebug() << "find a Packet";return true;}
}QString QlyAVFormatContext::license()
{return QString(avformat_license());
}QMap<QString, QString> QlyAVFormatContext::metadata()
{QMap<QString, QString> data;AVDictionaryEntry *tag = nullptr;while ((tag = av_dict_get(pFormatCtx->metadata, "", tag, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))){data.insert(QString(tag->key), QString(tag->value));}return data;
}int QlyAVFormatContext::createFile(QString formatName, QString fileName)
{m_url = fileName;isOutput = true;if(pFormatCtx) avformat_free_context(pFormatCtx);//pFormatCtx = avformat_alloc_context();if(formatName.isNull() || formatName.isEmpty()){errorcode = avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, nullptr,nullptr,fileName.toLocal8Bit().constData());}else{errorcode = avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, nullptr,formatName.toLocal8Bit().constData(),fileName.toLocal8Bit().constData());}msg("QlyAVFormatContext::createFile avformat_alloc_output_context2", errorcode);return errorcode;
}int QlyAVFormatContext::closeOutputFile()
{/* close output */if (pFormatCtx && !(pFormatCtx->flags & AVFMT_NOFILE)){errorcode = avio_closep(&pFormatCtx->pb);}return errorcode;
}QVector<QlyAVStream> QlyAVFormatContext::allStreams()
{QVector<QlyAVStream> list;for (unsigned int i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++){AVStream *in_stream = pFormatCtx->streams[i];list << QlyAVStream(in_stream, i, -1);}return list;
}bool QlyAVFormatContext::writeFrame(QlyAVPacket &pack, AVRational timeBase, bool useStreamMap)
{AVPacket *pPacket = pack.ptr();if(useStreamMap && streamMap.contains(pPacket->stream_index)){pPacket->stream_index = streamMap[pPacket->stream_index];}AVRational out_timebase = pFormatCtx->streams[pPacket->stream_index]->time_base;pPacket->pts = av_rescale_q_rnd(pPacket->pts, timeBase, out_timebase, m_rounding);pPacket->dts = av_rescale_q_rnd(pPacket->dts, timeBase, out_timebase, m_rounding);pPacket->duration = av_rescale_q(pPacket->duration, timeBase, out_timebase);pPacket->pos = -1;errorcode = av_interleaved_write_frame(pFormatCtx, pPacket);//msg("QlyAVFormatContext::writeFrame av_interleaved_write_frame", errorcode);return (errorcode == 0);
}QVector<QlyAVStream> QlyAVFormatContext::findStreams(QSet<AVMediaType> mediaType)
{QVector<QlyAVStream> list;for (unsigned int i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++){AVStream *in_stream = pFormatCtx->streams[i];AVCodecParameters *in_codecpar = in_stream->codecpar;if(mediaType.contains(in_codecpar->codec_type)){qDebug() << "in_stream->index = " << in_stream->index;list << QlyAVStream(in_stream, i, -1);}}return list;
}void QlyAVFormatContext::setStreams(QVector<QlyAVStream> streams)
{streamMap.clear();unsigned int stream_index = 0;QVectorIterator<QlyAVStream> iter(streams);while(iter.hasNext()){QlyAVStream st = iter.next();AVStream * out_stream = avformat_new_stream(pFormatCtx, nullptr);avcodec_parameters_copy(out_stream->codecpar, st.codecpar());out_stream->codecpar->codec_tag = 0;streamMap[st.m_inStreamIndex] = stream_index;qDebug() << "streamMap[" << st.m_inStreamIndex << "] = " << stream_index;stream_index ++;}qDebug() << "QlyAVFormatContext::setStreams success, stream_index = " << stream_index - 1;
}AVStream * QlyAVFormatContext::rawStream(int i)
{if(pFormatCtx) return pFormatCtx->streams[i];return 0;
}int QlyAVFormatContext::streamCount() const
{if(pFormatCtx) return pFormatCtx->nb_streams;return 0;
}QString QlyAVFormatContext::version()
{return QString(avformat_version());
}QString QlyAVFormatContext::configuration()
{return QString(avformat_configuration());
}void QlyAVFormatContext::closeInputFile()
{if(pFormatCtx)avformat_close_input(&pFormatCtx);
}int QlyAVFormatContext::openFile(QString url)
{m_url = url;isOutput = false;if(pFormatCtx) avformat_free_context(pFormatCtx);pFormatCtx = avformat_alloc_context();errorcode = avformat_open_input(&pFormatCtx, url.toLocal8Bit().constData(), nullptr, nullptr);if (errorcode < 0) return errorcode;errorcode = avformat_find_stream_info(pFormatCtx, nullptr);return errorcode;
}QString QlyAVFormatContext::errorString() const
{char err[512];av_strerror(errorcode, err, 1024);return QString(err);
}至此，这个代码就完整了。后面我会在这个代码的基础上继续增加新的功能。请大家关注我后面的博客。
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