java和ffmpeg使用内存转码_FFMPEG基于内存的转码实例
我在6月份寫了篇文章《FFMPEG基于內存的轉碼實例》，講如何把視頻轉碼后放到內存，然后通過網絡發送出去。但該文章只完成了一半，即輸入的數據依然是從磁盤文件中讀取。在實際應用中，有很多數據是放到內存的，比如播放從服務器接收到的視頻，就是在內存中的。時隔2個月，項目終于完成了，雖然在收尾階段會花費大量時間，但也算空閑了點。于是就繼續完善。
本文中，假定的使用場合是，有一個已經放到內存的視頻，需要將它轉碼成另一種封裝格式，還是放到內存中。由于是測試，首先將視頻從文件中讀取到內存，最后會將轉換好的視頻寫入到另一個文件以檢查是否正常。當然，限于能力，代碼不可能適合于所有情況，但卻可以清楚演示出自定義的IO輸入輸出的用法。
技術要點簡述如下：
1、用戶自定義的操作
對于內存的操作使用結構體封裝：
typedef struct AVIOBufferContext {
unsigned char* ptr;
int pos;
int totalSize;
int realSize;
}AVIOBufferContext;
輸入、輸出均使用該結構體：
AVIOBufferContext g_avbuffer_in;
AVIOBufferContext g_avbuffer_out;
實現，read、write、seek函數。其中read為讀取時使用到的，其它2個是寫入內存要使用的。以read為例：
static int my_read(void *opaque, unsigned char *buf, int size)
{
AVIOBufferContext* op = (AVIOBufferContext*)opaque;
int len = size;
if (op->pos + size > op->totalSize)
{
len = op->totalSize - op->pos;
}
memcpy(buf, op->ptr + op->pos, len);
if (op->pos + len >= op->realSize)
op->realSize += len;
op->pos += len;
return len;
}
實質進行的是讀取已有內存的size數據，拷貝到buf中。opaque方便參數傳遞。注意，在拷貝時要對pos累加。
其它函數類似。
2、輸出配置關鍵代碼：
avio_out =avio_alloc_context((unsigned char *)g_ptr_out, IO_BUFFER_SIZE, 1,
&g_avbuffer_out, NULL, my_write, my_seek);
avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);
if (!ofmt_ctx)
{
printf( "Could not create output context\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
ofmt_ctx->pb=avio_out; // 賦值自定義的IO結構體
ofmt_ctx->flags=AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO; // 指定為自定義
這個跟上述提到的文章是一致的。只是多了個自定義的結構體。
3、輸入配置關鍵代碼：
avio_in =avio_alloc_context((unsigned char *)g_ptr_in, IO_BUFFER_SIZE, 0,
&g_avbuffer_in, my_read, NULL, NULL);
if (!avio_in)
{
printf( "avio_alloc_context for input failed\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
// 分配輸入的AVFormatContext
ifmt_ctx=avformat_alloc_context();
if (!ifmt_ctx)
{
printf( "Could not create output context\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
ifmt_ctx->pb=avio_in; // 賦值自定義的IO結構體
ifmt_ctx->flags=AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO; // 指定為自定義
if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, "wtf", NULL, NULL)) < 0)
{
printf("Cannot open input file\n");
return ret;
}
if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL)) < 0)
{
printf("Cannot find stream information\n");
return ret;
}
對于avio_alloc_context的賦值和輸出一樣，只是沒有了write和seek。對于輸入所用的AVFormatContext變量，用avformat_alloc_context來分配。由于是讀內存的數據，因此avformat_open_input就不用指定文件名了。
我在代碼中盡量加了注釋，下面是代碼：
/**
他山之石，學習為主，版權所無，翻版不究，有錯無責
Late Lee 2015.08
基于內存的格式封裝測試(從內存視頻轉換到另一片內存視頻)
使用
./a.out a.avi a.mkv
支持的：
avi mkv mp4 flv ts ...
參考：
http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/25422685
log
新版本出現：
Using AVStream.codec.time_base as a timebase hint to the muxer is
deprecated. Set AVStream.time_base instead.
test passed!!
mp4->avi failed
出現：
H.264 bitstream malformed, no startcode found, use the h264_mp4toannexb bitstream filter
解決見：
http://blog.chinaunix.net/uid-11344913-id-4432752.html
官方解釋：
https://www.ffmpeg.org/ffmpeg-bitstream-filters.html#h264_005fmp4toannexb
ts -> avi passed
其它：
1、傳遞給ffmpeg的avio_alloc_context中的內存p和大小size，可以使用32768。
如果轉換后的數據保存在內存p1，這個內存p1一定要和前面所說的p不同。因為
在自定義的write中的buf參數，就是p，所以要拷貝到其它內存。
如定義p為32768，但定義p1為50MB，可以轉換50MB的視頻
測試：
p為32768時，需調用write 1351次
2倍大小時，調用write 679次
p越大，調用次數最少，內存消耗越大
(用time測試，時間上沒什么變化，前者為4.7s，后者為4.6s，但理論上內存大一點好)
2、優化：
轉換功能接口封裝為類，把write、seek等和內存有關的操作放到類外部實現，
再傳遞到該類中，該類沒有內存管理更好一些。
todo
重復讀文件，如何做？
*/
#include #include #include #include #include #include extern "C" {
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
}
#include "file_utils.h"
#ifndef min
#define min(a,b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
#endif
#define _LL_DEBUG_
// low level debug
#ifdef _LL_DEBUG_
#define debug(fmt, ...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__)
#define LL_DEBUG(fmt, ...) printf("[DEBUG %s().%d @ %s]: " fmt, __func__, __LINE__, P_SRC, ##__VA_ARGS__)
#else
#define debug(fmt, ...)
#define LL_DEBUG(fmt, ...)
#endif
#define DEFAULT_MEM (10*1024*1024)
//參考file協議的內存，使用大小32768，大一點也可以
#define IO_BUFFER_SIZE (32768*1)
typedef struct AVIOBufferContext {
unsigned char* ptr;
int pos;
int totalSize;
int realSize;
}AVIOBufferContext;
// note 這兩個是用戶視頻數據，
// g_avbuffer_in為已經讀取的視頻
// g_avbuffer_out是ffmpeg轉換后的視頻，直接將該內存寫入文件即可
AVIOBufferContext g_avbuffer_in;
AVIOBufferContext g_avbuffer_out;
// note這兩個是FFMPEG內部使用的IO內存，與AVIOBufferContext的ptr不同
// 在測試時，發現直接定義為數組，會有錯誤，故使用malloc
static char *g_ptr_in = NULL;
static char *g_ptr_out = NULL;
// 每次read_frame時，就會調用到這個函數，該函數從g_avbuffer_in讀數據
static int my_read(void *opaque, unsigned char *buf, int size)
{
AVIOBufferContext* op = (AVIOBufferContext*)opaque;
int len = size;
if (op->pos + size > op->totalSize)
{
len = op->totalSize - op->pos;
}
memcpy(buf, op->ptr + op->pos, len);
if (op->pos + len >= op->realSize)
op->realSize += len;
op->pos += len;
return len;
}
static int my_write(void *opaque, unsigned char *buf, int size)
{
AVIOBufferContext* op = (AVIOBufferContext*)opaque;
if (op->pos + size > op->totalSize)
{
// 重新申請
// 根據數值逐步加大
int newTotalLen = op->totalSize*sizeof(char) * 3 / 2;
unsigned char* ptr = (unsigned char*)av_realloc(op->ptr, newTotalLen);
if (ptr == NULL)
{
// todo 是否在此處釋放內存？
return -1;
}
debug("org ptr: %p new ptr: %p size: %d(%0.fMB) ", op->ptr, ptr,
newTotalLen, newTotalLen/1024.0/1024.0);
op->totalSize = newTotalLen;
op->ptr = ptr;
debug(" realloc!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!\n");
}
memcpy(op->ptr + op->pos, buf, size);
if (op->pos + size >= op->realSize)
op->realSize += size;
//static int cnt = 1;
//debug("%d write %p %p pos: %d len: %d\n", cnt++, op->ptr, buf, op->pos, size);
op->pos += size;
return 0;
}
static int64_t my_seek(void *opaque, int64_t offset, int whence)
{
AVIOBufferContext* op = (AVIOBufferContext*)opaque;
int64_t new_pos = 0; // 可以為負數
int64_t fake_pos = 0;
switch (whence)
{
case SEEK_SET:
new_pos = offset;
break;
case SEEK_CUR:
new_pos = op->pos + offset;
break;
case SEEK_END: // 此處可能有問題
new_pos = op->totalSize + offset;
break;
default:
return -1;
}
fake_pos = min(new_pos, op->totalSize);
if (fake_pos != op->pos)
{
op->pos = fake_pos;
}
//debug("seek pos: %d(%d)\n", offset, op->pos);
return new_pos;
}
int remuxer_mem_read(int argc, char* argv[])
{
//輸入對應一個AVFormatContext，輸出對應一個AVFormatContext
AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL, *ofmt_ctx = NULL;
AVIOContext *avio_in = NULL, *avio_out = NULL;
const char *in_filename = NULL, *out_filename = NULL;
AVPacket pkt;
int ret = 0;
if (argc < 3)
{
printf("usage: %s [input file] [output file]\n", argv[0]);
printf("eg %s foo.avi bar.ts\n", argv[0]);
return -1;
}
in_filename = argv[1];
out_filename = argv[2];
memset(&g_avbuffer_in, '\0', sizeof(AVIOBufferContext));
memset(&g_avbuffer_out, '\0', sizeof(AVIOBufferContext));
read_file(in_filename, (char**)&g_avbuffer_in.ptr, &g_avbuffer_in.totalSize);
// 分配輸出視頻數據空間
g_avbuffer_out.ptr = (unsigned char*)av_realloc(NULL, DEFAULT_MEM*sizeof(char)); // new
if (g_avbuffer_out.ptr == NULL)
{
debug("alloc output mem failed.\n");
return -1;
}
g_avbuffer_out.totalSize = DEFAULT_MEM;
memset(g_avbuffer_out.ptr, '\0', g_avbuffer_out.totalSize);
g_ptr_in = (char*)malloc(IO_BUFFER_SIZE*sizeof(char));
g_ptr_out = (char*)malloc(IO_BUFFER_SIZE*sizeof(char));
// 初始化
av_register_all();
// 輸出相關
// note 要指定IO內存，還在指定自定義的操作函數，這里有write和seek
avio_out =avio_alloc_context((unsigned char *)g_ptr_out, IO_BUFFER_SIZE, 1,
&g_avbuffer_out, NULL, my_write, my_seek);
if (!avio_out)
{
printf( "avio_alloc_context failed\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
// 分配AVFormatContext
// 為方便起見，使用out_filename來根據輸出文件擴展名來判斷格式
// 如果要使用如“avi”、“mp4”等指定，賦值給第3個參數即可
// 注意該函數會分配AVOutputFormat
avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, out_filename);
if (!ofmt_ctx)
{
printf( "Could not create output context\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
ofmt_ctx->pb=avio_out; // 賦值自定義的IO結構體
ofmt_ctx->flags=AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO; // 指定為自定義
debug("guess format: %s(%s) flag: %d\n", ofmt_ctx->oformat->name,
ofmt_ctx->oformat->long_name, ofmt_ctx->oformat->flags);
// 輸入相關
// 分配自定義的AVIOContext 要區別于輸出的buffer
// 由于數據已經在內存中，所以指定read即可，不用write和seek
avio_in =avio_alloc_context((unsigned char *)g_ptr_in, IO_BUFFER_SIZE, 0,
&g_avbuffer_in, my_read, NULL, NULL);
if (!avio_in)
{
printf( "avio_alloc_context for input failed\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
// 分配輸入的AVFormatContext
ifmt_ctx=avformat_alloc_context();
if (!ifmt_ctx)
{
printf( "Could not create output context\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
ifmt_ctx->pb=avio_in; // 賦值自定義的IO結構體
ifmt_ctx->flags=AVFMT_FLAG_CUSTOM_IO; // 指定為自定義
// 注：第二個參數本來是文件名，但基于內存，不再有意義，隨便用字符串
if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, "wtf", NULL, NULL)) < 0)
{
printf("Cannot open input file\n");
return ret;
}
if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL)) < 0)
{
printf("Cannot find stream information\n");
return ret;
}
// 復制所有的stream
for (int i = 0; i < (int)(ifmt_ctx->nb_streams); i++)
{
//根據輸入流創建輸出流
AVStream *in_stream = ifmt_ctx->streams[i];
AVStream *out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, in_stream->codec->codec);
if (!out_stream)
{
printf( "Failed allocating output stream\n");
ret = AVERROR_UNKNOWN;
goto end;
}
//復制AVCodecContext的設置
ret = avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec);
if (ret < 0)
{
printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\n");
goto end;
}
out_stream->codec->codec_tag = 0;
if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
}
//輸出一下格式------------------
printf("output format:\n");
av_dump_format(ofmt_ctx, 0, out_filename, 1);
// 寫文件頭
ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
if (ret < 0)
{
printf( "Error occurred when opening output file\n");
goto end;
}
// 幀
while (1)
{
AVStream *in_stream, *out_stream;
//獲取一個AVPacket
ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt);
if (ret < 0)
{
printf("av_read_frame failed or end of stream.\n");
break;
}
in_stream = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
out_stream = ofmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
//轉換PTS/DTS
pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base,
out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));
pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base,
out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));
pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
pkt.pos = -1;
// 寫入一幀
ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);
if (ret < 0) {
printf( "Error muxing packet\n");
break;
}
av_free_packet(&pkt);
}
//寫文件尾(Write file trailer)
printf("--------write trailer------------\n");
av_write_trailer(ofmt_ctx);
// 把輸出的視頻寫到文件中
printf("write to file: %s %p %d\n", out_filename, g_avbuffer_out.ptr, g_avbuffer_out.realSize);
write_file(out_filename, (char*)g_avbuffer_out.ptr, g_avbuffer_out.realSize, 1);
end:
if (avio_in != NULL) av_freep(avio_in);
if (avio_out != NULL) av_freep(avio_out);
//if (g_ptr_in != NULL) free(g_ptr_in);
if (g_ptr_out != NULL) free(g_ptr_out);
// 該函數會釋放用戶自定義的IO buffer，上面不再釋放，否則會corrupted double-linked list
avformat_close_input(&ifmt_ctx);
avformat_free_context(ofmt_ctx);
if (g_avbuffer_in.ptr != NULL) free(g_avbuffer_in.ptr);
if (g_avbuffer_out.ptr != NULL) free(g_avbuffer_out.ptr);
return ret;
}
PS：有人問我為什么在代碼里經?？吹絃L_DEBUG，實際上“LL”是本人大名。至于解釋為“low level”，那是騙人的。
李遲 2015.8.26 周三 晚，吃項目飯??
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java和ffmpeg使用内存转码_FFMPEG基于内存的转码实例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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