FFMPEG结构体分析
FFMPEG结构体分析
附录：参考文献
[1] 结构体分析：https://www.cnblogs.com/linuxAndMcu/p/12041578.html#_label2
[2] 音视频入门系列
FFmpeg结构体主要分为三个层次：
- 协议层（Protocol：http, rtsp, rtmp,file）
AVIOContext，URLProtocol，URLContext主要存储音视频使用的协议的类型以及状态。URLProtocol 存储输入音视频使用的封装格式。每种协议都对应一个 URLProtocol 结构。- 封装层（Format：flv, avi, rmvb, mp4）
- AVFormatContext 主要存储音视频封装格式中包含的信息；AVInputFormat 存储输入音视频使用的封装格式。每种音视频封装格式都对应一个 AVInputFormat 结构。
- 解码层（Codec：h264, mpeg2, aac, mp3）
- 每个 AVStream 存储一个视频/音频流的相关数据；每个 AVStream 对应一个 AVCodecContext，存储该视频/音频流使用解码方式的相关数据；每个 AVCodecContext 中对应一个 AVCodec，包含该视频/音频对应的解码器。每种解码器都对应一个 AVCodec 结构。
1 AVFormatContext
描述媒体文件或媒体流的构成和基本信息，贯穿ffmpeg使用整个流程
表示一个多媒体文件或流的全局上下文信息。它包含输入输出格式、媒体流信息，以及操作文件或流所需的状态。
avformat_open_input()
- 用于打开媒体文件或流，初始化
AVFormatContext。
avformat_alloc_output_context2()
创建一个新的输出
AVFormatContext。
AVFormatContext用于描述目标输出文件的格式和流。**
avformat_find_stream_info()**获取媒体流信息（如视频流、音频流等）。
AVFormatContext用于存储和返回文件的流信息。**
av_read_frame()**从媒体文件中读取一个数据包（帧）。
- 使用
AVFormatContext来获取流信息和文件数据。…许多API函数都使用到该结构体
//基本信息成员
AVInputFormat *iformat、AVOutputFormat *oformat：//输入或者输出流的格式（只能存在一个）
char *url：//文件名
//IO操作成员
AVIOContext *pb：//管理输入输出数据(缓存)
//流媒体相关成员
unsigned int nb_streams：//音视频流的个数
AVStream **streams：//音视频流
//时间和同步
int64_t duration：//时长
//其它
int bit_rate：//比特率（单位bite/s）
AVDictionary *metadata：//元数据（查看元数据：ffprobe filename）
2 AVInputFormat
表示输入媒体文件或流的封装格式。它定义了如何读取、解析、和处理特定格式的媒体文件或流，例如 MP4、MKV、FLV 等。
av_find_input_format、avformat_open_input
AVInputFormat *av_find_input_format(const char *short_name);根据指定的格式名称查找\打开
AVInputFormat。
avformat_find_stream_info
int avformat_find_stream_info(AVFormatContext *ic, AVDictionary **options);函数内部会根据输入格式（通过
AVInputFormat）对媒体文件进行处理，提取其中的流信息。
char* name：//封装格式的名字
char* long_name：//封装格式的长名字
char* extensions：//文件扩展名,例如 "mp4,mov"。
3 AVIOContext->URLContext->URLProtocol
3.1 AVIOContext
文件（协议）操作的顶层对象，用于管理媒体文件或流的输入输出操作。它提供了一套通用的接口，用于读取和写入文件、网络流、内存缓冲区等数据源或数据目标。
avio_alloc_context
AVIOContext *avio_alloc_context(...)- 分配一个
AVIOContext，用来进行 I/O 操作
//IO 缓冲区
unsigned char *buffer：//缓冲开始位置
int buffer_size：//缓冲区大小（默认32768）
unsigned char *buf_ptr：//当前指针读取到的位置
unsigned char *buf_end：//缓存结束的位置
//其它
void *opaque：//URLContext结构体，通常传递到回调函数中，允许用户存储自定义上下文信息。
//读写回调函数
(*read_packet)(...)：//自定义的读取函数回调。
(*write_packet)(...)：//自定义的写入函数回调。
(*read_pause)(...)：//网络流媒体协议的暂停或恢复播放函数指针
3.2 URLContext
用于抽象和管理底层的 I/O 操作。它为各种协议（如文件系统、网络协议等）提供了统一的访问接口。
URLContext是AVIOContext的底层实现之一。通过URLContext，FFmpeg 可以对文件、网络流、管道等不同类型的数据源或目标进行操作，而用户通常通过更高级别的AVIOContext接口与之交互。
url_open
int url_open(URLContext **puc, const char *filename, int flags)打开一个 URL 或文件。
char* name：//协议名称
const struct URLProtocol *prot：//协议操作对象（ff_file_protocol、ff_librtmp_protocol...）
void *priv_data：//协议对象（FileContext、LibRTMPContext)
3.3 URLProtocol
用于实现协议层抽象的结构体，负责定义如何与特定协议（如文件系统、HTTP、RTSP 等）交互。
4 AVStream
存储音频流或视频流的结构体
//其它
int index：//流的索引值，唯一标识容器中的每个流。
AVRational avg_frame_rate：//平均帧率
//元数据相关
AVCodecParameters *codecpar：//解码器参数，例如编码类型（音频、视频、字幕），采样率，分辨率等。
int64_t duration：//流的持续时间
AVRational time_base：//流的时间基，用于将时间戳转换为秒。
5 AVCodecParameter 和 AVCodecContext
新的 ffmpeg 中
AVStream.codecpar(struct AVCodecParameter) 代替
AVStream.codec(struct AVCodecContext)； AVCodecParameter 是由 AVCodecContext 分离出来的，AVCodecParameter中没有函数
AVCodecContext 结构体仍然是编解码时不可或缺的结构体：avcodec_send_packet 和 avcodec_receive_frame 使用 AVCodecContext
5.1 AVCodecContext
用于表示编解码器的静态描述信息。
5.2 AVCodecParameters
用于存储与媒体流（如音频、视频或字幕）相关的编码参数。ffmpeg3.1引入，用来分离编解码器的参数信息与解码器/编码器的具体实现。
6 AVCodec
表示编解码器的静态描述信息，每一个解码器对应一个AVCodec结构体
1. 查找编解码器
- 使用
avcodec_find_decoder()或avcodec_find_encoder()，通过AVCodec获取解码器或编码器。2. 编解码器初始化
- 在
AVCodecContext中，通过关联AVCodec来完成初始化。
const char *name：//编解码器短名字（形如："h264"）
const char *long_name：//编解码器全称（形如："H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"）
enum AVMediaType type：//媒体类型：视频、音频或字母
enum AVCodecID id：//标示特定的编码器
const AVRational *supported_framerates：//支持的帧率（仅视频）
const enum AVPixelFormat *pix_fmts：//支持的像素格式（仅视频）
const int *supported_samplerates：//支持的采样率（仅音频）
const enum AVSampleFormat *sample_fmts：//支持的采样格式（仅音频）
const uint64_t *channel_layouts：//支持的声道数（仅音频）
7 AVPacket
存储压缩编码数据相关信息的结构体；
例如 从解复用器（
av_read_frame）读取压缩数据包。 将数据包发送到解码器（
avcodec_send_packet）。 解码器将解码后的帧输出为
AVFrame。
AVBufferRef *buf：//管理data指向的数据
uint8_t *data： //压缩编码的数据
int size： //data的大小
int64_t pts： //显示时间戳
int64_t dts： //解码时间戳
int stream_index：//标识该AVPacket所属的视频/音频流
8 AVFrame
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的信息。
1. 初始化和分配
av_frame_alloc()
分配一个新的AVFrame。2. 释放资源
av_frame_unref(AVFrame *frame)
释放帧数据，清空AVFrame的内容。av_frame_free(AVFrame **frame)
释放AVFrame的内存。3. 数据管理
av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align)
为AVFrame分配缓冲区。av_frame_make_writable(AVFrame *frame)
确保AVFrame可写，如果当前数据不可写，会分配新的缓冲区。
uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS]：//解码后原始数据（对视频来说是YUV，RGB，对音频来说是PCM）
int linesize[AV_NUM_DATA_POINTERS]：//data中“一行”数据的大小。注意：未必等于图像的宽，一般大于图像的宽。
int width, height：//视频帧宽和高（1920x1080,1280x720...）
int nb_samples：//音频的一个AVFrame中可能包含多个音频帧，在此标记包含了几个
int format：//解码后原始数据类型（YUV420，YUV422，RGB24...）
int key_frame：//是否是关键帧
enum AVPictureType pict_type：//帧类型（I,B,P...）
AVRational sample_aspect_ratio：//图像宽高比（16:9，4:3...）
int64_t pts：//显示时间戳
int coded_picture_number：//编码帧序号
int display_picture_number：//显示帧序号