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ffmpeg之h264格式转yuv

article 2025/1/9 11:38:53

h264格式转yuv详细步骤

初始化FFmpeg库：通过av_register_all()来初始化必要的组件。
打开输入文件并查找解码器：使用avformat_open_input和 avcodec_find_decoder 打开H.264文件，并查找视频流。
分配并配置解码上下文：使用 avcodec_alloc_context3 分配解码上下文，并设置必要的参数。
使用av_parser_init初始化解析器上下文
打开解码器：通过 avcodec_open2 打开解码器。
读取和解码帧：使用 av_parser_parse2 数据经过解析器解析，并使用 avcodec_send_packet 和 avcodec_receive_frame 解码帧。
保存YUV帧到文件：将解码后的YUV帧写入输出文件。
清理资源：释放所有分配的资源，确保没有内存泄漏。

详细代码如下：

#include "ffmpeg.h"
#include <QFile>
#include <QDebug>
extern "C"
{
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/avutil.h>
#include <libavutil/imgutils.h>

}

#define ERROR_BUF(ret) \
    char errbuf[1024]; \
    av_strerror(ret,errbuf,sizeof(errbuf));

//输入缓冲区的大小
#define IN_DATA_SIZE 4096

ffmpegs::ffmpegs()
{

}

static int decode(AVCodecContext *ctx,AVPacket *pkt,AVFrame *frame,QFile &outFile)
{
    //发送压缩数据到解码器
    int ret = avcodec_send_packet(ctx,pkt);
    if(ret < 0)
    {
        ERROR_BUF(ret);
        qDebug() << "avcodec_send_packet error" << errbuf;
        return ret;
    }

    while(true)
    {
        //获取解码后的数据
        ret = avcodec_receive_frame(ctx,frame);
        if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
        {
            return 0;
        } else if (ret < 0)
        {
            ERROR_BUF(ret);
            qDebug() << "avcodec_receive_frame error" << errbuf;
            return ret;
        }

        // 将解码后的数据写入文件
        //写入y平面
        outFile.write((char *) frame->data[0], frame->linesize[0] * ctx->height);
        //写入u平面
        outFile.write((char *) frame->data[1], frame->linesize[1] * ctx->height >> 1);
        //写入v平面
        outFile.write((char *) frame->data[2], frame->linesize[2] * ctx->height >> 2);
    }
}

void ffmpegs::h264Decode(const char *inFileName, videodecodeSpec &out)
{
    //返回结果
    int ret = 0;

    //用来存放读取的文件数据（h264）
    //加上AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE是为了防止某些优化过的reader一次性读取过多导致越界
    char inDataArray[IN_DATA_SIZE + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE];
    char *inData = inDataArray;

    //每次从输入文件中读取的长度（h264）
    //输入缓冲区中，剩下等待进行解码的有效数据长度
    int inLen = 0;
    int inEnd = 0;

    //文件
    QFile inFile(inFileName);
    QFile outFile(out.filename);

    //解码器
    AVCodec *codec = nullptr;
    //上下文
    AVCodecContext *ctx = nullptr;
    //编解码器上下文
    AVCodecParserContext *parserCtx = nullptr;

    //存放编码前的数据(h264)
    AVPacket *pkt = nullptr;
    //存放编码后的数据(yuv)
    AVFrame *frame = nullptr;

    //获取编码器
    //codec = avcodec_find_decoder_by_name("h264");
    codec = avcodec_find_decoder(AV_CODEC_ID_H264);
    if(!codec)
    {
        qDebug() << "decodec not found";
        return;
    }

    //初始化解析器上下文
    //    parserCtx = av_parser_init(codec->id);//根据编码器ID进行初始化
    parserCtx = av_parser_init(AV_CODEC_ID_H264);//根据编码器ID进行初始化
    if(!parserCtx)
    {
        qDebug() << "av_parser_init error";
        return;
    }

    //创建上下文
    ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
    if(!ctx)
    {
        qDebug() << "avcodec_alloc_context3 error";
        goto end;

    }

    //创建AVPacket
    pkt = av_packet_alloc();
    if(!pkt)
    {
        qDebug() << "av_packet_alloc error";
        goto end;
    }

    //创建AVFrame
    frame = av_frame_alloc();
    if(!frame)
    {
        qDebug() << "av_frame_alloc error";
        goto end;
    }

    //打开解码器
    ret = avcodec_open2(ctx,codec,nullptr);
    if(ret < 0)
    {
        ERROR_BUF(ret);
        qDebug() << "avcodec_open2 error" << errbuf;
        goto end;
    }

    //打开文件
    if(!inFile.open(QFile::ReadOnly))
    {
        qDebug() << "file open error:" << inFileName;
        goto end;
    }
    if(!outFile.open(QFile::WriteOnly))
    {
        qDebug() << "file open error:" << out.filename;
        goto end;
    }

    //读取文件数据
    do
    {
        inLen = inFile.read(inDataArray, IN_DATA_SIZE);
        //设置是否到了文件尾部
        inEnd = !inLen;

        //让inData指向数组的首元素
        inData = inDataArray;

        //只要输入缓冲区中还有等待进行解码的数据
        while(inLen > 0 || inEnd)
        {
            //经过解析器解析
            //内部调用的核心是：ff_aac_ac3_parse
            //到了文件尾部(虽然没有读取任何数据，但也要调用av_parser_parse2）
            //经过解析器解析
            ret = av_parser_parse2(parserCtx,ctx,&pkt->data,&pkt->size,
                                   (uint8_t *)inData,inLen,
                                   AV_NOPTS_VALUE,AV_NOPTS_VALUE,0);
            if (ret < 0)
            {
                ERROR_BUF(ret);
                qDebug() << "av_parser_parse2 error" << errbuf;
                goto end;
            }

            //跳过已经解析过的数据
            inData += ret;
            //减去已经解析过的数据大小
            inLen -= ret;

            qDebug() << inEnd << pkt->size << ret;

            //解码
            if(pkt->size > 0)
            {
                if(decode(ctx,pkt,frame,outFile) < 0)
                {
                    goto end;
                }
            }

            //如果到了文件末尾
            if(inEnd) break;
        }
    }while(!inEnd);

    //刷新缓冲区
    //    pkt->data = nullptr;
    //    pkt->size = 0;
    //    decode(ctx,pkt,frame,outFile);
    //刷新缓冲区
    decode(ctx,nullptr,frame,outFile);

    // 设置输出参数
    out.width = ctx->width;
    out.height = ctx->height;
    out.pixFmt = ctx->pix_fmt;
    out.fps = ctx->time_base.num;

end:
    inFile.close();
    outFile.close();
    av_packet_free(&pkt);
    av_frame_free(&frame);
    av_parser_close(parserCtx);
    avcodec_free_context(&ctx);
}