FFMpeg 实现视频编码、解码

article/2025/10/15 20:28:08

FFMpeg 作为音视频领域的开源工具，它几乎可以实现所有针对音视频的处理，本文主要利用 FFMpeg 官方提供的 SDK 实现音视频最简单的几个实例：编码、解码、封装、解封装、转码、缩放以及添加水印。

接下来会由发现问题－＞分析问题－＞解决问题－＞实现方案，循序渐进的完成。

FFMpeg 编码实现

本例子实现的是将视频域 YUV 数据编码为压缩域的帧数据，编码格式包含了 H.264/H.265/MPEG1/MPEG2 四种 CODEC 类型。

实现的过程，可以大致用如下图表示:

从图中可以大致看出视频编码的流程:

首先要有未压缩的 YUV 原始数据。
其次要根据想要编码的格式选择特定的编码器。
最后编码器的输出即为编码后的视频帧。

根据流程可以推倒出大致的代码实现：

存放待压缩的 YUV 原始数据。此时可以利用 FFMpeg 提供的 AVFrame 结构体，并根据 YUV 数据来填充 AVFrame　结构的视频宽高、像素格式；根据视频宽高、像素格式可以分配存放数据的内存大小，以及字节对齐情况。
获取编码器。利用想要压缩的格式，比如　H.264/H.265/MPEG1/MPEG2 等，来获取注册的编解码器，编解码器在 FFMpeg 中用 AVCodec 结构体表示，对于编解码器，肯定要对其进行配置，包括待压缩视频的宽高、像素格式、比特率等等信息，这些信息，FFMpeg 提供了一个专门的结构体 AVCodecContext 结构体。
存放编码后压缩域的视频帧。FFMpeg 中用来存放压缩编码数据相关信息的结构体为 AVPacket。最后将 AVPacket 存储的压缩数据写入文件即可。

AVFrame 结构体的分配使用av_frame_alloc()函数，该函数会对 AVFrame 结构体的某些字段设置默认值，它会返回一个指向 AVFrame 的指针或 NULL指针(失败)。

AVFrame 结构体的释放只能通过av_frame_free()来完成。

注意，该函数只能分配 AVFrame 结构体本身，不能分配它的 data buffers 字段指向的内容，该字段的指向要根据视频的宽高、像素格式信息手动分配，本例使用的是av_image_alloc()函数。

代码实现大致如下：

//allocate AVFrame struct
AVFrame *frame = NULL;
frame = av_frame_alloc();
if(!frame){printf("Alloc Frame Fail\n");return -1;
}//fill AVFrame struct fields
frame->width = width;
frame->height = height;
frame->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;//allocate AVFrame data buffers field point
ret = av_image_alloc(frame->data, frame->linesize, frame->width, frame->height, frame->pix_fmt, 32);
if(ret < 0){printf("Alloc Fail\n");return -1;
}//write input file data to frame->data buffer
fread(frame->data[0], 1, frame->width*frame->height, pInput_File);
...
av_frame_free(frame);

编解码器相关的 AVCodec 结构体的分配使用avcodec_find_encoder(enum AVCodecID id)完成，该函数的作用是找到一个与 AVCodecID 匹配的已注册过得编码器；成功则返回一个指向 AVCodec ID 的指针，失败返回 NULL 指针。

该函数的作用是确定系统中是否有该编码器，只是能够使用编码器进行特定格式编码的最基本的条件，要想