2019-10-24更新:
ffmpeg4解码H264并使用Qt5显示播放的教程:
http://blog.yundiantech.com/?log=blog&id=41
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以下例子中的代码使用的是ffmpeg2.5.2,我已经放弃它了,也不建议大家看了。
我不打算删除,留着做个纪念吧。
现在,我们已经简单的掌握了h.264数据的结构。是时候干点什么了,那就先来写一个H.264视频播放器吧。。
前面我们开发视频播放器的时候是通过:
avformat_open_input打开视频文件,然后再调用av_read_frame就可以读到一帧帧的数据了,
当然用这样的方法也可以直接打开并读取一个h.264文件,但是这样就违背了我们的初衷了,我们的目的是对上一节《H264数据格式讲解》的实践,因此我们采用C语言的文件操作直接读取文件然后再解析。
一个H264播放器的实现步骤大致如下:
一、从H.264文件中获取一个NALU
从上节可以知道,h264的NALU直接是用帧头(0x00000001或0x000001)隔开的,因此我们就逐个字节搜索,直到遇到h264的帧头,2个帧头之间的数据就是一个Nalu,既视为获取到了一帧h264视频数据。
查找一个nalu数据的代码大致如下:
NALU_t* h264Reader::getNextNal() { ///首先查找第一个起始码 int pos = 0; //记录当前处理的数据偏移量 int StartCode = 0; while(1) { unsigned char* Buf = mH264Buffer + pos; int lenth = mBufferSize - pos; //剩余没有处理的数据长度 if (lenth <= 4) { return NULL; } ///查找起始码(0x000001或者0x00000001) if(Buf[0]==0 && Buf[1]==0 && Buf[2] ==1) //Check whether buf is 0x000001 { StartCode = 3; break; } else if(Buf[0]==0 && Buf[1]==0 && Buf[2] ==0 && Buf[3] ==1) //Check whether buf is 0x00000001 { StartCode = 4; break; } else { //否则 往后查找一个字节 pos++; } } ///然后查找下一个起始码查找第一个起始码 int pos_2 = pos + StartCode; //记录当前处理的数据偏移量 int StartCode_2 = 0; while(1) { unsigned char* Buf = mH264Buffer + pos_2; int lenth = mBufferSize - pos_2; //剩余没有处理的数据长度 if (lenth <= 4) { return NULL; } ///查找起始码(0x000001或者0x00000001) if(Buf[0]==0 && Buf[1]==0 && Buf[2] ==1) //Check whether buf is 0x000001 { StartCode_2 = 3; break; } else if(Buf[0]==0 && Buf[1]==0 && Buf[2] ==0 && Buf[3] ==1) //Check whether buf is 0x00000001 { StartCode_2 = 4; break; } else { //否则 往后查找一个字节 pos_2++; } } /// 现在 pos和pos_2之间的数据就是一个Nalu了 /// 把他取出来 ///由于传递给ffmpeg解码的数据 需要带上起始码 因此这里的nalu带上了起始码 unsigned char* Buf = mH264Buffer + pos; //这帧数据的起始数据(包含起始码) int naluSize = pos_2 - pos; //nalu数据大小 包含起始码 NALU_HEADER *nalu_header = (NALU_HEADER *)Buf; NALU_t * nalu = AllocNALU(naluSize);//分配nal 资源 nalu->startcodeprefix_len = StartCode;//! 4 for parameter sets and first slice in picture, 3 for everything else (suggested) nalu->len = naluSize;//! Length of the NAL unit (Excluding the start code, which does not belong to the NALU) nalu->forbidden_bit = 0;//! should be always FALSE nalu->nal_reference_idc = nalu_header->NRI;//! NALU_PRIORITY_xxxx nalu->nal_unit_type = nalu_header->TYPE;//! NALU_TYPE_xxxx nalu->lost_packets = false;//! true, if packet loss is detected memcpy(nalu->buf, Buf, naluSize);//! contains the first byte followed by the EBSP /// 将这一帧数据去掉 /// 把后一帧数据覆盖上来 int leftSize = mBufferSize - pos_2; memcpy(mH264Buffer, mH264Buffer + pos_2, leftSize); mBufferSize = leftSize; return nalu; }
二、使用ffmpeg解码上面获取到的NALU
1.h264解码器初始化
int H264Decorder::decoder_Init() { /* find the h264 video decoder */ pCodec = avcodec_find_decoder(AV_CODEC_ID_H264); if (!pCodec) { fprintf(stderr, "codec not found "); } pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(pCodec); /* open the coderc */ if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL) < 0) { fprintf(stderr, "could not open codec "); } // Allocate video frame pFrame = avcodec_alloc_frame(); if(pFrame == NULL) return -1; pFrameRGB = avcodec_alloc_frame(); if(pFrameRGB == NULL) return -1; return 0; }
2.解码并转成rgb32
int H264Decorder::decodeH264(uint8_t *inputbuf, int frame_size, uint8_t *&outBuf, int &outWidth, int &outHeight) { intgot_picture; intav_result; AVPacket pkt; av_init_packet(&pkt); pkt.data = inputbuf; pkt.size = frame_size; av_result = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, &pkt); //解码 if (av_result < 0) { fprintf(stderr, "decode failed: inputbuf = 0x%x , input_framesize = %d ", inputbuf, frame_size); return -1; } av_free_packet(&pkt); //前面初始化解码器的时候 并没有设置视频的宽高信息, //因为h264的每一帧数据都带有编码的信息,当然也包括这些宽高信息了,因此解码完之后,便可以知道视频的宽高是多少 //这就是为什么 初始化编码器的时候 需要初始化高度,而初始化解码器却不需要。 //解码器可以直接从需要解码的数据中获得宽高信息,这样也才会符合道理。 //所以一开始没有为bufferRGB分配空间 因为没办法知道 视频宽高 //一旦解码了一帧之后 就可以知道宽高了这时候就可以分配了 if (bufferRGB == NULL) { int width = pCodecCtx->width; int height = pCodecCtx->height; int numBytes = avpicture_get_size(PIX_FMT_RGB32, width,height); bufferRGB = (uint8_t *)av_malloc(numBytes*sizeof(uint8_t)); avpicture_fill((AVPicture *)pFrameRGB, bufferRGB, PIX_FMT_RGB32,width, height); img_convert_ctx = sws_getContext(width,height,pCodecCtx->pix_fmt,width,height,PIX_FMT_RGB32,SWS_BICUBIC, NULL,NULL,NULL); } if (got_picture) { //格式转换 解码之后的数据是yuv420p的 把她转换成 rgb的图像数据 sws_scale(img_convert_ctx, (uint8_t const * const *) pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pFrameRGB->data, pFrameRGB->linesize); outBuf = bufferRGB; outWidth = pCodecCtx->width; outHeight = pCodecCtx->height; } return got_picture; }
三、使用Qt显示图像
直接用QImage加载得到的rgb32数据即可:
//把这个RGB数据 放入QIMage QImage image = QImage((uchar *)bufferRGB, width, height, QImage::Format_RGB32); //然后传给主线程显示 emit sig_GetOneFrame(image.copy(), ++frameNum);
然后在主线程显示出这个QImage即可。
四、播放速度控制
由于H264数据里面没有包含时间戳信息,因此只能根据帧率来做同步,举个栗子:比如视频帧率是15那么我们就每秒钟播放15张图像,既在显示完一帧图像后,延时(1000/15)毫秒,当然严格来说这个延时不大合理,因为他没有考虑解码消耗的时间,但我们不管他,有兴趣的自己去完善修改。
另外需要注意的是:视频帧率是在h264的Nalu数据里面的,因此需要成功解码一帧图像后才能获取到帧率信息。
主要代码大致如下:
void ReadH264FileThread::run() { mH264Decorder->decoder_Init(); char fileName[512] = {0}; strcpy(fileName, mFileName.toLocal8Bit()); //GBK编码 FILE *fp = fopen(fileName,"rb"); if (fp == NULL) { qDebug("H264 file not exist!"); } int frameNum = 0; //当前播放的帧序号 while(!feof(fp)) { char buf[10240]; int size = fread(buf, 1, 1024, fp);//从h264文件读1024个字节 (模拟从网络收到h264流) int nCount = mH264Reader->inputH264Data((uchar*)buf,size); while(1) { //从前面读到的数据中获取一个nalu NALU_t* nalu = mH264Reader->getNextNal(); if (nalu == NULL) break; uint8_t *bufferRGB; int width; int height; mH264Decorder->decodeH264(nalu->buf, nalu->len, bufferRGB, width, height); int frameRate = mH264Decorder->getFrameRate(); //获取帧率 /// h264裸数据不包含时间戳信息因此只能根据帧率做同步 /// 需要成功解码一帧后 才能获取到帧率 /// 为0说明还没获取到 则直接显示 if (frameRate != 0) { msleep(1000/frameRate); } //把这个RGB数据 放入QIMage QImage image = QImage((uchar *)bufferRGB, width, height, QImage::Format_RGB32); //然后传给主线程显示 emit sig_GetOneFrame(image.copy(), ++frameNum); } } mH264Decorder->decoder_UnInit(); }
至此,一个完整的h264播放器就完成了。
H264测试文件下载地址:https://download.csdn.net/download/qq214517703/10422777
完整工程下载地址:https://download.csdn.net/download/qq214517703/10423384
======Bug修复 Begin =======
2019-01-18更新:
1.修复部分h264文件,一帧存在多个slice,播放花屏的问题。
下载地址:https://download.csdn.net/download/qq214517703/10924057
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