AVPacket实现视频数据传输的核心结构体

NDME • 2024-10-04 00:21 • 编程

一、AVPacket简述

AVPacket是FFmpeg中实现视频、音频等传输的核心结构体之一，它用于存储压缩编码后的视频、音频数据，是从输入端到输出端、从一个处理单元到另一个处理单元之间的桥梁。

AVPacket的结构体定义如下：

/**
 * This structure stores compressed data. It is typically exported by demuxers
 * and then passed as input to decoders, or received as output from encoders and
 * then passed to muxers.
 */
typedef struct AVPacket {
    /**
     * A reference to the reference-counted buffer where the packet data is stored.
     * May be NULL, then the packet data is not reference-counted.
     */
    AVBufferRef *buf;

    ...
} AVPacket;

AVPacket主要成员变量有buf、pts、dts、data等等，下面将对其中重要的成员变量进行详细的阐述。

二、pts和dts的作用

pts和dts（Presentation Time Stamp和Decode Time Stamp）在AVPacket中扮演着十分重要的角色。它们分别表示解码后的图像和声音应该在什么时间显示和播放。

pts即为显示时间戳，展现了解码后的图像应该在哪个时间显示，其单位一般是微秒（us），它和视频播放时间是直接相关的。

AVRational time_base;   // 时基，用于将时间戳pts从AV_TIME_BASE单位转换为当前时间单位
int64_t pts;            // 显示时间戳
int64_t dts;            // 解码时间戳

AVPacket中的AVRational time_base可用于将pts从AV_TIME_BASE单位转换为当前时间单位，其中AV_TIME_BASE的值为1000000，因此在使用pts进行视频播放时，可以使用如下公式将pts值计算出来：

pts = packet.pts * av_q2d(stream_ctx->time_base) * 1000;

其中stream_ctx->time_base表示流的时基，av_q2d将AVRational类型转化为double类型。

dts即为解码时间戳，是指解码器在解码过程中，使用到该视频帧的时间戳。

三、buf的作用

AVPacket中的buf表示视频数据缓存区，用于存储压缩编码后的视频、音频数据。buf一般都会被赋值为AVBufferRef类型。

AVBufferRef是用于解决数据拷贝和内存管理问题而设计的，它通过创建引用计数AVBuffer和AVBufferPool，来达到减少内存拷贝的效果。AVBufferRef的结构体定义如下：

typedef struct AVBufferRef {
    AVBuffer *buffer;
    uint8_t *data;

    ...
} AVBufferRef;

其中AVBufferRef包含了一个AVBuffer类型指针，通过buffer来对AVBuffer和AVBufferPool进行引用计数和内存管理。

四、AVPacket的使用

AVPacket的使用主要分为以下三步：

1、初始化AVPacket

使用av_packet_alloc函数对AVPacket进行初始化，其中AVPacket的内存空间都会被FFmpeg自动分配。初始化后，需要对AVPacket进行必要的设置和赋值。

AVPacket *pkt = av_packet_alloc();

pkt->buf = NULL;
pkt->data = NULL;
pkt->size = 0;
pkt->pts = AV_NOPTS_VALUE;
pkt->dts = AV_NOPTS_VALUE;
pkt->stream_index = -1;

2、填充AVPacket数据

将压缩后的视频数据存储在AVPacket结构体中，并设置pts和dts等时间戳信息，对于音频数据同理，下面为视频数据存储的代码示例：

AVPacket *pkt = av_packet_alloc();

...

// 将压缩后的视频数据存储在AVPacket结构体中
pkt->data = compressed_data;
pkt->size = compressed_size;
pkt->pts = pts;
pkt->dts = dts;

...

3、释放AVPacket

使用av_packet_free函数对AVPacket进行释放操作。

av_packet_free(&pkt);

五、总结

AVPacket作为FFmpeg中实现视频、音频等传输的核心结构体之一，在音视频处理中发挥了十分重要的作用。通过本文的阐述，我们可以清晰地了解到AVPacket的结构体定义、成员变量的作用，以及AVPacket的使用方法，这将为我们在进行音视频处理时提供极大的帮助。

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