AVPacket實現視頻數據傳輸的核心結構體

一、AVPacket簡述

AVPacket是FFmpeg中實現視頻、音頻等傳輸的核心結構體之一，它用於存儲壓縮編碼後的視頻、音頻數據，是從輸入端到輸出端、從一個處理單元到另一個處理單元之間的橋樑。

AVPacket的結構體定義如下：

/**
 * 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主要成員變數有buf、pts、dts、data等等，下面將對其中重要的成員變數進行詳細的闡述。

二、pts和dts的作用

pts和dts（Presentation Time Stamp和Decode Time Stamp）在AVPacket中扮演著十分重要的角色。它們分別表示解碼後的圖像和聲音應該在什麼時間顯示和播放。

pts即為顯示時間戳，展現了解碼後的圖像應該在哪個時間顯示，其單位一般是微秒（us），它和視頻播放時間是直接相關的。

AVRational time_base;   // 時基，用於將時間戳pts從AV_TIME_BASE單位轉換為當前時間單位
int64_t pts;            // 顯示時間戳
int64_t dts;            // 解碼時間戳

AVPacket中的AVRational time_base可用於將pts從AV_TIME_BASE單位轉換為當前時間單位，其中AV_TIME_BASE的值為1000000，因此在使用pts進行視頻播放時，可以使用如下公式將pts值計算出來：

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

其中stream_ctx->time_base表示流的時基，av_q2d將AVRational類型轉化為double類型。

dts即為解碼時間戳，是指解碼器在解碼過程中，使用到該視頻幀的時間戳。

三、buf的作用

AVPacket中的buf表示視頻數據緩存區，用於存儲壓縮編碼後的視頻、音頻數據。buf一般都會被賦值為AVBufferRef類型。

AVBufferRef是用於解決數據拷貝和內存管理問題而設計的，它通過創建引用計數AVBuffer和AVBufferPool，來達到減少內存拷貝的效果。AVBufferRef的結構體定義如下：

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

    ...
} AVBufferRef;

其中AVBufferRef包含了一個AVBuffer類型指針，通過buffer來對AVBuffer和AVBufferPool進行引用計數和內存管理。

四、AVPacket的使用

AVPacket的使用主要分為以下三步：

1、初始化AVPacket

使用av_packet_alloc函數對AVPacket進行初始化，其中AVPacket的內存空間都會被FFmpeg自動分配。初始化後，需要對AVPacket進行必要的設置和賦值。

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數據

將壓縮後的視頻數據存儲在AVPacket結構體中，並設置pts和dts等時間戳信息，對於音頻數據同理，下面為視頻數據存儲的代碼示例：

AVPacket *pkt = av_packet_alloc();

...

// 將壓縮後的視頻數據存儲在AVPacket結構體中
pkt->data = compressed_data;
pkt->size = compressed_size;
pkt->pts = pts;
pkt->dts = dts;

...

3、釋放AVPacket

使用av_packet_free函數對AVPacket進行釋放操作。

av_packet_free(&pkt);

五、總結

AVPacket作為FFmpeg中實現視頻、音頻等傳輸的核心結構體之一，在音視頻處理中發揮了十分重要的作用。通過本文的闡述，我們可以清晰地了解到AVPacket的結構體定義、成員變數的作用，以及AVPacket的使用方法，這將為我們在進行音視頻處理時提供極大的幫助。