AVIO内存输入模式

FFmpeg 的 AVIO 内存输入模式使得开发者可以直接在内存中操作多媒体数据流,而不是通过常规的文件I/O。在这种模式下,数据可以从内存中读取或写入,而不是从文件中。这样可以提高效率,降低延迟,并简化某些类型的多媒体应用程序的开发过程。

在FFmpeg库中使用AVIO进行内存读写通常涉及以下步骤:

  1. 初始化AVIO上下文 : 使用avio_alloc_context函数来分配和初始化一个AVIOContext。该函数允许设置一个内存缓冲区和相关的读取和写入函数。AVIOContext是FFmpeg中处理输入/输出操作的核心结构。为了从内存进行读写操作,我们需要使用avio_alloc_context函数来初始化这个结构。这个函数原型如下:
arduino 复制代码
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AVIOContext *avio_alloc_context(
    unsigned char *buffer,
    int buffer_size,
    int write_flag,
    void *opaque,
    int (*read_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),
    int (*write_packet)(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size),
    int64_t (*seek)(void *opaque, int64_t offset, int whence));
  • buffer: 指向为IO操作分配的内存缓冲区的指针,我们要自己指定。
  • buffer_size: 缓冲区的大小,以字节为单位。
  • write_flag: 设置为1表示缓冲区用于写入,0表示用于读取。
  • opaque: 一个指向用户提供的数据的指针,这个数据会被传递给回调函数。比如要从某个视频文件中读取数据,那么就把文件的读指针传进来。
  • read_packet: 一个函数指针,用于从缓冲区中读取数据。注意这里的buf和buf_size都来自于avio_alloc_context的参数,即从它的buf中分配出来的缓冲区。
  • write_packet: 一个函数指针,用于向缓冲区写入数据。
  • seek: 一个函数指针,用于在缓冲区中定位。
  1. 设置自定义读写回调read_packetwrite_packetseek是需要自己来实现的自定义回调函数,用于控制如何从缓冲区读取数据或向其写入数据。这些函数必须按照avio_alloc_context函数所规定的方式实现,以确保正确的操作。

  2. 打开输入或输出流

  • 使用avformat_open_input来打开输入流:

    objectivec 复制代码
    cCopy code
    int avformat_open_input(
        AVFormatContext **ps,
        const char *url,
        AVInputFormat *fmt,
        AVDictionary **options);

    在这里,ps是一个指向未初始化的AVFormatContext指针的指针,这个函数会进行初始化。url通常是文件名或设备名,但因为我们是在内存中操作,所以这里可以是NULL或一些自定义的标识符。fmt是可选的指向AVInputFormat的指针,可以是NULL,以让FFmpeg自动检测格式。

  • 使用avformat_open_output来打开输出流:

    objectivec 复制代码
    cCopy code
    int avformat_open_output(
        AVFormatContext **ctx,
        const char *url,
        AVOutputFormat *oformat,
        AVDictionary **options);

    这个函数用于初始化一个用于写入的AVFormatContext。参数类似于avformat_open_input

  1. 读取和处理数据 : 对于输入,使用如av_read_frame来从输入流中读取数据。对于输出,使用如av_write_frameav_interleaved_write_frame来写入数据。这些函数通过之前设置的AVIO上下文操作数据。

  2. 清理和释放资源 : 在完成所有的读写操作后,要清理和释放所有之前分配的资源。调用avformat_close_input来关闭输入流并释放AVFormatContext。对于输出,调用avformat_free_context。最后释放为avio_alloc_context函数分配的原始缓冲区。

下面是一个简单的使用AVIO内存读取模式的示例代码片段(在C语言环境下):

c 复制代码
#include <libavformat/avformat.h>

static int read_packet(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size) {
    // 这里是自定义读取函数。例如从一个内存缓冲区中读取数据。
    return buf_size;
}

int main() {
    AVIOContext *avio_ctx = NULL;
    uint8_t *buffer = NULL, *avio_ctx_buffer = NULL;
    size_t buffer_size, avio_ctx_buffer_size = 4096;

    // 分配 AVIO 上下文并设置自定义读取函数
    avio_ctx_buffer = av_malloc(avio_ctx_buffer_size);
    if (!avio_ctx_buffer) {
        // 处理分配失败
        return AVERROR(ENOMEM);
    }

    avio_ctx = avio_alloc_context(avio_ctx_buffer, avio_ctx_buffer_size, 0, NULL, &read_packet, NULL, NULL);
    if (!avio_ctx) {
        // 处理分配失败
        return AVERROR(ENOMEM);
    }

    // 使用自定义 AVIO 上下文设置 AVFormatContext
    AVFormatContext *fmt_ctx = avformat_alloc_context();
    if (!fmt_ctx) {
        // 处理分配失败
        return AVERROR(ENOMEM);
    }
    
    fmt_ctx->pb = avio_ctx;

    // 用自定义 AVIO 上下文打开 AVFormatContext
    if (avformat_open_input(&fmt_ctx, NULL, NULL, NULL) < 0) {
        // 处理打开失败
        return AVERROR(ENOMEM);
    }

    // 这里是自定义处理
    // ...

    // 清理和释放资源
    avformat_close_input(&fmt_ctx);
    av_freep(&avio_ctx->buffer);
    av_freep(&avio_ctx);

    return 0;
}

这个示例演示了如何使用AVIO内存读取模式来设置一个自定义的读取函数和一个AVIO上下文。在read_packet函数中实现数据读取逻辑,例如从一个内存缓冲区中读取数据。另外需要设置一个合适的缓冲区大小,并通过avio_alloc_context函数来创建AVIO上下文。

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