ffmpeg实现视频的合成与分割

视频合成与分割程序使用    

    作者开发了一款软件，可以实现对视频的合成和分割，界面如下：

     播放时，可以选择多个视频源；在选中“保存视频”情况下，会将多个视频源合成一个视频。如果只取一个视频源中一段视频，就实现了视频分割。下载视频合成与分割程序。

      对视频的处理采用了ffmpeg库。作者在此库的基础上，做了进一步封装，使用起来更加简便。

 底层处理逻辑可用如下函数表示：

bool InitVideo();
bool AddImage(unsigned char* imageFileBuffer, int bufferSize);
bool CloseVideo();

    可见底层函数是十分简洁的；  但是ffmpeg函数调用复杂，使用起来不便； 将ffmpeg封装亦非易事；本文就讲述对ffmpeg封装的过程。

视频编码与解码

　   对视频的处理分为两种：解码和编码。视频播放属于解码，视频生成属于编码。视频播放方面的文章和例子很多；我也写过一篇文章《使用Emgu.CV开发视频播放器简述》。

      视频其实就是连续的图片，编码的作用就是压缩图片，减小视频文件的占用。可以把视频文件想象成容器，把一些列图片放入容器，经过编码，生成标准格式的视频文件（如mp4），这个过程就是编码；

      把不同视频来源的图片放入容器，就实现了视频的合成；把视频中某段包含的图片放入容器，就实现了视频的分割。只要实现了对多个图片到视频的编码，就实现了视频的合成和分割。

初始化编码器，包括选择编码器，生成输入流，写入文件头等操作。

bool ImageToVideo::InitVideo()
{InitFfmpeg();AVFormatContext* pFormatCtx = NULL;_errnum = avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, _destVideoFileName.c_str());if (_errnum < 0){av_strerror(_errnum, _errbuf, sizeof(_errbuf));return false;}_initFree.pFormatCtx = pFormatCtx;// h264视频编码器const AVCodec* vcodec = avcodec_find_encoder(AVCodecID::AV_CODEC_ID_H264);if (!vcodec){return false;}// 创建编码器上下文AVCodecContext* pVideoCodecCtx = avcodec_alloc_context3(vcodec);if (!pVideoCodecCtx){return false;}_initFree.pVideoCodecCtx = pVideoCodecCtx;// 比特率、宽度、高度pVideoCodecCtx->bit_rate = 4000000;pVideoCodecCtx->width = _videoWidth; // 视频宽度pVideoCodecCtx->height = _videoHeight; // 视频高度// 时间基数、帧率pVideoCodecCtx->time_base = { 1, 25 };pVideoCodecCtx->framerate = { 25, 1 };// 关键帧间隔pVideoCodecCtx->gop_size = 10;// 不使用b帧pVideoCodecCtx->max_b_frames = 0;// 帧、编码格式pVideoCodecCtx->pix_fmt = AVPixelFormat::AV_PIX_FMT_YUV420P;pVideoCodecCtx->codec_id = AVCodecID::AV_CODEC_ID_H264;// 预设：快速av_opt_set(pVideoCodecCtx->priv_data, "preset", "superfast", 0);// 全局头pVideoCodecCtx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;_errnum = avcodec_open2(pVideoCodecCtx, vcodec, NULL);if (_errnum < 0){return false;}// 为封装器创建视频流AVStream* pVideoStream = avformat_new_stream(pFormatCtx, NULL);if (!pVideoStream){return false;}_initFree.pVideoStream = pVideoStream;pVideoStream->codec->codec_tag = 0;pVideoStream->codecpar->codec_tag = 0;// 配置视频流的编码参数avcodec_parameters_from_context(pVideoStream->codecpar, pVideoCodecCtx);// 打开输出流IO_errnum = avio_open(&pFormatCtx->pb, _destVideoFileName.c_str(), AVIO_FLAG_WRITE); // 打开AVIO流if (_errnum < 0){avio_close(pFormatCtx->pb);return false;}_errnum = avformat_write_header(pFormatCtx, NULL);if (_errnum < 0){return false;}return true;
}

添加图片

1 对添加的图片缩放处理：

SwsContext* pSwsCtx = sws_getContext(imageWidth, imageHeight, srcFormat, _initFree.pVideoCodecCtx->width, _initFree.pVideoCodecCtx->height, AVPixelFormat::AV_PIX_FMT_YUV420P, // 输出SWS_BICUBIC, 0, 0, 0);

2 发送frame ，接收编码后的packet

vframe->pts = vpts++;
_errnum = avcodec_send_frame(_initFree.pVideoCodecCtx, vframe);
if (_errnum < 0)
{// cout << "avcodec_send_frame failed" << endl;av_frame_free(&vframe);return false;
}// 视频编码报文
AVPacket* packet = av_packet_alloc();
int writeCount = 0;while (true)
{_errnum = avcodec_receive_packet(_initFree.pVideoCodecCtx, packet);if (_errnum < 0 || packet->size <= 0){int e1 = AVERROR_EOF;int e2 = AVERROR(EAGAIN);if (writeCount == 0){av_frame_free(&vframe);av_packet_free(&packet);// cout << "avcodec_receive_packet failed" << endl;return false;}else{break;}}

编码完成：写入文件尾数据，释放资源

_errnum = av_write_trailer(_initFree.pFormatCtx);
if (_errnum != 0)
{return false;
}if (pFormatCtx != NULL)
{avio_closep(&pFormatCtx->pb);avformat_close_input(&pFormatCtx);
}if (pVideoCodecCtx != NULL)
{avcodec_close(pVideoCodecCtx);avcodec_free_context(&pVideoCodecCtx);
}if (pSwsCtx != NULL)
{sws_freeContext(pSwsCtx);
}

后记：对于视频的合成和分割，网上有不少这方面的文章，大都是讲述如何使用ffmpeg工具操作，这些方法不灵活，很难满足个性化的需求。本文从视频最基本的原理剖析，实现了图片合成视频的功能；这样就为上层丰富多彩的应用打开了大门。

       比如 将两个视频文件合成到一个播放画面；处理过程为：同时读取两个视频源的文件，将两个图片拼接，再放入视频容器。