FFMPEG-數據結構解釋(AVCodecContext,AVStream,AVFormatCon

AVCodecContext

 這是一個描述編解碼器上下文的數據結構，包含了衆多編解碼器須要的參數信息

 若是是單純使用libavcodec，這部分信息須要調 用者進行初始化；若是是使用整個FFMPEG庫，這部分信息在調用 av_open_input_file和av_find_stream_info的過程當中根據文件的頭信息及媒體流內的頭部信息完成初始化。其中幾個主要 域的釋義以下：

1. extradata/extradata_size： 這個buffer中存放了解碼器可能會用到的額外信息，在av_read_frame中填充。通常來講，首先，某種具體格式的demuxer在讀取格式頭 信息的時候會填充extradata，其次，若是demuxer沒有作這個事情，好比可能在頭部壓根兒就沒有相關的編解碼信息，則相應的parser會繼 續從已經解複用出來的媒體流中繼續尋找。在沒有找到任何額外信息的狀況下，這個buffer指針爲空。

2. time_base：

3. width/height：視頻的寬和高。

4. sample_rate/channels：音頻的採樣率和信道數目。

5. sample_fmt： 音頻的原始採樣格式。

6. codec_name/codec_type/codec_id/codec_tag：編解碼器的信息。

AVStream

 該結構體描述一個媒體流

 主要域的釋義以下，其中大部分域的值能夠由av_open_input_file根據文件頭的信息肯定，缺乏的信息須要經過調用av_find_stream_info讀幀及軟解碼進一步獲取：

1. index/id：index對應流的索引，這個數字是自動生成的，根據index能夠從AVFormatContext::streams表中索引到該流；而id則是流的標識，依賴於具體的容器格式。好比對於MPEG TS格式，id就是pid。

2. time_base：流的時間基準，是一個實數，該流中媒體數據的pts和dts都將以這個時間基準爲粒度。一般，使用av_rescale/av_rescale_q能夠實現不一樣時間基準的轉換。

3. start_time：流的起始時間，以流的時間基準爲單位，一般是該流中第一個幀的pts。

4. duration：流的總時間，以流的時間基準爲單位。

5. need_parsing：對該流parsing過程的控制域。

6. nb_frames：流內的幀數目。

7. r_frame_rate/framerate/avg_frame_rate：幀率相關。

8. codec：指向該流對應的AVCodecContext結構，調用av_open_input_file時生成。

9. parser：指向該流對應的AVCodecParserContext結構，調用av_find_stream_info時生成。

AVFormatContext

   這個結構體描述了一個媒體文件或媒體流的構成和基本信息

 這是FFMpeg中最爲基本的一個結構，是其餘全部結構的根，是一個多媒體文件或流的根本抽象。其中:nb_streams和streams所表示的AVStream結構指針數組包含了全部內嵌媒體流的描述；iformat和oformat指向對應的demuxer和muxer指針；pb則指向一個控制底層數據讀寫的ByteIOContext結構。

•     start_time和duration是從streams數組的各個AVStream中推斷出的多媒體文件的起始時間和長度，以微妙爲單位。

一般，這個結構由av_open_input_file在內部建立並以缺省值初始化部分紅員。可是，若是調用者但願本身建立該結構，則須要顯式爲該結構的一些成員置缺省值——若是沒有缺省值的話，會致使以後的動做產生異常。如下成員須要被關注：

•     probesize

•     mux_rate

•     packet_size

•     flags

•     max_analyze_duration

•     key

•     max_index_size

•     max_picture_buffer

•     max_delay

 

AVPacket

 AVPacket定義在avcodec.h中

 FFMPEG使用AVPacket來暫存解複用以後、解碼以前的媒體數據（一個音/視頻幀、一個字幕包等）及附加信息（解碼時間戳、顯示時間戳、時長等）。其中：

•     dts 表示解碼時間戳，pts表示顯示時間戳，它們的單位是所屬媒體流的時間基準。

•     stream_index 給出所屬媒體流的索引；

•     data 爲數據緩衝區指針，size爲長度；

•     duration 爲數據的時長，也是以所屬媒體流的時間基準爲單位；

•     pos 表示該數據在媒體流中的字節偏移量；

•     destruct 爲用於釋放數據緩衝區的函數指針；

•     flags 爲標誌域，其中，最低爲置1表示該數據是一個關鍵幀。

 AVPacket 結構自己只是個容器，它使用data成員指向實際的數據緩衝區，這個緩衝區能夠經過av_new_packet建立，能夠經過     av_dup_packet 拷貝，也能夠由FFMPEG的API產生（如av_read_frame），使用以後須要經過調用av_free_packet釋放。            

av_free_packet調用的是結構體自己的 destruct函數，它的值有兩種狀況：(1)av_destruct_packet_nofree或 0；(2)av_destruct_packet，其中，前者僅僅是將data和size的值清0而已，後者纔會真正地釋放緩衝區。FFMPEG內部使用 AVPacket結構創建緩衝區裝載數據，同時提供destruct函數，若是FFMPEG打算本身維護緩衝區，則將destruct設爲 av_destruct_packet_nofree，用戶調用av_free_packet清理緩衝區時並不可以將其釋放；若是FFMPEG不會再使用 該緩衝區，則將destruct設爲av_destruct_packet，表示它可以被釋放。對於緩衝區不可以被釋放的AVPackt，用戶在使用以前 最好調用av_dup_packet進行緩衝區的克隆，將其轉化爲緩衝區可以被釋放的AVPacket，以避免對緩衝區的不當佔用形成異常錯誤。而 av_dup_packet會爲destruct指針爲av_destruct_packet_nofree的AVPacket新建一個緩衝區，而後將原 緩衝區的數據拷貝至新緩衝區，置data的值爲新緩衝區的地址，同時設destruct指針爲av_destruct_packet。

時間信息

 時間信息用於實現多媒體同步。

 同步的目的在於展現多媒體信息時，可以保持媒體對象之間 固有的時間關係。同步有兩類，一類是流內同步，其主要任務是保證單個媒體流內的時間關係，以知足感知 要求，如按照規定的幀率播放一段視頻；另外一類是流間同步，主要任務是保證不一樣媒體流之間的時間關係，如音頻和視頻之間的關係（lipsync）。

 對於固定速率的媒體，如固定幀率的視頻或固定比特率的音頻，能夠將時間信息（幀率或比特率）置於文件首部（header），如AVI的hdrl List、MP4的moov box，還有一種相對複雜的方案是將時間信息嵌入媒體流的內部，如MPEG TS和Real video，這種方案能夠處理變速率的媒體，亦可有效避免同步過程當中的時間漂移。

 FFMPEG會爲每個數據包打上時間標 籤，以更有效地支持上層應用的同步機制。時間標籤有兩種，一種是DTS，稱爲解碼時間標籤，另外一種是PTS，稱爲顯示時間標籤。對於聲音來講 ，這兩個時間標籤是相同的，但對於某些視頻編碼格式，因爲採用了雙向預測技術，會形成DTS和PTS的不一致。

時間信息的獲取：

 經過調用av_find_stream_info，多媒體應用能夠從AVFormatContext對象中拿到媒體文件的時間信息：主要是總時間長度和開始時間，此外還有與時間信息相關的比特率和文件大小。其中時間信息的單位是AV_TIME_BASE：微秒。