SkeyePlayer源码解析系列之录像写MP4

2023-04-21 09:47:52 浏览数 (2)

SkeyePlayer(Windows)中录像采用GPAC的MP4Box库来封装MP4,下面我将简单介绍MP4的封装调用流程和需要注意的点;

一、GPAC库的编译,GPAC是跨平台的库,windows和linux都能很方便多编译,再次不做过多赘述,大家可去GPAC官网或者Github上下载;

二、创建MP4

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bool SkeyeMP4Writer::CreateMP4File(char*filename,int flag)

{

    SaveFile();

    m_audiostartimestamp=-1;

    m_videostartimestamp=-1;

    if(filename==NULL)

    {

        char filename2[256]={0};

        sprintf(filename2,"%d-gpac%d.mp4",time(NULL),rand());

        p_file=gf_isom_open(filename2,GF_ISOM_OPEN_WRITE,NULL);//打开文件

    }else

        p_file=gf_isom_open(filename,GF_ISOM_OPEN_WRITE,NULL);//打开文件

    if (p_file==NULL)

    {

        return false;

    }

    gf_isom_set_brand_info(p_file,GF_ISOM_BRAND_MP42,0);

    //if(flag&ZOUTFILE_FLAG_VIDEO)

    //{

    //    m_videtrackid=gf_isom_new_track(p_file,0,GF_ISOM_MEDIA_VISUAL,1000);

    //    gf_isom_set_track_enabled(p_file,m_videtrackid,1);

    //}

    //if(flag&ZOUTFILE_FLAG_AUDIO)

    //{

    //    m_audiotrackid=gf_isom_new_track(p_file,0,GF_ISOM_MEDIA_AUDIO,1000);

    //    gf_isom_set_track_enabled(p_file,m_audiotrackid,1);

    //}

    m_nCreateFileFlag = flag;

    return true;

}

创建MP4很简单,调用gf_isom_open函数就能轻松搞定,gf_isom_set_brand_info函数设置当前写MP4的版本为MP4V2;值得注意的地方是:

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1>. 创建文件之前需要对所有的参数进行初始化,以及如果文件正在写入则需要将其关闭,这个操作主要是32位程序写的MP4文件大于4G可能出现不能播放的问题,为了方便写MP4文件进行分片,这个将在系列文章后续中进行讲解;
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2>. 大家可以看到上段代码有屏蔽了部分代码flag&ZOUTFILE_FLAG_VIDEO和flag&ZOUTFILE_FLAG_AUDIO的判断,这两段代码是用来在MP4文件中创建音频轨和视频轨(默认各只创建一个),请注意:如果这里已经创建了音频和视频轨,然而后续的写入过程中如果只写音频或者视频的话,某些播放器可能是播不出来的(比如windows自带的播放器),所以,如果只写音频的话只需要创建音频轨就可以了,视频同理。

三、写入视频H264的SPS和PPS头信息

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bool SkeyeMP4Writer::WriteH264SPSandPPS(unsigned char*sps,int spslen,unsigned char*pps,int ppslen,int width,int height)

{    

    if (m_nCreateFileFlag&ZOUTFILE_FLAG_VIDEO)

    {

        m_videtrackid = gf_isom_new_track(p_file, 0, GF_ISOM_MEDIA_VISUAL, 1000);

        gf_isom_set_track_enabled(p_file, m_videtrackid, 1);

    }

    else

    {

        return false;

    }

    p_videosample=gf_isom_sample_new();

    p_videosample->data=(char*)malloc(1024*1024);

    p_config=gf_odf_avc_cfg_new();    

    gf_isom_avc_config_new(p_file,m_videtrackid,p_config,NULL,NULL,&i_videodescidx);

    gf_isom_set_visual_info(p_file,m_videtrackid,i_videodescidx,width,height);

    GF_AVCConfigSlot m_slotsps={0};

    GF_AVCConfigSlot m_slotpps={0};

    p_config->configurationVersion = 1;

    p_config->AVCProfileIndication = sps[1];

    p_config->profile_compatibility = sps[2];

    p_config->AVCLevelIndication = sps[3];

    m_slotsps.size=spslen;

    m_slotsps.data=(char*)malloc(spslen);

    memcpy(m_slotsps.data,sps,spslen);    

    gf_list_add(p_config->sequenceParameterSets,&m_slotsps);

    m_slotpps.size=ppslen;

    m_slotpps.data=(char*)malloc(ppslen);

    memcpy(m_slotpps.data,pps,ppslen);

    gf_list_add(p_config->pictureParameterSets,&m_slotpps);

    gf_isom_avc_config_update(p_file,m_videtrackid,1,p_config);

    free(m_slotsps.data);

    free(m_slotpps.data);

    return true;

}

首先,通过gf_odf_avc_cfg_new()创建一个设置AVC信息的配置结构p_config,然后对结构中指定的信息,如:长,宽,SPS和PPS等关键参数写入配置结构,调用gf_isom_avc_config_update函数写入参数信息;当然这里只是H264格式的参数设置,像其他的格式比如H265的设置也类似,这将在后续系列中进行讲解;

四、写入音频AAC头信息

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//写入AAC信息

bool SkeyeMP4Writer::WriteAACInfo(unsigned char*info,int len, int nSampleRate, int nChannel, int nBitsPerSample)

{

    if (m_nCreateFileFlag&ZOUTFILE_FLAG_AUDIO)

    {

        m_audiotrackid = gf_isom_new_track(p_file, 0, GF_ISOM_MEDIA_AUDIO, 1000);

        gf_isom_set_track_enabled(p_file, m_audiotrackid, 1);

    }

    else

    {

        return false;

    }

    p_audiosample=gf_isom_sample_new();

    p_audiosample->data=(char*)malloc(1024*10);

    GF_ESD*esd=    gf_odf_desc_esd_new(0);

    esd->ESID=gf_isom_get_track_id(p_file,m_audiotrackid);

    esd->OCRESID=gf_isom_get_track_id(p_file,m_audiotrackid);

    esd->decoderConfig->streamType=0x05;

    esd->decoderConfig->objectTypeIndication=0x40;//0x40;

    esd->slConfig->timestampResolution=1000;//1000;//时间单元    

    esd->decoderConfig->decoderSpecificInfo=(GF_DefaultDescriptor*)gf_odf_desc_new(GF_ODF_DSI_TAG);

    esd->decoderConfig->decoderSpecificInfo->data=(char*)malloc(len);

    memcpy(esd->decoderConfig->decoderSpecificInfo->data,info,len);

    esd->decoderConfig->decoderSpecificInfo->dataLength=len;

    GF_Err gferr=gf_isom_new_mpeg4_description(p_file, m_audiotrackid, esd,  NULL, NULL, &i_audiodescidx);

    if (gferr!=0)

    {

//        TRACE("mpeg4_description:%dn",gferr);

    }

    gferr=gf_isom_set_audio_info(p_file,m_audiotrackid,i_audiodescidx, nSampleRate,nChannel, nBitsPerSample);//44100 2 16

    if (gferr!=0)

    {

//        TRACE("gf_isom_set_audio:%dn",gferr);

    }

    free(esd->decoderConfig->decoderSpecificInfo->data);

    return true;

}

调几个 API就搞定了,一如既往的简单--!,这里说一下一些关键参数的配置:

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1> esd->decoderConfig->streamType=0x05,这里的0x05标示为AAC,当然还指出其他的类型,如MP3,AC3等等,具体可查询MP4BOX相关文档获取;
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2> 函数出入的头两个参数大家看起来有点费解,这里表示的是音频解码参数组合的一个串,具体格式解析如下:(这个本来想单独开一篇博客来专门阐述的,但是鉴于没多少内容就在这里一并表述出来)
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    看下面代码段:
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        //         前五位为 AAC object types  LOW          2

        //         接着4位为 码率index        16000        8

        //         采样标志标准:

        //    static unsigned long tnsSupportedSamplingRates[13] = //音频采样率标准(标志),下标为写入标志

        //    { 96000,88200,64000,48000,44100,32000,24000,22050,16000,12000,11025,8000,0 };

        //         接着4位为 channels 个数                 2

        //        最后3位用0补齐

        //         应打印出的正确2进制形式为  00010 | 1000 | 0010 | 000

        //                                      2       8      2

        //  BYTE ubDecInfoBuff[] =  {0x12,0x10};//00010 0100 0010 000

        //音频采样率标准(标志),下标为写入标志

        unsigned long tnsSupportedSamplingRates[13] = { 96000,88200,64000,48000,44100,32000,24000,22050,16000,12000,11025,8000,0 };

        int nI = 0;

        for ( nI = 0; nI<13; nI  )

        {

            if (tnsSupportedSamplingRates[nI] == sample_rate )

            {

                break;

            }

        }

        unsigned char ucDecInfoBuff[2] = {0x12,0x10};//

        unsigned short  nDecInfo = (1<<12) | (nI << 7) | (channels<<3);

        int nSize = sizeof(unsigned short);

        memcpy(ucDecInfoBuff, &nDecInfo, nSize);

        SWAP(ucDecInfoBuff[0], ucDecInfoBuff[1]);

        int unBuffSize = sizeof(ucDecInfoBuff)*sizeof(unsigned char);

大家看懂了吧,比如现在有个表示解码信息的串为 00010 | 0100 | 0010 | 000 ,那么它则表示为AAC-LC 44100采样率 双声道音频,是不是很好理解呢!!!

五、解析H264帧写入MP4

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限于篇幅,这里就不贴代码了(否则有靠代码凑字数的嫌疑,虽然我已经贴了好多了 ,哈哈哈......),下面用文字描述,分三步走:
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1> 解析H264 nal头,获取SPS和PPS, 因为我们已经通过设置函数设置了SPS和PPS等解码关键信息,所以我们写入文件时,H264帧将转换为AVC格式,什么意思,就是说将以00000001以及000001开头的NAL单元转换为以该NAL单元的长度来填满该四个字节(注意:所有的H264帧中的0x00000001和0x000001都要替换成NAL的长度,否则未替换的部分解码会花屏),默认三个字节的000001也用四个字节补齐,这主要是见于一帧多NAL的情况,这里有疑问我将在后续系列文章中讲解;
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2> 写入SPS和PPS头;
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3> 写入以NAL长度为头四个字节的AVC帧,具体实现如下:
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//写入一帧,前四字节为该帧NAL长度

bool SkeyeMP4Writer::WriteVideoFrame(unsigned char*data,int len,bool keyframe,long timestamp)

{        

    if (!p_videosample)

    {

        return false;

    }

    if (m_videostartimestamp==-1&&keyframe)

    {

        m_videostartimestamp=timestamp;

    }

    if (m_videostartimestamp!=-1)

    {

        p_videosample->IsRAP=keyframe;

        p_videosample->dataLength=len;

        memcpy(p_videosample->data,data,len);

        p_videosample->DTS=timestamp-m_videostartimestamp;

        p_videosample->CTS_Offset=0;    

        GF_Err gferr=gf_isom_add_sample(p_file,m_videtrackid,i_videodescidx,p_videosample);            

        if (gferr==-1)

        {

            p_videosample->DTS=timestamp-m_videostartimestamp 15;

            gf_isom_add_sample(p_file,m_videtrackid,i_videodescidx,p_videosample);

        }

    }

    return true;

}

六、AAC写入MP4(是否带ADTS头)

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同写视频类似,写音频同样要先写如音频解码参数,上文已经分析过如何写解码参数,这里只需把解码参数信息组织成串,通过WriteAACInfo()函数写入即可。
代码语言:txt复制
写音频数据,实现和视频一样,调用gf_isom_add_sample函数即可;
代码语言:txt复制
需要注意:因为我们已经写入了音频解码信息,那么如果AAC数据中带有ADTS头,则需要去掉则7个字节的头,否则可能部分播放器不能正常播放,ADTS头以 0xFFF 开始;

七、写入MP4封装头,保存文件

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保存文件,释放缓存和系统资源:    
代码语言:txt复制
//保存文件

bool SkeyeMP4Writer::SaveFile()

{

    if (m_psps)

    {

        delete m_psps;

        m_psps = NULL;

    }

    if (m_ppps)

    {

        delete m_ppps;

        m_ppps = NULL;

    }

    m_spslen=0;

    m_ppslen=0;

    if (m_pvps)

    {

        delete m_pvps;

        m_pvps = NULL;

    }

    m_vpslen = 0;

    m_audiostartimestamp=-1;

    m_videostartimestamp=-1;

    if (p_file)

    {

        gf_isom_close(p_file);

        p_file=NULL;

    }

    if(p_config)

    {

    //    delete p_config->pictureParameterSets;

        p_config->pictureParameterSets=NULL;

    //    delete p_config->sequenceParameterSets;

        p_config->sequenceParameterSets=NULL;

        gf_odf_avc_cfg_del(p_config);

        p_config=NULL;

    }

    if (p_hevc_config)

    {

        gf_odf_hevc_cfg_del(p_hevc_config);

        p_hevc_config = NULL;

    }

    if(    p_audiosample)

    {

        if(    p_audiosample->data)

        {

            free(p_audiosample->data);

            p_audiosample->data=NULL;

        }

        gf_isom_sample_del(&p_audiosample);

        p_audiosample=NULL;

    }

    if(    p_videosample)

    {

        if(    p_videosample->data)

        {

            free(p_videosample->data);

            p_videosample->data=NULL;

        }

        gf_isom_sample_del(&p_videosample);

        p_audiosample=NULL;

    }

    m_bwriteaudioinfo = false;

    m_bwritevideoinfo = false;

    return true;

}

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