ffmpeg 从mp4上提取H264的nalu

转自http://blog.csdn.net/gavinr/article/details/7183499 

1.获取数据

ffmpeg读取mp4中的H264数据，并不能直接得到NALU，文件中也没有储存0x00000001的分隔符。下面这张图为packet.data中的数据


从图中可以发现，packet中的数据起始处没有分隔符(0x00000001), 也不是0x65、0x67、0x68、0x41等字节，所以可以肯定这不是标准的nalu。

其实，前4个字0x000032ce表示的是nalu的长度，从第5个字节开始才是nalu的数据。所以直接将前4个字节替换为0x00000001即可得到标准的nalu数据。


2.获取pps及sps

pps及sps不能从packet获得，而是保存在AVCodecContext的extradata数据域中。如下：




如何从extradata中解析出sps及pps呢？ffmpeg中提供了一个流过滤器"h264_mp4toannexb"完成这项工作，关键代码如下

[cpp] view plaincopyprint?

1. //h264_mp4toannexb_bsf.c  
2. static int h264_mp4toannexb_filter(AVBitStreamFilterContext *bsfc,  
3.                                    AVCodecContext *avctx, const char *args,  
4.                                    uint8_t  **poutbuf, int *poutbuf_size,  
5.                                    const uint8_t *buf, int      buf_size,  
6.                                    int keyframe) {  
7.     H264BSFContext *ctx = bsfc->priv_data;  
8.     uint8_t unit_type;  
9.     int32_t nal_size;  
10.     uint32_t cumul_size = 0;  
11.     const uint8_t *buf_end = buf + buf_size;  
12.   
13.   
14.     /* nothing to filter */  
15.     if (!avctx->extradata || avctx->extradata_size < 6) {  
16.         *poutbuf = (uint8_t*) buf;  
17.         *poutbuf_size = buf_size;  
18.         return 0;  
19.     }  
20.       
21.     //  
22.     //从extradata中分析出SPS、PPS  
23.     //  
24.     /* retrieve sps and pps NAL units from extradata */  
25.     if (!ctx->extradata_parsed) {  
26.         uint16_t unit_size;  
27.         uint64_t total_size = 0;  
28.         uint8_t *out = NULL, unit_nb, sps_done = 0, sps_seen = 0, pps_seen = 0;  
29.         const uint8_t *extradata = avctx->extradata+4;  //跳过前4个字节  
30.         static const uint8_t nalu_header[4] = {0, 0, 0, 1};  
31.   
32.   
33.         /* retrieve length coded size */  
34.         ctx->length_size = (*extradata++ & 0x3) + 1;    //用于指示表示编码数据长度所需字节数  
35.         if (ctx->length_size == 3)  
36.             return AVERROR(EINVAL);  
37.   
38.   
39.         /* retrieve sps and pps unit(s) */  
40.         unit_nb = *extradata++ & 0x1f; /* number of sps unit(s) */  
41.         if (!unit_nb) {  
42.             goto pps;  
43.         } else {  
44.             sps_seen = 1;  
45.         }  
46.   
47.   
48.         while (unit_nb--) {  
49.             void *tmp;  
50.   
51.   
52.             unit_size = AV_RB16(extradata);  
53.             total_size += unit_size+4;  
54.             if (total_size > INT_MAX - FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE ||  
55.                 extradata+2+unit_size > avctx->extradata+avctx->extradata_size) {  
56.                 av_free(out);  
57.                 return AVERROR(EINVAL);  
58.             }  
59.             tmp = av_realloc(out, total_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);  
60.             if (!tmp) {  
61.                 av_free(out);  
62.                 return AVERROR(ENOMEM);  
63.             }  
64.             out = tmp;  
65.             memcpy(out+total_size-unit_size-4, nalu_header, 4);  
66.             memcpy(out+total_size-unit_size,   extradata+2, unit_size);  
67.             extradata += 2+unit_size;  
68. pps:  
69.             if (!unit_nb && !sps_done++) {  
70.                 unit_nb = *extradata++; /* number of pps unit(s) */  
71.                 if (unit_nb)  
72.                     pps_seen = 1;  
73.             }  
74.         }  
75.   
76.   
77.         if(out)  
78.             memset(out + total_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);  
79.   
80.   
81.         if (!sps_seen)  
82.             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: SPS NALU missing or invalid. The resulting stream may not play. ");  
83.         if (!pps_seen)  
84.             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: PPS NALU missing or invalid. The resulting stream may not play. ");  
85.   
86.   
87.         av_free(avctx->extradata);  
88.         avctx->extradata      = out;  
89.         avctx->extradata_size = total_size;  
90.         ctx->first_idr        = 1;  
91.         ctx->extradata_parsed = 1;  
92.     }  
93.   
94.   
95.     *poutbuf_size = 0;  
96.     *poutbuf = NULL;  
97.     do {  
98.         if (buf + ctx->length_size > buf_end)  
99.             goto fail;  //buf为NULL时，以下代码将不再执行  
100.   
101.   
102.         //  
103.         //用于保存数据长度的字节数，是在分析原extradata计算出来的  
104.         //  
105.         if (ctx->length_size == 1) {  
106.             nal_size = buf[0];  
107.         } else if (ctx->length_size == 2) {  
108.             nal_size = AV_RB16(buf);  
109.         } else  
110.             nal_size = AV_RB32(buf);  
111.   
112.   
113.         buf += ctx->length_size;  
114.         unit_type = *buf & 0x1f;  
115.   
116.   
117.         if (buf + nal_size > buf_end || nal_size < 0)  
118.             goto fail;  
119.   
120.   
121.         /* prepend only to the first type 5 NAL unit of an IDR picture */  
122.         if (ctx->first_idr && unit_type == 5) {  
123.             //  
124.             //copy IDR 帧时，需要将sps及pps一同拷贝  
125.             //  
126.             if (alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,  
127.                                avctx->extradata, avctx->extradata_size,  
128.                                buf, nal_size) < 0)  
129.                 goto fail;  
130.             ctx->first_idr = 0;  
131.         } else {  
132.             //  
133.             //非IDR帧，没有sps及pps  
134.             if (alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,  
135.                                NULL, 0,  
136.                                buf, nal_size) < 0)  
137.                 goto fail;  
138.             if (!ctx->first_idr && unit_type == 1)  
139.                 ctx->first_idr = 1;  
140.         }  
141.   
142.   
143.         buf += nal_size;  
144.         cumul_size += nal_size + ctx->length_size;  
145.     } while (cumul_size < buf_size);  
146.   
147.   
148.     return 1;  
149.   
150.   
151. fail:  
152.     av_freep(poutbuf);  
153.     *poutbuf_size = 0;  
154.     return AVERROR(EINVAL);  
155. }  

一般情况下，extradata中包含一个sps、一个pps 的nalu, 从上面的代码中容易看出extradata的数据格式。分析后的sps及pps依然储存在extradata域中，并添加了起始符。从代码中还可以看出，上面的函数会将sps、pps及packet中的数据，都copy到poutbuf指示的内存中，如果不需要copy到指定内存，直接给buf参数传入空值即可。




3.使用ffmpeg的流过滤器获取sps及pps
流过滤器"h264_mp4toannexb", 在av_register_all()函数中会被注册。用法示例如下：

[cpp] view plaincopyprint?

1. int ParseH264ExtraDataInMp4(int stream_id)  
2. {  
3.     uint8_t *dummy = NULL;  
4.     int dummy_size;  
5.     AVBitStreamFilterContext* bsfc =  av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");  
6.   
7.   
8.     if(bsfc == NULL)  
9.     {  
10.         return -1;  
11.     }  
12.   
13.   
14.     av_bitstream_filter_filter(  
15.             bsfc, format_ctx_->streams[stream_id]->codec, NULL, &dummy, &dummy_size, NULL, 0, 0);  

[cpp] view plaincopyprint?

1.     av_bitstream_filter_close(bsfc);  
2.   
3.   
4.     return 0;  
5. }