ffmpeg笔记——快速获得H.264视频分辨率的方法

    在使用ffmpeg解码播放TS流的时候（例如之前写过的UDP组播流），在连接时往往需要耗费大量时间。经过debug发现是av_find_stream_info（已抛弃，现在使用的是avformat_find_stream_info）这个方法十分耗时，而且是阻塞的。av_find_stream_info方法主要是获得相应的流信息，其中对我的应用最有用的就是视频的分辨率。在av_find_stream_info中是要不断的读取数据包，解码获得相应的信息，而其中除了分辨率信息以外的东西对我的应用中是无用的。所以，考虑自己手动从H.264码流中解析出视频的分辨率信息。

    以下内容主要参考了这篇文章：http://www./internet/586390.html

       H.264码流的流信息都存储在了特殊的结构中，叫做SPS(Sequence Parameter Set)。要解析SPS就需要知道一些H.264码流的格式信息。

    在H.264码流中，都是以0x00 0x00 0x01 或者 0x00 0x00 0x00 0x01为开始码的（在我的应用中为后者），之后通过检测开始码后第一个字节的后五位是否为7（00111）来判断其是否为SPS。得到SPS之后，就可以解析出视频的分辨率。SPS中有两个成员，pic_width_in_mbs_minus1和pic_height_in_map_units_minus_1，分别表示图像的宽和高，但是要注意的是它们都是以16为单位（在面积上就是以16*16的块为单位）再减1，所以实际的宽是(pic_width_in_mbs_minus1 + 1)*16，高为(pic_height_in_map_units_minus_1+1)*16。

 

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    以下是解析宽高的代码：

001	bool UDPReceiver::getResolution(int channel, int &Width, int& Height)

002

{

003	BYTE *buf = new BYTE[1024];

004

int nLen;

005	AVPacket packet;

006	BOOL bSpsComplete = FALSE;

007	// Find SPS

008	while(!bSpsComplete)

009

{

010	int ret = av_read_frame(m_pFormatContext[channel], &packet);

011	if(packet.flags & AV_PKT_FLAG_KEY)

012

{

013	BYTE* p = packet.data;

014	BYTE last_nal_type = 0;

015	int last_nal_pos = 0;

016	for(int i=0; i<packet.size-5; i++)

017

{

018	p = packet.data + i;

019	if(p[0]==0x00&&p[1]==0x00&&p[2]==0x00&&p[3]==0x01)

020

{

021	if(last_nal_type == 0x67)

022

{

023	nLen = i-last_nal_pos;

024	memcpy(buf, packet.data+last_nal_pos, nLen);

025	bSpsComplete = TRUE;

026

}

027	last_nal_type = p[4];

028	last_nal_pos = i;

029	if(bSpsComplete)

030

{

031

break;

032

}

033

}

034

}

035	if (last_nal_type == 0x67 && bSpsComplete == FALSE)

036

{

037	nLen = packet.size - last_nal_pos;

038	memcpy(buf, packet.data+last_nal_pos, nLen);

039	bSpsComplete = TRUE;

040

}

041

}

042

}

043	// Analyze SPS to find width and height

044	UINT StartBit=0;

045	buf = buf + 4;

046	int forbidden_zero_bit=u(1,buf,StartBit);

047	int nal_ref_idc=u(2,buf,StartBit);

048	int nal_unit_type=u(5,buf,StartBit);

049	if(nal_unit_type==7)

050

{

051	int profile_idc=u(8,buf,StartBit);

052	int constraint_set0_flag=u(1,buf,StartBit);//(buf[1] & 0x80)>>7;

053	int constraint_set1_flag=u(1,buf,StartBit);//(buf[1] & 0x40)>>6;

054	int constraint_set2_flag=u(1,buf,StartBit);//(buf[1] & 0x20)>>5;

055	int constraint_set3_flag=u(1,buf,StartBit);//(buf[1] & 0x10)>>4;

056	int reserved_zero_4bits=u(4,buf,StartBit);

057	int level_idc=u(8,buf,StartBit);

058

059	int seq_parameter_set_id=Ue(buf,nLen,StartBit);

060

061	if( profile_idc == 100 || profile_idc == 110 ||

062	profile_idc == 122 || profile_idc == 144 )

063

{

064	int chroma_format_idc=Ue(buf,nLen,StartBit);

065	if( chroma_format_idc == 3 )

066	int residual_colour_transform_flag=u(1,buf,StartBit);

067	int bit_depth_luma_minus8=Ue(buf,nLen,StartBit);

068	int bit_depth_chroma_minus8=Ue(buf,nLen,StartBit);

069	int qpprime_y_zero_transform_bypass_flag=u(1,buf,StartBit);

070	int seq_scaling_matrix_present_flag=u(1,buf,StartBit);

071

072	int seq_scaling_list_present_flag[8];

073	if( seq_scaling_matrix_present_flag )

074

{

075	for( int i = 0; i < 8; i++ ) {

076	seq_scaling_list_present_flag[i]=u(1,buf,StartBit);

077

}

078

}

079

}

080	int log2_max_frame_num_minus4=Ue(buf,nLen,StartBit);

081	int pic_order_cnt_type=Ue(buf,nLen,StartBit);

082	if( pic_order_cnt_type == 0 )

083	int log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4=Ue(buf,nLen,StartBit);

084	else if( pic_order_cnt_type == 1 )

085

{

086	int delta_pic_order_always_zero_flag=u(1,buf,StartBit);

087	int offset_for_non_ref_pic=Se(buf,nLen,StartBit);

088	int offset_for_top_to_bottom_field=Se(buf,nLen,StartBit);

089	int num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle=Ue(buf,nLen,StartBit);

090

091	int *offset_for_ref_frame=new int[num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle];

092	for( int i = 0; i < num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle; i++ )

093	offset_for_ref_frame[i]=Se(buf,nLen,StartBit);

094	delete [] offset_for_ref_frame;

095

}

096	int num_ref_frames=Ue(buf,nLen,StartBit);

097	int gaps_in_frame_num_value_allowed_flag=u(1,buf,StartBit);

098	int pic_width_in_mbs_minus1=Ue(buf,nLen,StartBit);

099	int pic_height_in_map_units_minus1=Ue(buf,nLen,StartBit);

100

101	Width=(pic_width_in_mbs_minus1+1)*16;

102	Height=(pic_height_in_map_units_minus1+1)*16;

103

104	return true;

105

}

106

else

107

{

108	return false;

109

}

110

}

111

112	// Ue find the num of zeros and get (num+1) bits from the first 1, and

113	// change it to decimal

114	// e.g. 00110 -> return 6(110)

115	UINT UDPReceiver::Ue(BYTE *pBuff, UINT nLen, UINT &nStartBit)

116

{

117	//计算0bit的个数

118	UINT nZeroNum = 0;

119	while (nStartBit < nLen * 8)

120

{

121	if (pBuff[nStartBit / 8] & (0x80 >> (nStartBit % 8))) //&:按位与，%取余

122

{

123

break;

124

}

125	nZeroNum++;

126	nStartBit++;

127

}

128	nStartBit ++;

129

130

131

//计算结果

132	DWORD dwRet = 0;

133	for (UINT i=0; i<nZeroNum; i++)

134

{

135	dwRet <<= 1;

136	if (pBuff[nStartBit / 8] & (0x80 >> (nStartBit % 8)))

137

{

138	dwRet += 1;

139

}

140	nStartBit++;

141

}

142	return (1 << nZeroNum) - 1 + dwRet;

143

}

144

145	int UDPReceiver::Se(BYTE *pBuff, UINT nLen, UINT &nStartBit)

146

{

147	int UeVal=Ue(pBuff,nLen,nStartBit);

148	double k=UeVal;

149	int nValue=std::ceil(k/2);//ceil函数：ceil函数的作用是求不小于给定实数的最小整数。ceil(2)=ceil(1.2)=cei(1.5)=2.00

150	if (UeVal % 2==0)

151	nValue=-nValue;

152	return nValue;

153

}

154

155	// u Just returns the BitCount bits of buf and change it to decimal.

156	// e.g. BitCount = 4, buf = 01011100, then return 5(0101)

157	DWORD UDPReceiver::u(UINT BitCount,BYTE * buf,UINT &nStartBit)

158

{

159	DWORD dwRet = 0;

160	for (UINT i=0; i<BitCount; i++)

161

{

162	dwRet <<= 1;

163	if (buf[nStartBit / 8] & (0x80 >> (nStartBit % 8)))

164

{

165	dwRet += 1;

166

}

167	nStartBit++;

168

}

169	return dwRet;

170

}