ffmpeg 从mp4上提取H264的nalu

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?

//h264_mp4toannexb_bsf.c

static int h264_mp4toannexb_filter(AVBitStreamFilterContext *bsfc,

AVCodecContext *avctx, const char *args,

uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size,

const uint8_t *buf, int buf_size,

int keyframe) {

H264BSFContext *ctx = bsfc->priv_data;

uint8_t unit_type;

int32_t nal_size;

uint32_t cumul_size = 0;

const uint8_t *buf_end = buf + buf_size;

/* nothing to filter */

if (!avctx->extradata || avctx->extradata_size < 6) {

*poutbuf = (uint8_t*) buf;

*poutbuf_size = buf_size;

return 0;

}

//

//从extradata中分析出SPS、PPS

//

/* retrieve sps and pps NAL units from extradata */

if (!ctx->extradata_parsed) {

uint16_t unit_size;

uint64_t total_size = 0;

uint8_t *out = NULL, unit_nb, sps_done = 0, sps_seen = 0, pps_seen = 0;

const uint8_t *extradata = avctx->extradata+4; //跳过前4个字节

static const uint8_t nalu_header[4] = {0, 0, 0, 1};

/* retrieve length coded size */

ctx->length_size = (*extradata++ & 0x3) + 1; //用于指示表示编码数据长度所需字节数

if (ctx->length_size == 3)

return AVERROR(EINVAL);

/* retrieve sps and pps unit(s) */

unit_nb = *extradata++ & 0x1f; /* number of sps unit(s) */

if (!unit_nb) {

goto pps;

} else {

sps_seen = 1;

}

while (unit_nb--) {

void *tmp;

unit_size = AV_RB16(extradata);

total_size += unit_size+4;

if (total_size > INT_MAX - FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE ||

extradata+2+unit_size > avctx->extradata+avctx->extradata_size) {

av_free(out);

return AVERROR(EINVAL);

}

tmp = av_realloc(out, total_size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);

if (!tmp) {

av_free(out);

return AVERROR(ENOMEM);

}

out = tmp;

memcpy(out+total_size-unit_size-4, nalu_header, 4);

memcpy(out+total_size-unit_size, extradata+2, unit_size);

extradata += 2+unit_size;

pps:

if (!unit_nb && !sps_done++) {

unit_nb = *extradata++; /* number of pps unit(s) */

if (unit_nb)

pps_seen = 1;

}

}

if(out)

memset(out + total_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);

if (!sps_seen)

av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: SPS NALU missing or invalid. The resulting stream may not play.\n");

if (!pps_seen)

av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Warning: PPS NALU missing or invalid. The resulting stream may not play.\n");

av_free(avctx->extradata);

avctx->extradata = out;

avctx->extradata_size = total_size;

ctx->first_idr = 1;

ctx->extradata_parsed = 1;

}

*poutbuf_size = 0;

*poutbuf = NULL;

do {

if (buf + ctx->length_size > buf_end)

goto fail; //buf为NULL时，以下代码将不再执行

//

//用于保存数据长度的字节数，是在分析原extradata计算出来的

//

if (ctx->length_size == 1) {

nal_size = buf[0];

} else if (ctx->length_size == 2) {

nal_size = AV_RB16(buf);

} else

nal_size = AV_RB32(buf);

buf += ctx->length_size;

unit_type = *buf & 0x1f;

if (buf + nal_size > buf_end || nal_size < 0)

goto fail;

/* prepend only to the first type 5 NAL unit of an IDR picture */

if (ctx->first_idr && unit_type == 5) {

//

//copy IDR 帧时，需要将sps及pps一同拷贝

//

if (alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,

avctx->extradata, avctx->extradata_size,

buf, nal_size) < 0)

goto fail;

ctx->first_idr = 0;

} else {

//

//非IDR帧，没有sps及pps

if (alloc_and_copy(poutbuf, poutbuf_size,

NULL, 0,

buf, nal_size) < 0)

goto fail;

if (!ctx->first_idr && unit_type == 1)

ctx->first_idr = 1;

}

buf += nal_size;

cumul_size += nal_size + ctx->length_size;

} while (cumul_size < buf_size);

return 1;

fail:

av_freep(poutbuf);

*poutbuf_size = 0;

return AVERROR(EINVAL);

}

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?

int ParseH264ExtraDataInMp4(int stream_id)

{

uint8_t *dummy = NULL;

int dummy_size;

AVBitStreamFilterContext* bsfc = av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");

if(bsfc == NULL)

{

return -1;

}

av_bitstream_filter_filter(

bsfc, format_ctx_->streams[stream_id]->codec, NULL, &dummy, &dummy_size, NULL, 0, 0);

[cpp] view plaincopyprint?

av_bitstream_filter_close(bsfc);

return 0;

}