FFMPEG:编码后直接解码包

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使用FFMPEG API,我尝试将x264视频编码为MP4文件,并实时在屏幕上显示当前编码帧(包括编码伪影),并且希望达到0帧延迟。尽管成功地将视频编码到文件中,但我现在无法正确解码刚写入文件的帧。 我尝试将从avcodec_encode_video()返回的数据包数据直接输入avcodec_decode_video2(),但该函数返回-1,cmd输出显示:
[h264 @ 00000000025F0710] non-existing PPS 0 referenced
[h264 @ 00000000025F0710] decode_slice_header error
[h264 @ 00000000025F0710] no frame

这是我用于编码的一些代码:

AVPacket FFMpegEncoder2::write_video_frame(AVFrame* pic, int &numBytes)
{
    int out_size, ret;

    AVPacket pkt;


    /* encode the image */
    out_size = avcodec_encode_video(m_cctx, m_outbuf,
                                        m_outbufSize, pic);
    /* If size is zero, it means the image was buffered. */
    assert(out_size>0) //0 frame delay

    av_init_packet(&pkt);

    if (m_cctx->coded_frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
          pkt.pts = av_rescale_q(m_cctx->coded_frame->pts,m_cctx->time_base, m_video_st->time_base);
    if (m_cctx->coded_frame->key_frame)
          pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
    pkt.stream_index = m_video_st->index;
    pkt.data         = m_outbuf;
    pkt.size         = out_size;

    /* Write the compressed frame to the media file. */
    ret = av_interleaved_write_frame(m_fctx, &pkt);

    if (ret != 0) {
        fprintf(stderr, "Error while writing video frame\n");
        exit(1);
    }
    numBytes = out_size;
    return pkt;
}

然后我将收到的数据包传输到解码器中:
const AVFrame* FFMpegDecoder2::decode(AVPacket* packet){
    AVPacket pkt;
    av_init_packet(&pkt);
    pkt.size = packet->size;
    pkt.data = packet->data;

    int len=0;
    int got_picture=0;


    while (pkt.size > 0) {
            len = avcodec_decode_video2(m_cctx, m_frame, &got_picture, &pkt);
            if (len < 0) {
                fprintf(stderr, "Error while decoding frame %d\n", m_f);
                exit(1);
            }
            if (got_picture) {
                assert(pkt.size==len);
                m_f++;
            }
            pkt.size -= len;
            pkt.data += len;
        }
    assert(got_picture);
    return m_frame;
}

但是如上所述,avcodec_decode_video2()返回-1。

我做错了什么?我需要先将一些头文件数据传递给解码器吗?

//编辑:

如果我设置

m_formatCtx->oformat->flags &= ~AVFMT_GLOBALHEADER;
m_codecctx->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;

然后我可以无误地解码返回的数据包,但生成的mp4文件将是黑色的。
//编辑:以下是我设置解码器的步骤:
FFMpegDecoder2::FFMpegDecoder2(CodecID id)
    : m_codec(NULL)
    , m_cctx(NULL)
{


    /* Initialize libavcodec, and register all codecs and formats. */
    avcodec_register_all();

    m_codec = avcodec_find_decoder(id);
    if (!m_codec) {
        fprintf(stderr, "codec not found\n");
        exit(1);
    }

    m_cctx = avcodec_alloc_context3(m_codec);
    m_cctx->codec = m_codec;
    m_cctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;

    avcodec_open2(m_cctx, m_codec, NULL);

    //alloc frame
    m_frame = avcodec_alloc_frame();
}

这是第一个数据包的内存窗口显示(没有全部复制。第一个数据包的大小为7859):

0x0000000002E66670  00 00 01 06 05 ff ff 55 dc 45 e9 bd e6 d9 48 b7 96 2c d8 20 d9 23 ee ef 78 32 36 34 20 2d 20 63 6f 72 65 20 31 32 30 20 72 32 31 34 36 20 62  .....ÿÿUÜEé.æÙH·–,Ø Ù#îïx264 - core 120 r2146 b
0x0000000002E6669F  63 64 34 31 64 62 20 2d 20 48 2e 32 36 34 2f 4d 50 45 47 2d 34 20 41 56 43 20 63 6f 64 65 63 20 2d 20 43 6f 70 79 6c 65 66 74 20 32 30 30 33  cd41db - H.264/MPEG-4 AVC codec - Copyleft 2003
0x0000000002E666CE  2d 32 30 31 31 20 2d 20 68 74 74 70 3a 2f 2f 77 77 77 2e 76 69 64 65 6f 6c 61 6e 2e 6f 72 67 2f 78 32 36 34 2e 68 74 6d 6c 20 2d 20 6f 70 74  -2011 - http://www.videolan.org/x264.html - opt
0x0000000002E666FD  69 6f 6e 73 3a 20 63 61 62 61 63 3d 30 20 72 65 66 3d 33 20 64 65 62 6c 6f 63 6b 3d 31 3a 30 3a 30 20 61 6e 61 6c 79 73 65 3d 30 78 33 3a 30  ions: cabac=0 ref=3 deblock=1:0:0 analyse=0x3:0
0x0000000002E6672C  78 31 31 33 20 6d 65 3d 68 65 78 20 73 75 62 6d 65 3d 34 20 70 73 79 3d 31 20 70 73 79 5f 72 64 3d 31 2e 30 30 3a 30 2e 30 30 20 6d 69 78 65  x113 me=hex subme=4 psy=1 psy_rd=1.00:0.00 mixe
0x0000000002E6675B  64 5f 72 65 66 3d 31 20 6d 65 5f 72 61 6e 67 65 3d 31 36 20 63 68 72 6f 6d 61 5f 6d 65 3d 31 20 74 72 65 6c 6c 69 73 3d 30 20 38 78 38 64 63  d_ref=1 me_range=16 chroma_me=1 trellis=0 8x8dc
0x0000000002E6678A  74 3d 31 20 63 71 6d 3d 30 20 64 65 61 64 7a 6f 6e 65 3d 32 31 2c 31 31 20 66 61 73 74 5f 70 73 6b 69 70 3d 31 20 63 68 72 6f 6d 61 5f 71 70  t=1 cqm=0 deadzone=21,11 fast_pskip=1 chroma_qp
0x0000000002E667B9  5f 6f 66 66 73 65 74 3d 30 20 74 68 72 65 61 64 73 3d 31 20 73 6c 69 63 65 64 5f 74 68 72 65 61 64 73 3d 30 20 6e 72 3d 30 20 64 65 63 69 6d  _offset=0 threads=1 sliced_threads=0 nr=0 decim
0x0000000002E667E8  61 74 65 3d 31 20 69 6e 74 65 72 6c 61 63 65 64 3d 30 20 62 6c 75 72 61 79 5f 63 6f 6d 70 61 74 3d 30 20 63 6f 6e 73 74 72 61 69 6e 65 64 5f  ate=1 interlaced=0 bluray_compat=0 constrained_
0x0000000002E66817  69 6e 74 72 61 3d 30 20 62 66 72 61 6d 65 73 3d 30 20 77 65 69 67 68 74 70 3d 32 20 6b 65 79 69 6e 74 3d 32 35 20 6b 65 79 69 6e 74 5f 6d 69  intra=0 bframes=0 weightp=2 keyint=25 keyint_mi
0x0000000002E66846  6e 3d 32 20 73 63 65 6e 65 63 75 74 3d 34 30 20 69 6e 74 72 61 5f 72 65 66 72 65 73 68 3d 30 20 72 63 3d 61 62 72 20 6d 62 74 72 65 65 3d 30  n=2 scenecut=40 intra_refresh=0 rc=abr mbtree=0
0x0000000002E66875  20 62 69 74 72 61 74 65 3d 34 30 30 20 72 61 74 65 74 6f 6c 3d 31 2e 30 20 71 63 6f 6d 70 3d 30 2e 36 30 20 71 70 6d 69 6e 3d 30 20 71 70 6d   bitrate=400 ratetol=1.0 qcomp=0.60 qpmin=0 qpm
0x0000000002E668A4  61 78 3d 36 39 20 71 70 73 74 65 70 3d 34 20 69 70 5f 72 61 74 69 6f 3d 31 2e 34 30 20 61 71 3d 31 3a 31 2e 30 30 00 80 00 00 00 01 65 88 84  ax=69 qpstep=4 ip_ratio=1.40 aq=1:1.00.€....eˆ.
0x0000000002E668D3  11 ef ff f8 22 0f 8a 00 02 09 7e 38 00 08 45 c7 00 01 1d c9 39 3d 87 ff e0 ac 13 03 6d 05 f1 00 10 00 10 12 88 04 00 04 02 60 70 4e 2d cc 38  .ïÿø".Š...~8..EÇ...É9=.ÿà¬..m.ñ.....ˆ....`pN-Ì8
0x0000000002E66902  27 16 e6 07 21 1a e6 1c 84 6b 9f f0 f0 27 15 f2 7b 87 ff c1 58 2a 8a 00 04 b8 80 00 58 00 04 02 62 01 03 c1 c1 04 63 07 04 11 88 90 b1 89 0b  '.æ.!.æ..kŸðð'.ò{.ÿÁX*Š..¸€.X...b..ÁÁ.c...ˆ.±..
0x0000000002E66931  1f 2c 11 02 b1 40 00 87 8f a4 f7 0f ff 82 b0 55 06 93 41 c4 10 51 00 00 40 14 00 04 00 a3 b7 35 b7 30 38 26 1e e6 1c 13 0f 73 f2 c1 10 2b 14  .,..±@...¤÷.ÿ.°U.“AÄ.Q..@....£·5·08&.æ...sòÁ.+.
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0x0000000002E6698F  03 84 c2 5c 87 09 84 b9 06 4a e4 a4 ae 08 82 d8 e0 00 20 0f 1d 93 df c3 fe 0b 01 54 50 07 88 a8 80 00 64 09 88 58 88 58 83 84 1d 88 38 41 d8  ..Â\.....J䤮..Øà. ..“ßÃþ..TP.ˆ¨€.d.ˆXˆXƒ..ˆ8AØ
0x0000000002E669BE  f2 c1 10 2b 14 00 08 f8 e0 00 62 38 64 ff 08 70 13 0a c1 d2 e9 b5 5d ba 10 80 09 a2 01 2e 07 04 c2 dc 87 04 c2 dc 81 c8 66 b9 0e 43 35 cb 0f  òÁ.+...øà.b8dÿ.p..ÁÒéµ]º.€.¢....ÂÜ..ÂÜ.Èf..C5Ë.
0x0000000002E669ED  ff c1 10 27 2c 00 7e 8e 00 05 64 e4 f6 1f ff 82 28 a0 00 21 99 e3 80 00 99 ac 70 00 11 39 93 93 d8 7f fe 0a c1 40 34 9a 0b e3 40 00 84 40 01  ÿÁ.',.~Ž..däö.ÿ.( .!™ã€.™¬p..9““Ø.þ.Á@4š.ã@..@.
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以下是编码器的输出(直到第0帧编码之后):

[libx264 @ 00000000005ADAA0] using cpu capabilities: MMX2 SSE2Fast SSSE3 FastShu
ffle SSE4.2
[libx264 @ 00000000005ADAA0] profile High, level 3.0
[libx264 @ 00000000005ADAA0] 264 - core 120 r2146 bcd41db - H.264/MPEG-4 AVC cod
ec - Copyleft 2003-2011 - http://www.videolan.org/x264.html - options: cabac=0 r
ef=3 deblock=1:0:0 analyse=0x3:0x113 me=hex subme=4 psy=1 psy_rd=1.00:0.00 mixed
_ref=1 me_range=16 chroma_me=1 trellis=0 8x8dct=1 cqm=0 deadzone=21,11 fast_pski
p=1 chroma_qp_offset=0 threads=1 sliced_threads=0 nr=0 decimate=1 interlaced=0 b
luray_compat=0 constrained_intra=0 bframes=0 weightp=2 keyint=25 keyint_min=2 sc
enecut=40 intra_refresh=0 rc=abr mbtree=0 bitrate=100 ratetol=1.0 qcomp=0.60 qpm
in=0 qpmax=69 qpstep=4 ip_ratio=1.40 aq=1:1.00
Output #0, mp4, to 'out2.mp4':
    Stream #0:0: Video: h264, yuv420p, 640x480, q=-1--1, 100 kb/s, 90k tbn, 25 t
bc
[mp4 @ 0000000000467570] Encoder did not produce proper pts, making some up.

1
我认为你应该先尝试使用单独的上下文进行解码。 - BlueWanderer
我做这个。那是两个不同的类(FFMpegEncoder2和FFMpegDecoder2),每个都有自己的编码上下文。 - matthias_buehlmann
很奇怪... 你是怎么初始化上下文的?我只是调用了avcodec_alloc_context3、avcodec_open2、avcodec_alloc_frame和avcodec_decode_video2,它就工作了。 - BlueWanderer
我不知道 - 我是一个编码新手,不太清楚应该寻找什么 :) PPS到底是什么?我在第一帧就遇到了错误(我将编码设置为0延迟编码)。 - matthias_buehlmann
可能与https://dev59.com/JGXWa4cB1Zd3GeqPN47i有关。请参考。 - rogerdpack
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1个回答

3
这是我的数据包内容:
00 00 00 01 67 64 00 1F AC 56 24 02 80 DA 10 00 
00 03 00 10 00 00 03 03 C0 F1 83 18 98 00 00 00 
01 68 E8 8E 0B CB 22 C0 00 00 00 01 65 88 82 00 

第一个H.264数据包的前几个字节应该长成这样。
00 00 00 01 ?7 ... 00 00 00 01 ?8 ... 00 00 00 01 ?5

?7 -> sps
?8 -> pps
?5 -> idr picture

可能还有其他的东西,比如?6,就是sei等。但是使用SPS、PPS和idr图片,解码器应该能够正确地初始化自己。

另一种情况可能是数据包包含多个图片(00 00 00 01?5或00 00 00 01?1)。据我所知,解码器无法正确处理带有多个图像的h264数据包。


我的数据包似乎在开头包含一些标头。我已经将第一个数据包的开头添加到了问题中。由于我将编码器设置为零延迟,因此该数据包应该恰好包含一个帧。 - matthias_buehlmann
pps、sps 和 idr 到底是什么?我在谷歌上找不到任何解释。 - matthias_buehlmann
你可以在这里找到这些内容:http://www.itu.int/rec/T-REC-H.264-200305-S/en。你的数据包中缺少SPS和PPS,而x264通常会将它们放置在SEI之前(二进制中的第一个切片)。也许你可以检查编码器的输出是否还有任何数据? - BlueWanderer
你是说我的编码器产生了一个无效的数据包?但我可以用QuickTime播放生成的MP4文件。我已经将编码器输出添加到问题中。 - matthias_buehlmann
在开始编码视频之前,我调用 avformat_write_header(m_fctx, NULL)(其中m_fctx是写入mp4文件的formatContext)- 这个函数是否已经写入了一些数据包?但是如果没有formatContext的编码器似乎无法生成有效的流... - matthias_buehlmann
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