使用libav进行多路复用

Question

我有一个程序，这是应该去多路复用输入mpeg-ts，转码到h264的mpeg2，然后多路复用音频与转码的视频。当我用VLC打开得到的多路复用文件时，我既得不到音频也得不到视频。以下是相关代码。

我的主要工作循环如下：

void
*writer_thread(void *thread_ctx) {

    struct transcoder_ctx_t *ctx = (struct transcoder_ctx_t *) thread_ctx;
    AVStream *video_stream = NULL, *audio_stream = NULL;
    AVFormatContext *output_context = init_output_context(ctx, &video_stream, &audio_stream);
    struct mux_state_t mux_state = {0};

    //from omxtx
    mux_state.pts_offset = av_rescale_q(ctx->input_context->start_time, AV_TIME_BASE_Q, output_context->streams[ctx->video_stream_index]->time_base);

    //write stream header if any
    avformat_write_header(output_context, NULL);

    //do not start doing anything until we get an encoded packet
    pthread_mutex_lock(&ctx->pipeline.video_encode.is_running_mutex);
    while (!ctx->pipeline.video_encode.is_running) {
        pthread_cond_wait(&ctx->pipeline.video_encode.is_running_cv, &ctx->pipeline.video_encode.is_running_mutex);
    }

    while (!ctx->pipeline.video_encode.eos || !ctx->processed_audio_queue->queue_finished) {
        //FIXME a memory barrier is required here so that we don't race 
        //on above variables 

        //fill a buffer with video data 
        OERR(OMX_FillThisBuffer(ctx->pipeline.video_encode.h, omx_get_next_output_buffer(&ctx->pipeline.video_encode)));

        write_audio_frame(output_context, audio_stream, ctx); //write full audio frame 
        //FIXME no guarantee that we have a full frame per packet?
        write_video_frame(output_context, video_stream, ctx, &mux_state); //write full video frame
        //encoded_video_queue is being filled by the previous command

    }

    av_write_trailer(output_context);

    //free all the resources
    avcodec_close(video_stream->codec);
    avcodec_close(audio_stream->codec);
    /* Free the streams. */
    for (int i = 0; i < output_context->nb_streams; i++) {
        av_freep(&output_context->streams[i]->codec);
        av_freep(&output_context->streams[i]);
    }

    if (!(output_context->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        /* Close the output file. */
        avio_close(output_context->pb);
    }


    /* free the stream */
    av_free(output_context);
    free(mux_state.pps);
    free(mux_state.sps);
}

初始化libav输出上下文的代码如下：

static 
AVFormatContext *
init_output_context(const struct transcoder_ctx_t *ctx, AVStream **video_stream, AVStream **audio_stream) {
    AVFormatContext *oc;
    AVOutputFormat *fmt;
    AVStream *input_stream, *output_stream;
    AVCodec *c;
    AVCodecContext *cc;
    int audio_copied = 0; //copy just 1 stream

    fmt = av_guess_format("mpegts", NULL, NULL);
    if (!fmt) {
        fprintf(stderr, "[DEBUG] Error guessing format, dying\n");
        exit(199);
    }

    oc = avformat_alloc_context();
    if (!oc) {
        fprintf(stderr, "[DEBUG] Error allocating context, dying\n");
        exit(200);
    }

    oc->oformat = fmt;
    snprintf(oc->filename, sizeof(oc->filename), "%s", ctx->output_filename);
    oc->debug = 1;
    oc->start_time_realtime = ctx->input_context->start_time;
    oc->start_time = ctx->input_context->start_time;
    oc->duration = 0;
    oc->bit_rate = 0;

    for (int i = 0; i < ctx->input_context->nb_streams; i++) {
        input_stream = ctx->input_context->streams[i];
        output_stream = NULL;
        if (input_stream->index == ctx->video_stream_index) {
            //copy stuff from input video index
            c = avcodec_find_encoder(CODEC_ID_H264);
            output_stream = avformat_new_stream(oc, c);
            *video_stream = output_stream;
            cc = output_stream->codec;
            cc->width = input_stream->codec->width;
            cc->height = input_stream->codec->height;
            cc->codec_id = CODEC_ID_H264;
            cc->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
            cc->bit_rate = ENCODED_BITRATE;
            cc->time_base = input_stream->codec->time_base;

            output_stream->avg_frame_rate = input_stream->avg_frame_rate;
            output_stream->r_frame_rate = input_stream->r_frame_rate;
            output_stream->start_time = AV_NOPTS_VALUE;

        } else if ((input_stream->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) && !audio_copied)  { 
            /* i care only about audio */
            c = avcodec_find_encoder(input_stream->codec->codec_id);
            output_stream = avformat_new_stream(oc, c);
            *audio_stream = output_stream;
            avcodec_copy_context(output_stream->codec, input_stream->codec);
            /* Apparently fixes a crash on .mkvs with attachments: */
            av_dict_copy(&output_stream->metadata, input_stream->metadata, 0);
            /* Reset the codec tag so as not to cause problems with output format */
            output_stream->codec->codec_tag = 0;
            audio_copied = 1;
        }
    }

    for (int i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
        if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
            oc->streams[i]->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
        if (oc->streams[i]->codec->sample_rate == 0)
            oc->streams[i]->codec->sample_rate = 48000; /* ish */
    }

    if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        fprintf(stderr, "[DEBUG] AVFMT_NOFILE set, allocating output container\n");
        if (avio_open(&oc->pb, ctx->output_filename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
            fprintf(stderr, "[DEBUG] error creating the output context\n");
            exit(1);
        }
    }

    return oc;
}

最后，这是编写音频的代码：

static
void
write_audio_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st, struct transcoder_ctx_t *ctx) {
    AVPacket pkt = {0}; // data and size must be 0;
    struct packet_t *source_audio;
    av_init_packet(&pkt);

    if (!(source_audio = packet_queue_get_next_item_asynch(ctx->processed_audio_queue))) {
        return;
    }

    pkt.stream_index = st->index;
    pkt.size = source_audio->data_length;
    pkt.data = source_audio->data;
    pkt.pts = source_audio->PTS;
    pkt.dts = source_audio->DTS;
    pkt.duration = source_audio->duration;
    pkt.destruct = avpacket_destruct;
    /* Write the compressed frame to the media file. */
    if (av_interleaved_write_frame(oc, &pkt) != 0) {
        fprintf(stderr, "[DEBUG] Error while writing audio frame\n");
    }

    packet_queue_free_packet(source_audio, 0);
}

可以从以下位置获取生成的mpeg4文件：http://87.120.131.41/dl/mpeg4.h264

我省略了write_video_frame代码，因为它要复杂得多，而且我在做时基对话时可能会出错。但是对于音频，我是1:1复制的。每个packet_t包包含来自输入mpegts容器的av_read_frame的数据。在最坏的情况下，我希望我的音频正常工作，而不是我的视频。然而，我不能让它们中的任何一个工作。似乎文档对这样的事情相当含糊-我已经尝试了libav和ffmpeg irc通道，但都没有用。任何有关我如何调试这个问题的信息都将不胜感激。

Answer 1

当不同的容器在libav中产生不同的结果时，这几乎总是一个时基问题。所有容器都有自己喜欢的time_base，有些容器会接受自定义值……有时候。

在将时基放入容器之前，必须重新缩放时基。通常，修改多路复用状态结构并不是您想要做的事情，我认为您在那里所做的事情并不是您所想的那样。试着打印出所有的时基，找出它们是什么。

每一帧你必须至少重新计算PTS。如果在调用encode之前执行此操作，编码器将生成正确的DTS。对音频执行相同的操作，但通常将DTS it设置为AV_NO_PTS，有时您也可以将音频PTS设置为该设置。要使用av_rescale(...)轻松调整比例，请执行以下操作函数。

请小心假设MPEG-TS容器中有MPEG-2数据，这并不总是正确的。