H264视频编码成MP4文件

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H264视频编码成MP4文件

2013-04-25 22:29 14324人阅读 评论(15) 收藏 举报

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。

最近需要将H264视频编码成MP4格式。研究了一下，一种方法是采用ffmpeg库，可以先将H264文件解码，再编码生成MP4文件，但这种方式效率较低，10M的视频可能需要几秒钟才能完成。另一种方式根据MP4文件协议直接将H264包封装成MP4格式，由于是直接基于MP4的封装，因而效率很高。H264可以很方便的封装成FLV文件，但MP4格式格式相对比较复杂，封装起来会比较麻烦。由于没时间研究MP4协议，在Google Code上找到一个开源的MP4编解码库Mp4v2（https://code.google.com/p/mp4v2/），通过Mp4v2可以很方便的将H264编码成MP4格式文件。为了方便使用，基于该库封装了一个MP4Encoder类，MP4Encoder封装的接口如下。目前仅支持将H264文件或数据帧编码成MP4文件。

1. class MP4Encoder
2. {
3. public:
4. MP4Encoder(void);
5. ~MP4Encoder(void);
6. public:
7. // open or creat a mp4 file.
8. MP4FileHandle CreateMP4File(const char *fileName,int width,int height,int timeScale = 90000,int frameRate = 25);
9. // wirte 264 metadata in mp4 file.
10. bool Write264Metadata(MP4FileHandle hMp4File,LPMP4ENC_Metadata lpMetadata);
11. // wirte 264 data, data can contain  multiple frame.
12. int WriteH264Data(MP4FileHandle hMp4File,const unsigned char* pData,int size);
13. // close mp4 file.
14. void CloseMP4File(MP4FileHandle hMp4File);
15. // convert H264 file to mp4 file.
16. // no need to call CreateMP4File and CloseMP4File,it will create/close mp4 file automaticly.
17. bool WriteH264File(const char* pFile264,const char* pFileMp4);
18. // Prase H264 metamata from H264 data frame
19. static bool PraseMetadata(const unsigned char* pData,int size,MP4ENC_Metadata &metadata);
20. };

客户端调用示例代码：

1. #include <stdio.h>
2. #include "MP4Encoder\MP4Encoder.h"
3. int main(int argc, char** argv)
4. {
5. MP4Encoder mp4Encoder;
6. // convert H264 file to mp4 file
7. mp4Encoder.WriteH264File("test.264","test.mp4");
8. }

MP4Encoder完整的代码如下：

1. /********************************************************************
2. filename:   MP4Encoder.h
3. created:    2013-04-16
4. author:     firehood
5. purpose:    MP4编码器，基于开源库mp4v2实现（https://code.google.com/p/mp4v2/）。
6. *********************************************************************/
7. #pragma once
8. #include "mp4v2\mp4v2.h"
9. // NALU单元
10. typedef struct _MP4ENC_NaluUnit
11. {
12. int type;
13. int size;
14. unsigned char *data;
15. }MP4ENC_NaluUnit;
16. typedef struct _MP4ENC_Metadata
17. {
18. // video, must be h264 type
19. unsigned int    nSpsLen;
20. unsigned char   Sps[1024];
21. unsigned int    nPpsLen;
22. unsigned char   Pps[1024];
23. } MP4ENC_Metadata,*LPMP4ENC_Metadata;
24. class MP4Encoder
25. {
26. public:
27. MP4Encoder(void);
28. ~MP4Encoder(void);
29. public:
30. // open or creat a mp4 file.
31. MP4FileHandle CreateMP4File(const char *fileName,int width,int height,int timeScale = 90000,int frameRate = 25);
32. // wirte 264 metadata in mp4 file.
33. bool Write264Metadata(MP4FileHandle hMp4File,LPMP4ENC_Metadata lpMetadata);
34. // wirte 264 data, data can contain  multiple frame.
35. int WriteH264Data(MP4FileHandle hMp4File,const unsigned char* pData,int size);
36. // close mp4 file.
37. void CloseMP4File(MP4FileHandle hMp4File);
38. // convert H264 file to mp4 file.
39. // no need to call CreateMP4File and CloseMP4File,it will create/close mp4 file automaticly.
40. bool WriteH264File(const char* pFile264,const char* pFileMp4);
41. // Prase H264 metamata from H264 data frame
42. static bool PraseMetadata(const unsigned char* pData,int size,MP4ENC_Metadata &metadata);
43. private:
44. // read one nalu from H264 data buffer
45. static int ReadOneNaluFromBuf(const unsigned char *buffer,unsigned int nBufferSize,unsigned int offSet,MP4ENC_NaluUnit &nalu);
46. private:
47. int m_nWidth;
48. int m_nHeight;
49. int m_nFrameRate;
50. int m_nTimeScale;
51. MP4TrackId m_videoId;
52. };

MP4Encoder.cpp

1. /********************************************************************
2. filename:   MP4Encoder.cpp
3. created:    2013-04-16
4. author:     firehood
5. purpose:    MP4编码器，基于开源库mp4v2实现（https://code.google.com/p/mp4v2/）。
6. *********************************************************************/
7. #include "MP4Encoder.h"
8. #include <string.h>
9. #define BUFFER_SIZE  (1024*1024)
10. MP4Encoder::MP4Encoder(void):
11. m_videoId(NULL),
12. m_nWidth(0),
13. m_nHeight(0),
14. m_nTimeScale(0),
15. m_nFrameRate(0)
16. {
17. }
18. MP4Encoder::~MP4Encoder(void)
19. {
20. }
21. MP4FileHandle MP4Encoder::CreateMP4File(const char *pFileName,int width,int height,int timeScale/* = 90000*/,int frameRate/* = 25*/)
22. {
23. if(pFileName == NULL)
24. {
25. return false;
26. }
27. // create mp4 file
28. MP4FileHandle hMp4file = MP4Create(pFileName);
29. if (hMp4file == MP4_INVALID_FILE_HANDLE)
30. {
31. printf("ERROR:Open file fialed.\n");
32. return false;
33. }
34. m_nWidth = width;
35. m_nHeight = height;
36. m_nTimeScale = 90000;
37. m_nFrameRate = 25;
38. MP4SetTimeScale(hMp4file, m_nTimeScale);
39. return hMp4file;
40. }
41. bool MP4Encoder::Write264Metadata(MP4FileHandle hMp4File,LPMP4ENC_Metadata lpMetadata)
42. {
43. m_videoId = MP4AddH264VideoTrack
44. (hMp4File,
45. m_nTimeScale,
46. m_nTimeScale / m_nFrameRate,
47. m_nWidth, // width
48. m_nHeight,// height
49. lpMetadata->Sps[1], // sps[1] AVCProfileIndication
50. lpMetadata->Sps[2], // sps[2] profile_compat
51. lpMetadata->Sps[3], // sps[3] AVCLevelIndication
52. 3);           // 4 bytes length before each NAL unit
53. if (m_videoId == MP4_INVALID_TRACK_ID)
54. {
55. printf("add video track failed.\n");
56. return false;
57. }
58. MP4SetVideoProfileLevel(hMp4File, 0x01); //  Simple Profile @ Level 3
59. // write sps
60. MP4AddH264SequenceParameterSet(hMp4File,m_videoId,lpMetadata->Sps,lpMetadata->nSpsLen);
61. // write pps
62. MP4AddH264PictureParameterSet(hMp4File,m_videoId,lpMetadata->Pps,lpMetadata->nPpsLen);
63. return true;
64. }
65. int MP4Encoder::WriteH264Data(MP4FileHandle hMp4File,const unsigned char* pData,int size)
66. {
67. if(hMp4File == NULL)
68. {
69. return -1;
70. }
71. if(pData == NULL)
72. {
73. return -1;
74. }
75. MP4ENC_NaluUnit nalu;
76. int pos = 0, len = 0;
77. while (len = ReadOneNaluFromBuf(pData,size,pos,nalu))
78. {
79. if(nalu.type == 0x07) // sps
80. {
81. // 添加h264 track
82. m_videoId = MP4AddH264VideoTrack
83. (hMp4File,
84. m_nTimeScale,
85. m_nTimeScale / m_nFrameRate,
86. m_nWidth,     // width
87. m_nHeight,    // height
88. nalu.data[1], // sps[1] AVCProfileIndication
89. nalu.data[2], // sps[2] profile_compat
90. nalu.data[3], // sps[3] AVCLevelIndication
91. 3);           // 4 bytes length before each NAL unit
92. if (m_videoId == MP4_INVALID_TRACK_ID)
93. {
94. printf("add video track failed.\n");
95. return 0;
96. }
97. MP4SetVideoProfileLevel(hMp4File, 1); //  Simple Profile @ Level 3
98. MP4AddH264SequenceParameterSet(hMp4File,m_videoId,nalu.data,nalu.size);
99. }
100. else if(nalu.type == 0x08) // pps
101. {
102. MP4AddH264PictureParameterSet(hMp4File,m_videoId,nalu.data,nalu.size);
103. }
104. else
105. {
106. int datalen = nalu.size+4;
107. unsigned char *data = new unsigned char[datalen];
108. // MP4 Nalu前四个字节表示Nalu长度
109. data[0] = nalu.size>>24;
110. data[1] = nalu.size>>16;
111. data[2] = nalu.size>>8;
112. data[3] = nalu.size&0xff;
113. memcpy(data+4,nalu.data,nalu.size);
114. if(!MP4WriteSample(hMp4File, m_videoId, data, datalen,MP4_INVALID_DURATION, 0, 1))
115. {
116. return 0;
117. }
118. delete[] data;
119. }
120. pos += len;
121. }
122. return pos;
123. }
124. int MP4Encoder::ReadOneNaluFromBuf(const unsigned char *buffer,unsigned int nBufferSize,unsigned int offSet,MP4ENC_NaluUnit &nalu)
125. {
126. int i = offSet;
127. while(i<nBufferSize)
128. {
129. if(buffer[i++] == 0x00 &&
130. buffer[i++] == 0x00 &&
131. buffer[i++] == 0x00 &&
132. buffer[i++] == 0x01
133. )
134. {
135. int pos = i;
136. while (pos<nBufferSize)
137. {
138. if(buffer[pos++] == 0x00 &&
139. buffer[pos++] == 0x00 &&
140. buffer[pos++] == 0x00 &&
141. buffer[pos++] == 0x01
142. )
143. {
144. break;
145. }
146. }
147. if(pos == nBufferSize)
148. {
149. nalu.size = pos-i;
150. }
151. else
152. {
153. nalu.size = (pos-4)-i;
154. }
155. nalu.type = buffer[i]&0x1f;
156. nalu.data =(unsigned char*)&buffer[i];
157. return (nalu.size+i-offSet);
158. }
159. }
160. return 0;
161. }
162. void MP4Encoder::CloseMP4File(MP4FileHandle hMp4File)
163. {
164. if(hMp4File)
165. {
166. MP4Close(hMp4File);
167. hMp4File = NULL;
168. }
169. }
170. bool MP4Encoder::WriteH264File(const char* pFile264,const char* pFileMp4)
171. {
172. if(pFile264 == NULL || pFileMp4 == NULL)
173. {
174. return false;
175. }
176. MP4FileHandle hMp4File = CreateMP4File(pFileMp4,352,288);
177. if(hMp4File == NULL)
178. {
179. printf("ERROR:Create file failed!");
180. return false;
181. }
182. FILE *fp = fopen(pFile264, "rb");
183. if(!fp)
184. {
185. printf("ERROR:open file failed!");
186. return false;
187. }
188. fseek(fp, 0, SEEK_SET);
189. unsigned char *buffer  = new unsigned char[BUFFER_SIZE];
190. int pos = 0;
191. while(1)
192. {
193. int readlen = fread(buffer+pos, sizeof(unsigned char), BUFFER_SIZE-pos, fp);
194. if(readlen<=0)
195. {
196. break;
197. }
198. readlen += pos;
199. int writelen = 0;
200. for(int i = readlen-1; i>=0; i--)
201. {
202. if(buffer[i--] == 0x01 &&
203. buffer[i--] == 0x00 &&
204. buffer[i--] == 0x00 &&
205. buffer[i--] == 0x00
206. )
207. {
208. writelen = i+5;
209. break;
210. }
211. }
212. writelen = WriteH264Data(hMp4File,buffer,writelen);
213. if(writelen<=0)
214. {
215. break;
216. }
217. memcpy(buffer,buffer+writelen,readlen-writelen+1);
218. pos = readlen-writelen+1;
219. }
220. fclose(fp);
221. delete[] buffer;
222. CloseMP4File(hMp4File);
223. return true;
224. }
225. bool MP4Encoder:: PraseMetadata(const unsigned char* pData,int size,MP4ENC_Metadata &metadata)
226. {
227. if(pData == NULL || size<4)
228. {
229. return false;
230. }
231. MP4ENC_NaluUnit nalu;
232. int pos = 0;
233. bool bRet1 = false,bRet2 = false;
234. while (int len = ReadOneNaluFromBuf(pData,size,pos,nalu))
235. {
236. if(nalu.type == 0x07)
237. {
238. memcpy(metadata.Sps,nalu.data,nalu.size);
239. metadata.nSpsLen = nalu.size;
240. bRet1 = true;
241. }
242. else if((nalu.type == 0x08))
243. {
244. memcpy(metadata.Pps,nalu.data,nalu.size);
245. metadata.nPpsLen = nalu.size;
246. bRet2 = true;
247. }
248. pos += len;
249. }
250. if(bRet1 && bRet2)
251. {
252. return true;
253. }
254. return false;
255. }