linux环境C语言实现：h264与pcm封装成AVI格式

前言

拖了很久的AVI音视频封装实例，花了一天时间终于调完了，兼容性不是太好，但作为参考学习使用应该没有问题。

RIFF和AVI以及WAV格式，可以参考前面的一些文章。这里详细介绍将一个H264视频流和一个2通道PCM音频流封装成一个AVI格式的视频文件。测试过可以在暴风，迅雷和VLC播放器上正常播放。

如果用第三方工具或是第三方库合成AVI文件，其实是很简单的事，这里不做介绍。如果是需要自己用代码合成AVI文件，我建议一般的步骤是：

（1）将一个视频流封装成AVI文件
（2）将一个视频流和一个音频流合成一个AVI文件
（3）为AVI文件添加索引信息

之所以要分开来做，主要也是方便调试和定位，AVI的中文资料较少，而且它的参数也是比较的复杂。索引信息是为了视频播放时候的快进快退和拖动用的，如果没有这需求也可以不加。

在这里，我使用一个h264文件来模拟视频流，使用一个PCM文件来模拟音频流。视频流和音频流参数可以见下图：

h264媒体信息

PCM音频信息

完整工程文件目录如下：

biao@ubuntu:~/test/AVI_Create$ make clean

rm -f -f *.o test

biao@ubuntu:~/test/AVI_Create$ tree

.

├── avilib.c

├── avilib.h

├── File

│   ├── 2Channel_44100_16bit.pcm

│   ├── out.h264

│   ├── test.avi

│   └── test.h264

├── main.c

├── Makefile

├── MediaStream.c

└── MediaStream.h

1 directory, 10 files

biao@ubuntu:~/test/AVI_Create$

avilib是用来封装AVI格式，MediaStream用来模拟音视频数据流，main函数里做主要的控制。代码较多，先上main函数代码，完整的工程代码下面有下载链接。

/************************************************************

*FileName: main.h

*Date:     2018-07-15

*Author:   Wen Lee

*Version:  V1.0

*Description:

*Others:

*History:

***********************************************************/

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include "avilib.h"

#include "MediaStream.h"

#define WRITE_FILE_NAME		"./File/out.h264"

#define WRITE_AVI_NAME		"./File/test.avi"

#define AVI_VIDEO_FLAG			"00dc"

#define AVI_AUDIO_FLAG			"01wb"

static FILE *g_out_h264_fd = NULL;

static FILE *g_out_avi_fd = NULL;

int CreatOuth264File(void)

{

	g_out_h264_fd = fopen(WRITE_FILE_NAME,"w+");

	if(NULL==g_out_h264_fd)

	{

		printf("%s %d fopen error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	return 0;

}

int CreatAVIFile(void)

{

	g_out_avi_fd = fopen(WRITE_AVI_NAME,"w+");

	if(NULL==g_out_avi_fd)

	{

		printf("%s %d fopen error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	return 0;

}

/*************************************************

Function:    ExportCalcAlign

Description: Data alignment

Input:  u32Data, u8Align

OutPut:

Return: Aligned data

Others:

Author: Caibiao Lee

Date:   2018-03-06

*********************************************************/

unsigned int AVICalcAlign(unsigned int u32Data,unsigned char u8Align)

{

	return ((u32Data + u8Align - 1) & (~(u8Align - 1)));

}

/********************************************************

Function: TestH264ReadAndWrite

Description:将h264文件一帧一帧的读取出来，

	然后再一帧一帧的把数据写入到另外一文件

	用来测试模拟的视频流是否正确

Input:  None

OutPut: None

Return: 0: success，none 0:error

Others:

Author: Wen Lee

Date:   2018.07.15

*********************************************************/

int TestH264ReadAndWrite(void)

{

	int l_s32Ret = 0;

	int l_DateLen = 0;

	NALU_S * l_pstNalu = NULL;

	/**创建h264输出文件**/

	l_s32Ret = CreatOuth264File();

	if(0!=l_s32Ret)

	{

		return -1;

	}

	/**初始化视频流数据**/

	l_pstNalu = InitVideoStream(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL == l_pstNalu)

	{

		return -1;

	}

	/**读取写入整个文件**/

	while(1)

	{

		l_DateLen = ReadOneFrameVideo(l_pstNalu);

		if(l_DateLen > 0)

		{

			l_s32Ret = fwrite(l_pstNalu->buf,1,l_DateLen,g_out_h264_fd);

			if(l_s32Ret!=l_DateLen)

			{

				printf("%s %d write file error \n",__FILE__,__LINE__);

			}

		}else

		{

			break;

		}

	}

	/**关闭视频流文件**/

	CloseVideoStream(l_pstNalu);

	fclose(g_out_h264_fd);

	return 0;

}

/********************************************************

Function: TestH264ToAVI

Description:AVI文件里只封装视频文件

Input:  None

OutPut: None

Return: 0: success，none 0:error

Others:

Author: Caibiao Lee

Date:   2017-12-14

*********************************************************/

int TestH264ToAVI(void)

{

	int l_s32Ret = 0;

	int l_DateLen = 0;

	int l_u32WriteLen = 0;

	unsigned int l_u32MoviLen = 0;

	unsigned int l_u32AVIWriteLen = 0;

	AVI_PARA_S stPara;

	NALU_S * l_pstNalu = NULL;

	unsigned char *l_pu8Buff = NULL;

	/**创建AVI文件**/

	l_s32Ret = CreatAVIFile();

	if(0!=l_s32Ret)

	{

		return -1;

	}

	/**初始化视频流数据**/

	l_pstNalu = InitVideoStream(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL == l_pstNalu)

	{

		return -1;

	}

	/**视频参数**/

	stPara.bVenc        = true;

	stPara.u32Width     = 640;

	stPara.u32Height	= 360;

	stPara.u32Gop		= 90;

	stPara.u64fps		= 25;

	stPara.pCompressor  = "h264";

	/**音频参数**/

	stPara.bAenc 		= false; //不使用音频

	stPara.u32Format 	= 1;

	stPara.u32Rate		= 8000;

	stPara.u32Bits		= 16;

	stPara.u32Mp3Rate	= 0;

	/**设置是否使用索引**/

	stPara.s8HasIndex = 0; 

	/**初始化AVI文件头结构**/

	RIFF_WriteAviHeader(stPara,g_out_avi_fd);

	l_pu8Buff = (unsigned char*)malloc(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL==l_pu8Buff)

	{

		printf("%s %d malloc error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	while(1)

	{

		l_DateLen = ReadOneFrameVideo(l_pstNalu);

		if(l_DateLen > 0)

		{

			/**设置视频标签**/

			memcpy(l_pu8Buff,AVI_VIDEO_FLAG,4);

			/**数据对齐**/

			l_u32WriteLen = AVICalcAlign(l_DateLen,4);

			/**设置长度**/

			l_pu8Buff[4] = (l_u32WriteLen)&0xff;

			l_pu8Buff[5] = (l_u32WriteLen>> 8)&0xff;

			l_pu8Buff[6] = (l_u32WriteLen>>16)&0xff;

			l_pu8Buff[7] = (l_u32WriteLen>>24)&0xff;

			/**实际应该写入的长度**/

			l_u32WriteLen += 8 ;   /**4ByteFlag + 4ByteLen**/

			memcpy(l_pu8Buff + 8,l_pstNalu->buf,l_DateLen);

			l_s32Ret = fwrite(l_pu8Buff,1,l_u32WriteLen,g_out_avi_fd);

			if(l_s32Ret!=l_u32WriteLen)

			{

				printf("%s %d write file error \n",__FILE__,__LINE__);

			}

			l_u32MoviLen +=l_u32WriteLen;

		}

		else

		{

			break ;

		}

	}

	/**更新AVI文件头结构中的长度值**/

	l_u32AVIWriteLen = ftell(g_out_avi_fd);

	/**RIFF文件中的度**/

	stPara.u32AviLen = l_u32AVIWriteLen - 8; /**4ByteRIFF + 4ByteLen**/

	/**movi块的长度**/

	stPara.u32MoviLen = l_u32MoviLen;

	/**写入到头文件中**/

	RIFF_WriteAviHeader(stPara,g_out_avi_fd);

	return 0;

}

/********************************************************

Function: TestH264AndPCMToAVI

Description:将h264视频流和PCM音频流封装到AVI文件中

Input:  None

OutPut: None

Return: 0: success，none 0:error

Others: 测试使用的音频是2Channel_44100_16bit.pcm

	音频采样率 			 = 44100，采样通道 = 2，位深度 = 16

	假设采样间隔    		 = 20ms，也就是每秒采集50次

	一秒钟总的数据量 =      44100 * 2*16/8 = 176400 字节

	所以每帧音频数据大小 = 176400/50 = 3528 字节

	视频帧率是25 音频率是50，模拟媒体流时间不准确，

	所以使用存一帧视频再存两帧音频使音视频同步

Author: Wen Lee

Date:   2018-07-20

*********************************************************/

int TestH264AndPCMToAVI(void)

{

	int l_s32Ret = 0;

	int l_DateLen = 0;

	int l_u32WriteLen = 0;

	int l_u32AudioLen = 0;

	unsigned int l_u32AVIWriteLen = 0;

	AVI_PARA_S stPara;

	NALU_S * l_pstNalu = NULL;

	unsigned char *l_pu8Buff = NULL;

	unsigned char l_arru8Audio[1024*4] = {0};

		AVI_INDEX_ENTRY_S l_stIndexEntry;

	/**创建AVI文件**/

	l_s32Ret = CreatAVIFile();

	if(0!=l_s32Ret)

	{

		return -1;

	}

	/**初始化视频流数据**/

	l_pstNalu = InitVideoStream(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL == l_pstNalu)

	{

		return -1;

	}

	/**打开音频流**/

	l_s32Ret = InitAudioStream();

	if(0!=l_s32Ret)

	{

		return -1;

	}

	/**视频参数**/

	stPara.bVenc        = true;

	stPara.u32Width     = 640;

	stPara.u32Height	= 360;

	stPara.u32Gop		= 90;

	stPara.u64fps		= 25;

	stPara.pCompressor  = "h264";

	/**音频参数**/

	stPara.bAenc 		= true; //不使用音频

	stPara.u32Format 	= 1;

	stPara.u32Rate		= 44100;

	stPara.u32Channels  = 2;

	stPara.u32Bits		= 16;

	stPara.u32Mp3Rate	= 0;

	stPara.u32AVChanNum = 2;

	/**设置是否使用索引**/

	stPara.s8HasIndex = 0; 

	/**初始化AVI文件头结构**/

	RIFF_WriteAviHeader(stPara,g_out_avi_fd);

	l_pu8Buff = (unsigned char*)malloc(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL==l_pu8Buff)

	{

		printf("%s %d malloc error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	while(1)

	{

		/**读一帧视频数据**/

		l_DateLen = ReadOneFrameVideo(l_pstNalu);

		if(l_DateLen > 0)

		{

			/**设置视频标签**/

			memcpy(l_pu8Buff,AVI_VIDEO_FLAG,4);

			/**数据对齐**/

			l_u32WriteLen = AVICalcAlign(l_DateLen,4);

			/**设置长度**/

			l_pu8Buff[4] = (l_u32WriteLen)&0xff;

			l_pu8Buff[5] = (l_u32WriteLen>> 8)&0xff;

			l_pu8Buff[6] = (l_u32WriteLen>>16)&0xff;

			l_pu8Buff[7] = (l_u32WriteLen>>24)&0xff;

			/**实际应该写入的长度**/

			l_u32WriteLen += 8 ;   /**4ByteFlag + 4ByteLen**/

			memcpy(l_pu8Buff + 8,l_pstNalu->buf,l_DateLen);

			l_s32Ret = fwrite(l_pu8Buff,1,l_u32WriteLen,g_out_avi_fd);

			if(l_s32Ret!=l_u32WriteLen)

			{

				printf("%s %d write file error \n",__FILE__,__LINE__);

			}

		}

		else

		{

			break ;

		}

		/**读两帧音频数据**/

		for(int i=0;i<2;i++)

		{

			l_u32AudioLen = 3528;

			l_DateLen = ReadOneFrameAudio(&l_arru8Audio[8],l_u32AudioLen);

			if(l_DateLen > 0)

			{

				/**设置视频标签**/

				memcpy(l_arru8Audio,AVI_AUDIO_FLAG,4);

				/**数据对齐**/

				l_u32AudioLen = AVICalcAlign(l_DateLen,4);

				/**设置长度**/

				l_arru8Audio[4] = (l_u32AudioLen)&0xff;

				l_arru8Audio[5] = (l_u32AudioLen>> 8)&0xff;

				l_arru8Audio[6] = (l_u32AudioLen>>16)&0xff;

				l_arru8Audio[7] = (l_u32AudioLen>>24)&0xff;	

				l_u32AudioLen += 8;

				l_s32Ret = fwrite(l_arru8Audio,1,l_u32AudioLen,g_out_avi_fd);

				if(l_s32Ret!=l_u32AudioLen)

				{

					printf("%s %d write file error \n",__FILE__,__LINE__);

				}

			}

		}

	}

	/**更新AVI文件头结构中的长度值**/

	l_u32AVIWriteLen = ftell(g_out_avi_fd);

	stPara.u32MoviLen = l_u32AVIWriteLen;

	/**RIFF文件中的度**/

	stPara.u32AviLen = l_u32AVIWriteLen - 8; /**4ByteRIFF + 4ByteLen**/

	/**写入到头文件中**/

	RIFF_WriteAviHeader(stPara,g_out_avi_fd);

	CloseVideoStream(l_pstNalu);

	CloseAudioStream();

	return 0;

}

/********************************************************

Function: TestH264AndPCMToAVI

Description:合成音频视频流，同时添加索引表

Input:  None

OutPut: None

Return: 0: success，none 0:error

Others: 在TestH264AndPCMToAVI的基础上添加索引表

Author: Wen Lee

Date:   2018-07-20

*********************************************************/

int TestAVIIndex(void)

{

	int l_s32Ret = 0;

	int l_DateLen = 0;

	int l_u32WriteLen = 0;

	int l_u32AudioLen = 0;

	unsigned int l_u32AVIWriteLen = 0;

	AVI_PARA_S stPara;

	NALU_S * l_pstNalu = NULL;

	unsigned char *l_pu8Buff = NULL;

	unsigned char l_arru8Audio[1024*4] = {0};

	AVI_INDEX_ENTRY_S l_stIndexEntry;

	WRITE_AVI_INDEX_S *pstWriteAviIndex;

	/**创建AVI文件**/

	l_s32Ret = CreatAVIFile();

	if(0!=l_s32Ret)

	{

		printf("%s %d init error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	/**初始化视频流数据**/

	l_pstNalu = InitVideoStream(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL == l_pstNalu)

	{

		printf("%s %d init error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	/**打开音频流**/

	l_s32Ret = InitAudioStream();

	if(0!=l_s32Ret)

	{

		printf("%s %d init error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	/**为索引表分配空间**/

	pstWriteAviIndex = (WRITE_AVI_INDEX_S *)malloc(sizeof(WRITE_AVI_INDEX_S));

	if(NULL==pstWriteAviIndex)

	{

		printf("%s %d malloc error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	/**视频参数**/

	stPara.bVenc        = true;

	stPara.u32Width     = 640;

	stPara.u32Height	= 360;

	stPara.u32Gop		= 90;

	stPara.u64fps		= 25;

	stPara.pCompressor  = "h264";

	/**音频参数**/

	stPara.bAenc 		= true; //不使用音频

	stPara.u32Format 	= 1;

	stPara.u32Rate		= 44100;

	stPara.u32Channels  = 2;

	stPara.u32Bits		= 16;

	stPara.u32Mp3Rate	= 0;

	stPara.u32AVChanNum = 2;

	/**!!设置是否使用索引 !!**/

	stPara.s8HasIndex = 1; 

	/**初始化AVI文件头结构**/

	RIFF_WriteAviHeader(stPara,g_out_avi_fd);

	l_pu8Buff = (unsigned char*)malloc(MAX_VIDEO_SIZE);

	if(NULL==l_pu8Buff)

	{

		printf("%s %d malloc error \n",__FILE__,__LINE__);

		return -1;

	}

	while(1)

	{

		/**读一帧视频数据**/

		l_DateLen = ReadOneFrameVideo(l_pstNalu);

		if(l_DateLen > 0)

		{

			/**设置视频标签**/

			memcpy(l_pu8Buff,AVI_VIDEO_FLAG,4);

			/**数据对齐**/

			l_u32WriteLen = AVICalcAlign(l_DateLen,4);

			/**设置长度**/

			l_pu8Buff[4] = (l_u32WriteLen)&0xff;

			l_pu8Buff[5] = (l_u32WriteLen>> 8)&0xff;

			l_pu8Buff[6] = (l_u32WriteLen>>16)&0xff;

			l_pu8Buff[7] = (l_u32WriteLen>>24)&0xff;

			/**实际应该写入的长度**/

			l_u32WriteLen += 8 ;   /**4ByteFlag + 4ByteLen**/

			memcpy(l_pu8Buff + 8,l_pstNalu->buf,l_DateLen);

			l_s32Ret = fwrite(l_pu8Buff,1,l_u32WriteLen,g_out_avi_fd);

			if(l_s32Ret!=l_u32WriteLen)

			{

				printf("%s %d write file error \n",__FILE__,__LINE__);

			}

			l_stIndexEntry.u32Flags = 0x00;

			/**判断是否为关键帧 关键帧为0x10 其它为0x00   **/

			if((0==l_pu8Buff[8])&&(0==l_pu8Buff[9])&&(1==l_pu8Buff[10])&&(0x05==(l_pu8Buff[11]&0x1F)))

			{

				l_stIndexEntry.u32Flags = 0x10;

			}

			if((0==l_pu8Buff[8])&&(0==l_pu8Buff[9])&&(0==l_pu8Buff[10])&&(1==l_pu8Buff[11])

				&&(0x05==(l_pu8Buff[12]&0x1F)))

			{

				l_stIndexEntry.u32Flags = 0x10;

			}

			l_stIndexEntry.u32ChunkId = 0x63643030; /**'00dc'**/

			l_stIndexEntry.u32Size    = l_u32WriteLen - 8;

			RIFF_WriteAviIndex(l_stIndexEntry,pstWriteAviIndex);

		}

		else

		{

			break ;

		}

		/**读两帧音频数据**/

		for(int i=0;i<2;i++)

		{

			l_u32AudioLen = 3528;

			l_DateLen = ReadOneFrameAudio(&l_arru8Audio[8],l_u32AudioLen);

			if(l_DateLen > 0)

			{

				/**设置视频标签**/

				memcpy(l_arru8Audio,AVI_AUDIO_FLAG,4);

				/**数据对齐**/

				l_u32AudioLen = AVICalcAlign(l_DateLen,4);

				/**设置长度**/

				l_arru8Audio[4] = (l_u32AudioLen)&0xff;

				l_arru8Audio[5] = (l_u32AudioLen>> 8)&0xff;

				l_arru8Audio[6] = (l_u32AudioLen>>16)&0xff;

				l_arru8Audio[7] = (l_u32AudioLen>>24)&0xff;	

				l_u32AudioLen += 8;

				l_s32Ret = fwrite(l_arru8Audio,1,l_u32AudioLen,g_out_avi_fd);

				if(l_s32Ret!=l_u32AudioLen)

				{

					printf("%s %d write file error \n",__FILE__,__LINE__);

				}

				l_stIndexEntry.u32ChunkId = 0x64773130; /**'01wd'**/

				l_stIndexEntry.u32Flags = 0x00;

				l_stIndexEntry.u32Size = l_u32AudioLen - 8;

				RIFF_WriteAviIndex(l_stIndexEntry,pstWriteAviIndex);

			}

		}

	}

	/**更新AVI文件头结构中的长度值**/

	l_u32AVIWriteLen = ftell(g_out_avi_fd);

	stPara.u32MoviLen = l_u32AVIWriteLen;

	/**写索引表到AVI文件中去***/

	RIFF_WriteAviIndexToFile(pstWriteAviIndex,g_out_avi_fd);

	/**更新AVI文件头结构中的长度值**/

	l_u32AVIWriteLen = ftell(g_out_avi_fd);

	/**RIFF文件中的度**/

	stPara.u32AviLen = l_u32AVIWriteLen - 8; /**4ByteRIFF + 4ByteLen**/

	/**写入到头文件中**/

	RIFF_WriteAviHeader(stPara,g_out_avi_fd);

	/**关闭资源**/

	CloseVideoStream(l_pstNalu);

	CloseAudioStream();

	return 0;

}

int main(void)

{

	int l_s32Ret = 0;

	printf("Hello World \n");

	/**h246文件测试**/

	//l_s32Ret = TestH264ReadAndWrite();

	/**只封装视频数据*/

	//l_s32Ret = TestH264ToAVI();

	/**同时封装音频和视频数据**/

	//l_s32Ret = TestH264AndPCMToAVI();

	/**添加索引**/

	l_s32Ret = TestAVIIndex();

	return 0;

}

编译运行最后生成test.avi文件，使用暴风播放器播放效果如下：

工程下载：

在 liwen01 公众号中回复 音视频 获取工程代码，本章代码工程名为：AVI_Create.tar.gz

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