H264视频编码成MP4文件

冷不防 2022-08-13 16:57 319阅读 0赞

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/][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。

**\[cpp\]** [view plain][][copy][view plain]

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：

**\[cpp\]** [view plain][][copy][view plain]

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include "MP4Encoder\\MP4Encoder.h"  
3.    
4.  **int** main(**int** argc, **char**\*\* argv)  
5.  \{  
6.      MP4Encoder mp4Encoder;  
7.      // convert H264 file to mp4 file  
8.      mp4Encoder.WriteH264File("test.264","test.mp4");  
9.  \}

MP4Encoder完整的代码如下：

**\[cpp\]** [view plain][][copy][view plain]

MP4Encoder.cpp

**\[cpp\]** [view plain][][copy][view plain]

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.    
10. \#define BUFFER\_SIZE  (1024\*1024)  
11.   
12. MP4Encoder::MP4Encoder(**void**):  
13. m\_videoId(NULL),  
14. m\_nWidth(0),  
15. m\_nHeight(0),  
16. m\_nTimeScale(0),  
17. m\_nFrameRate(0)  
18. \{  
19. \}  
20.   
21. MP4Encoder::~MP4Encoder(**void**)  
22. \{  
23. \}  
24.   
25. MP4FileHandle MP4Encoder::CreateMP4File(**const** **char** \*pFileName,**int** width,**int** height,**int** timeScale/\* = 90000\*/,**int** frameRate/\* = 25\*/)  
26. \{  
27.     **if**(pFileName == NULL)  
28.     \{  
29.         **return** **false**;  
30.     \}  
31.     // create mp4 file  
32.     MP4FileHandle hMp4file = MP4Create(pFileName);  
33.     **if** (hMp4file == MP4\_INVALID\_FILE\_HANDLE)  
34.     \{  
35.         printf("ERROR:Open file fialed.\\n");  
36.         **return** **false**;  
37.     \}  
38.     m\_nWidth = width;  
39.     m\_nHeight = height;  
40.     m\_nTimeScale = 90000;  
41.     m\_nFrameRate = 25;  
42.     MP4SetTimeScale(hMp4file, m\_nTimeScale);  
43.     **return** hMp4file;  
44. \}  
45.   
46. **bool** MP4Encoder::Write264Metadata(MP4FileHandle hMp4File,LPMP4ENC\_Metadata lpMetadata)  
47. \{  
48.     m\_videoId = MP4AddH264VideoTrack  
49.         (hMp4File,   
50.         m\_nTimeScale,   
51.         m\_nTimeScale / m\_nFrameRate,   
52.         m\_nWidth, // width  
53.         m\_nHeight,// height  
54.         lpMetadata->Sps\[1\], // sps\[1\] AVCProfileIndication  
55.         lpMetadata->Sps\[2\], // sps\[2\] profile\_compat  
56.         lpMetadata->Sps\[3\], // sps\[3\] AVCLevelIndication  
57.         3);           // 4 bytes length before each NAL unit  
58.     **if** (m\_videoId == MP4\_INVALID\_TRACK\_ID)  
59.     \{  
60.         printf("add video track failed.\\n");  
61.         **return** **false**;  
62.     \}  
63.     MP4SetVideoProfileLevel(hMp4File, 0x01); //  Simple Profile @ Level 3  
64.   
65.     // write sps  
66.     MP4AddH264SequenceParameterSet(hMp4File,m\_videoId,lpMetadata->Sps,lpMetadata->nSpsLen);  
67.   
68.     // write pps  
69.     MP4AddH264PictureParameterSet(hMp4File,m\_videoId,lpMetadata->Pps,lpMetadata->nPpsLen);  
70.   
71.     **return** **true**;  
72. \}  
73.   
74. **int** MP4Encoder::WriteH264Data(MP4FileHandle hMp4File,**const** unsigned **char**\* pData,**int** size)  
75. \{  
76.     **if**(hMp4File == NULL)  
77.     \{  
78.         **return** -1;  
79.     \}  
80.     **if**(pData == NULL)  
81.     \{  
82.         **return** -1;  
83.     \}  
84.     MP4ENC\_NaluUnit nalu;  
85.     **int** pos = 0, len = 0;  
86.     **while** (len = ReadOneNaluFromBuf(pData,size,pos,nalu))  
87.     \{  
88.         **if**(nalu.type == 0x07) // sps  
89.         \{  
90.             // 添加h264 track      
91.             m\_videoId = MP4AddH264VideoTrack  
92.                 (hMp4File,   
93.                 m\_nTimeScale,   
94.                 m\_nTimeScale / m\_nFrameRate,   
95.                 m\_nWidth,     // width  
96.                 m\_nHeight,    // height  
97.                 nalu.data\[1\], // sps\[1\] AVCProfileIndication  
98.                 nalu.data\[2\], // sps\[2\] profile\_compat  
99.                 nalu.data\[3\], // sps\[3\] AVCLevelIndication  
100.                 3);           // 4 bytes length before each NAL unit  
101.             **if** (m\_videoId == MP4\_INVALID\_TRACK\_ID)  
102.             \{  
103.                 printf("add video track failed.\\n");  
104.                 **return** 0;  
105.             \}  
106.             MP4SetVideoProfileLevel(hMp4File, 1); //  Simple Profile @ Level 3  
107.   
108.             MP4AddH264SequenceParameterSet(hMp4File,m\_videoId,nalu.data,nalu.size);  
109.         \}  
110.         **else** **if**(nalu.type == 0x08) // pps  
111.         \{  
112.             MP4AddH264PictureParameterSet(hMp4File,m\_videoId,nalu.data,nalu.size);  
113.         \}  
114.         **else**  
115.         \{  
116.             **int** datalen = nalu.size+4;  
117.             unsigned **char** \*data = **new** unsigned **char**\[datalen\];  
118.             // MP4 Nalu前四个字节表示Nalu长度  
119.             data\[0\] = nalu.size>>24;  
120.             data\[1\] = nalu.size>>16;  
121.             data\[2\] = nalu.size>>8;  
122.             data\[3\] = nalu.size&0xff;  
123.             memcpy(data+4,nalu.data,nalu.size);  
124.             **if**(!MP4WriteSample(hMp4File, m\_videoId, data, datalen,MP4\_INVALID\_DURATION, 0, 1))  
125.             \{  
126.                 **return** 0;  
127.             \}  
128.             **delete**\[\] data;  
129.         \}  
130.           
131.         pos += len;  
132.     \}  
133.     **return** pos;  
134. \}  
135.   
136. **int** MP4Encoder::ReadOneNaluFromBuf(**const** unsigned **char** \*buffer,unsigned **int** nBufferSize,unsigned **int** offSet,MP4ENC\_NaluUnit &nalu)  
137. \{  
138.     **int** i = offSet;  
139.     **while**(i<nBufferSize)  
140.     \{  
141.         **if**(buffer\[i++\] == 0x00 &&  
142.             buffer\[i++\] == 0x00 &&  
143.             buffer\[i++\] == 0x00 &&  
144.             buffer\[i++\] == 0x01  
145.             )  
146.         \{  
147.             **int** pos = i;  
148.             **while** (pos<nBufferSize)  
149.             \{  
150.                 **if**(buffer\[pos++\] == 0x00 &&  
151.                     buffer\[pos++\] == 0x00 &&  
152.                     buffer\[pos++\] == 0x00 &&  
153.                     buffer\[pos++\] == 0x01  
154.                     )  
155.                 \{  
156.                     **break**;  
157.                 \}  
158.             \}  
159.             **if**(pos == nBufferSize)  
160.             \{  
161.                 nalu.size = pos-i;    
162.             \}  
163.             **else**  
164.             \{  
165.                 nalu.size = (pos-4)-i;  
166.             \}  
167.   
168.             nalu.type = buffer\[i\]&0x1f;  
169.             nalu.data =(unsigned **char**\*)&buffer\[i\];  
170.             **return** (nalu.size+i-offSet);  
171.         \}  
172.     \}  
173.     **return** 0;  
174. \}  
175.   
176. **void** MP4Encoder::CloseMP4File(MP4FileHandle hMp4File)  
177. \{  
178.     **if**(hMp4File)  
179.     \{  
180.         MP4Close(hMp4File);  
181.         hMp4File = NULL;  
182.     \}  
183. \}  
184.   
185. **bool** MP4Encoder::WriteH264File(**const** **char**\* pFile264,**const** **char**\* pFileMp4)  
186. \{  
187.     **if**(pFile264 == NULL || pFileMp4 == NULL)  
188.     \{  
189.         **return** **false**;  
190.     \}  
191.   
192.     MP4FileHandle hMp4File = CreateMP4File(pFileMp4,352,288);  
193.   
194.     **if**(hMp4File == NULL)  
195.     \{  
196.         printf("ERROR:Create file failed!");  
197.         **return** **false**;  
198.     \}  
199.   
200.     **FILE** \*fp = fopen(pFile264, "rb");    
201.     **if**(!fp)    
202.     \{    
203.         printf("ERROR:open file failed!");  
204.         **return** **false**;  
205.     \}    
206.     fseek(fp, 0, SEEK\_SET);  
207.   
208.     unsigned **char** \*buffer  = **new** unsigned **char**\[BUFFER\_SIZE\];  
209.     **int** pos = 0;  
210.     **while**(1)  
211.     \{  
212.         **int** readlen = fread(buffer+pos, **sizeof**(unsigned **char**), BUFFER\_SIZE-pos, fp);  
213.   
214.   
215.         **if**(readlen<=0)  
216.         \{  
217.             **break**;  
218.         \}  
219.   
220.         readlen += pos;  
221.   
222.         **int** writelen = 0;  
223.         **for**(**int** i = readlen-1; i>=0; i--)  
224.         \{  
225.                 **if**(buffer\[i--\] == 0x01 &&  
226.                     buffer\[i--\] == 0x00 &&  
227.                     buffer\[i--\] == 0x00 &&  
228.                     buffer\[i--\] == 0x00  
229.                     )  
230.                 \{  
231.                     writelen = i+5;  
232.                     **break**;  
233.                 \}  
234.         \}  
235.           
236.         writelen = WriteH264Data(hMp4File,buffer,writelen);  
237.         **if**(writelen<=0)  
238.         \{  
239.             **break**;  
240.         \}  
241.         memcpy(buffer,buffer+writelen,readlen-writelen+1);  
242.         pos = readlen-writelen+1;  
243.     \}  
244.     fclose(fp);  
245.   
246.     **delete**\[\] buffer;  
247.     CloseMP4File(hMp4File);  
248.   
249.     **return** **true**;  
250. \}  
251.   
252. **bool** MP4Encoder:: PraseMetadata(**const** unsigned **char**\* pData,**int** size,MP4ENC\_Metadata &metadata)  
253. \{  
254.     **if**(pData == NULL || size<4)  
255.     \{  
256.         **return** **false**;  
257.     \}  
258.     MP4ENC\_NaluUnit nalu;  
259.     **int** pos = 0;  
260.     **bool** bRet1 = **false**,bRet2 = **false**;  
261.     **while** (**int** len = ReadOneNaluFromBuf(pData,size,pos,nalu))  
262.     \{  
263.         **if**(nalu.type == 0x07)  
264.         \{  
265.             memcpy(metadata.Sps,nalu.data,nalu.size);  
266.             metadata.nSpsLen = nalu.size;  
267.             bRet1 = **true**;  
268.         \}  
269.         **else** **if**((nalu.type == 0x08))  
270.         \{  
271.             memcpy(metadata.Pps,nalu.data,nalu.size);  
272.             metadata.nPpsLen = nalu.size;  
273.             bRet2 = **true**;  
274.         \}  
275.         pos += len;  
276.     \}  
277.     **if**(bRet1 && bRet2)  
278.     \{  
279.         **return** **true**;  
280.     \}  
281.     **return** **false**;  
282. \}  
283.

[https_code.google.com_p_mp4v2]: https://code.google.com/p/mp4v2/
[view plain]: http://blog.csdn.net/firehood_/article/details/8813587#