项目1:高分辨率(1920 * 1080)编码码流推送流媒体讲解
本文详细介绍了高分辨率视频推流的技术实现流程，主要包括六个关键步骤：1）初始化RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG结构体设置1920×1080分辨率参数；2）创建推流线程；3）从队列获取H264视频帧；4）数据封装处理，重点说明了AVPacket缓冲区的安全赋值方法；5）时间戳计算与转换；6）通过av_interleaved_write_frame接口推送数据至流媒体服务器。文中特别强调了A
一.本章节内容：
本章节将详细介绍如何通过高分辨率队列处理每一帧数据，并利用FFMPEG推流器将数据传输至高码流分辨率流媒体服务器。相关代码实现位于rkmedia_assignment_manage.cpp和rkmedia_data_process.cpp文件中。
二.高分辨率编码码流推流的流程
高分辨率推流过程可分为以下6个步骤：
- 初始化RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG结构体
- 调用init_rkmedia_ffmpeg_context设置1920×1080推流器
- 创建high_video_push_thread线程
- 从HIGH_VIDEO_QUEUE队列获取视频帧数据
- 计算并转换AVPacket的PTS时间基
- 使用FFMPEG API推送视频帧到流媒体服务器
接下来我们将详细讲解每个步骤的具体实现。
2.1. 初始化RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG结构体
typedef struct
{
AVStream *stream;
AVCodecContext *enc;
int64_t next_timestamp;
int samples_count;
AVPacket *packet;
} OutputStream;
typedef struct
{
int width;
int height;
unsigned int config_id;
int protocol_type; //流媒体TYPE
char network_addr[NETWORK_ADDR_LENGTH];//流媒体地址
enum AVCodecID video_codec; //视频编码器ID
enum AVCodecID audio_codec; //音频编码器ID
OutputStream video_stream; //VIDEO的STREAM配置
OutputStream audio_stream; //AUDIO的STREAM配置
AVFormatContext *oc; //是存储音视频封装格式中包含的信息的结构体，也是FFmpeg中统领全局的结构体，对文件的封装、编码操作从这里开始。
} RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG; //FFMPEG配置我们来看看RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG的成员变量
2.2.1. width：推流器的width，width和rv1126编码器的width一致
2.2.2. height：推流器的height，height和rv1126编码器的height一致
2.2.3. config_id：config_id，暂时没用到
2.2.4. protocol_type：流媒体的类型
2.2.5.network_addr：流媒体地址
2.2.6.video_codec：视频编码器ID
2.2.7.audio_codec：音频编码器ID
2.2.8.video_stream：自定义VIDEO的STREAM结构体配置
2.2.9.audio_stream：自定义AUDIO的STREAM结构体配置
int ret;
RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG *ffmpeg_config = (RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG *)malloc(sizeof(RKMEDIA_FFMPEG_CONFIG));
if (ffmpeg_config == NULL)
{
printf("malloc ffmpeg_config failed\n");
}
ffmpeg_config->width = 1920;
ffmpeg_config->height = 1080;
ffmpeg_config->config_id = 0;
ffmpeg_config->protocol_type = protocol_type;
ffmpeg_config->video_codec = AV_CODEC_ID_H264;
ffmpeg_config->audio_codec = AV_CODEC_ID_AAC;上面是高分辨率rkmedia_ffmpeg_config的设置
2.2. 调用init_rkmedia_ffmpeg_context来初始化1920 * 1080推流器
//初始化ffmpeg输出模块
init_rkmedia_ffmpeg_context(ffmpeg_config);init_rkmedia_ffmpeg_context是初始化rkmedia_ffmpeg_config的设置，关于这个函数的内容在之前的文章已经说了。这里不做过多的介绍
2.3. 创建high_video_push_thread线程
//创建HIGH_PUSH线程
ret = pthread_create(&pid, NULL, high_video_push_thread, (void *)ffmpeg_config);
if (ret != 0)
{
printf("push_server_thread error\n");
}high_video_push_thread的核心功能是从HIGH_VIDEO_QUEUE队列中提取1920×1080分辨率的H264编码视频帧。该线程首先将每帧H264码流数据封装到AVPacket结构中，随后通过调用FFMPEG接口将这些视频数据推送至流媒体服务器。
2.4. 从HIGH_VIDEO_QUEUE获取每一帧H264数据码流并且赋值到AVPacket
// 从RV1126视频编码数据赋值到FFMPEG的Video AVPacket中
AVPacket *get_high_ffmpeg_video_avpacket(AVPacket *pkt)
{
video_data_packet_t *video_data_packet = high_video_queue->getVideoPacketQueue(); // 从视频队列获取数据
if (video_data_packet != NULL)
{
/*
重新分配给定的缓冲区
1. 如果入参的 AVBufferRef 为空，直接调用 av_realloc 分配一个新的缓存区，并调用 av_buffer_create 返回一个新的 AVBufferRef 结构；
2. 如果入参的缓存区长度和入参 size 相等，直接返回 0；
3. 如果对应的 AVBuffer 设置了 BUFFER_FLAG_REALLOCATABLE 标志，或者不可写，再或者 AVBufferRef data 字段指向的数据地址和 AVBuffer 的 data 地址不同，递归调用 av_buffer_realloc 分配一个新
的 buffer，并将 data 拷贝过去；
4. 不满足上面的条件，直接调用 av_realloc 重新分配缓存区。
*/
/*首先用av_buffer_realloc分配每一个缓冲区数据。要注意的是AVPacket中缓冲区的buf是不能直接赋值的，
如: memcpy(pkt->data, video_data_packet->buffer, video_data_packet->frame_size)否则程序就会出现core_dump情况。
我们需要先把video_data_packet_t的视频数据(video_data_packet->buffer)先拷贝到pkt->buf->data，然后再把pkt->buf->data的数据赋值到pkt->data。*/
int ret = av_buffer_realloc(&pkt->buf, video_data_packet->video_frame_size + 70);//分配一个新的缓存区
if (ret < 0)
{
return NULL;
}
pkt->size = video_data_packet->video_frame_size; // rv1126的视频长度赋值到AVPacket Size
memcpy(pkt->buf->data, video_data_packet->buffer, video_data_packet->video_frame_size); // rv1126的视频数据赋值到AVPacket data
pkt->data = pkt->buf->data; // 把pkt->buf->data赋值到pkt->data
pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY; // 默认flags是AV_PKT_FLAG_KEY,强制标记当前帧为关键帧（I帧）
if (video_data_packet != NULL)
{
free(video_data_packet);
video_data_packet = NULL;
}
return pkt;
}
else
{
return NULL;
}
}
int write_ffmpeg_avpacket(AVFormatContext *fmt_ctx, const AVRational *time_base, AVStream *st, AVPacket *pkt)
{
/*返回值类型 int：FFmpeg标准错误码（0成功，负值失败）。
参数 AVFormatContext *fmt_ctx：FFmpeg格式上下文，管理输出文件格式（如MP4/TS）、IO操作及全局元数据。
参数 const AVRational *time_base：编码器时间基（如{1, 90000}），用于时间戳单位转换。
参数 AVStream *st：目标输出流（视频流），包含流索引、时间基、编码参数等。
参数 AVPacket *pkt：待写入的视频数据包，需包含有效数据、时间戳及流索引。*/
/*将数据包的时间戳（PTS/DTS）从编码器时间基转换为流时间基*/
av_packet_rescale_ts(pkt, *time_base, st->time_base);
pkt->stream_index = st->index;//将数据包绑定到目标流。FFmpeg通过stream_index识别数据包所 属流（视频/音频/字幕等）
//将数据包写入输出文件，并自动处理数据包交织（确保音视频帧按时间顺序排列）
return av_interleaved_write_frame(fmt_ctx, pkt);
}
int deal_high_video_avpacket(AVFormatContext *oc, OutputStream *ost)
{
int ret;
AVCodecContext *c = ost->enc;//指向编码器上下文的指针，用于获取编码参数（如时间基time_base）。
AVPacket *video_packet = get_high_ffmpeg_video_avpacket(ost->packet); // 从RV1126视频编码数据赋值到FFMPEG的Video AVPacket中,调用前述函数将硬件数据转为FFmpeg格式。
if (video_packet != NULL)
{
video_packet->pts = ost->next_timestamp++; // VIDEO_PTS按照帧率进行累加,显示时间戳，单位由编码器时间基决定,这里其实在最早的FFMPEG初始化帧率已经设置过了
}
ret = write_ffmpeg_avpacket(oc, &c->time_base, ost->stream, video_packet); // 向复合流写入视频数据
if (ret != 0)
{
printf("write video avpacket error");
return -1;
}
return 0;
}这段代码实现了从HIGH_VIDEO_QUEUE队列获取1920*1080分辨率的H264视频帧数据，并将其封装到AVPacket中。相关功能已封装在deal_high_video_packet函数内。
函数的核心功能包括：
- 从队列获取视频帧数据
- 将数据填充到AVPacket结构体中
其中关键处理环节是video_data_packet到AVPacket的数据转换，主要涉及两个操作：
- AVPacket缓冲区数据的填充
- AVPacket数据长度的设置
2.4.1. 我们先来看看AVPacket缓冲区的赋值：
首先用av_buffer_realloc分配每一个缓冲区数据。要注意的是AVPacket中缓冲区的buf是不能直接赋值的，如: memcpy(pkt->data, video_data_packet->buffer, video_data_packet->frame_size)否则程序就会出现core_dump情况。我们需要先把video_data_packet_t的视频数据(video_data_packet->buffer)先拷贝到pkt->buf->data，然后再把pkt->buf->data的数据赋值到pkt->data。
int ret = av_buffer_realloc(&pkt->buf, video_data_packet->video_frame_size + 70);//分配一个新的缓存区
if (ret < 0)
{
return NULL;
}
pkt->size = video_data_packet->video_frame_size; // rv1126的视频长度赋值到AVPacket Size
memcpy(pkt->buf->data, video_data_packet->buffer, video_data_packet->video_frame_size); // rv1126的视频数据赋值到AVPacket data
pkt->data = pkt->buf->data; // 把pkt->buf->data赋值到pkt->data2.4.2.AVPacket关键帧标识符的赋值：
添加了这个标识符后，每个AVPacket中都进行关键帧设置，这个标识符必须要加，否则播放器则无法正常解码出视频。
pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY; // 默认flags是AV_PKT_FLAG_KEY,强制标记当前帧为关键帧（I帧）2.5.每一帧AVPacket计算PTS时间戳
根据AVPacket的数据去计算视频的PTS，若AVPacket的数据不为空。则让视频pts = ost->next_timestamp++(关于video的PTS计算，上一章节已经讲了)。
if (video_packet != NULL)
{
video_packet->pts = ost->next_timestamp++; // VIDEO_PTS按照帧率进行累加,显示时间戳，单位由编码器时间基决定,这里其实在最早的FFMPEG初始化帧率已经设置过了
}把视频PTS进行时间基的转换，调用av_packet_rescale_ts把采集的视频时间基转换成复合流的时间基。
2.6. 把每一帧视频数据传输到流媒体服务器
完成时间基转换后，视频数据将被写入复合流文件。该操作通过调用av_interleaved_write_frame API实现（注：复合流文件可以是本地文件或流媒体地址）。
int write_ffmpeg_avpacket(AVFormatContext *fmt_ctx, const AVRational *time_base, AVStream *st, AVPacket *pkt)
{
/*返回值类型 int：FFmpeg标准错误码（0成功，负值失败）。
参数 AVFormatContext *fmt_ctx：FFmpeg格式上下文，管理输出文件格式（如MP4/TS）、IO操作及全局元数据。
参数 const AVRational *time_base：编码器时间基（如{1, 90000}），用于时间戳单位转换。
参数 AVStream *st：目标输出流（视频流），包含流索引、时间基、编码参数等。
参数 AVPacket *pkt：待写入的视频数据包，需包含有效数据、时间戳及流索引。 */
/*将数据包的时间戳（PTS/DTS）从编码器时间基转换为流时间基*/
av_packet_rescale_ts(pkt, *time_base, st->time_base);
pkt->stream_index = st->index;//将数据包写入输出文件，并自动处理数据包交织（确保音视频帧按时间顺序排列）
//将数据包写入输出文件，并自动处理数据包交织（确保音视频帧按时间顺序排列）
/*第一个参数：AVFormatContext结构体指针
第二个参数：AVPacket结构体指针，在我们这个项目里面AVPacket存储RV1126的编码数据。
返回值：成功==0，失败-22*/
return av_interleaved_write_frame(fmt_ctx, pkt);
}初始化完成后，即可通过输出模块向流媒体服务器推送数据流。在FFmpeg中，通常使用av_interleaved_write_frame函数进行推流操作。该函数的主要功能是将经过压缩的音视频数据（如AAC、MP3音频和H.264/H.265视频）以交错方式写入复合流文件。该复合流文件既可以是本地文件，也可以作为流媒体数据输出。需要特别注意的是，av_interleaved_write_frame函数会自动对AVPacket的PTS进行合法性校验，并执行缓存检查。
图解:
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