I帧转图片(BMP、PPM、JPG)

最新推荐文章于 2023-02-28 04:11:07 发布

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这段代码展示了如何使用ffmpeg库获取视频的第一个I帧，并将其转换为BMP、PPM和JPG三种格式的图片。首先，代码初始化并打开输入视频文件，找到视频流，然后解码首个I帧。接着，通过swscale库将帧数据转换为RGB格式，最后保存为指定格式的图片文件。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

// 使用ffmpeg取得视频的首个I帧，并转换为图片
// 图片格式可以为BMP、PPM、JPG

// 头文件CGetFirstIFrameToPic.h

[cpp]view plaincopy 
   
 #if !defined (_C_GET_FIRST_IFRAME_TO_PIC_H_)  
 #define _C_GET_FIRST_IFRAME_TO_PIC_H_  
   
 extern "C"  
 {  
 #include "libavcodec/avcodec.h"  
 #include "libavformat/avformat.h"  
 #include "libswscale/swscale.h"  
 #include "jpeglib.h"  
 }  
   
   
 // 取得视频的首个I帧，并转换为图片  
 // 图片格式可以为BMP、PPM、JPG  
 class CGetFirstIFrameToPic  
 {  
 public:  
     CGetFirstIFrameToPic(){};  
     virtual ~CGetFirstIFrameToPic(){};  
   
     // 取得视频的首个I帧，并转换为图片  
     virtual int GetFirstIFrameAndConvertToPic(char *pVideoFile, char *pPicFile);  
     // 保存帧数据为BMP图片  
     virtual int SaveFrameToBMP(char *pPicFile, uint8_t *pRGBBuffer, int nWidth, int nHeight, int nBitCount);  
     // 保存帧数据为PPM图片  
     virtual int SaveFrameToPPM(char *pPicFile, AVFrame *pFrame, int nWidth, int nHeight);  
     // 保存帧数据为JPG图片  
     virtual int SaveFrameToJPG(char *pPicFile, uint8_t *pRGBBuffer, int nWidth, int nHeight);  
 };  
   
 #endif //!defined(_C_GET_FIRST_IFRAME_TO_PIC_H_)  

// 取得视频的首个I帧，并转换为图片

[cpp]view plaincopy 
   
 #include "stdafx.h"  
 #include "CGetFirstIFrameToPic.h"  
   
 // 取得视频的首个I帧，并转换为图片  
 int CGetFirstIFrameToPic::GetFirstIFrameAndConvertToPic(char *pVideoFile, char *pPicFile)  
 {  
     int nRet = 0;  
   
     if((NULL == pVideoFile) || (NULL == pPicFile))  
     {  
         return -1;  
     }  
   
     // 注册所有的文件格式和编解码器的库  
     av_register_all();  
   
     AVFormatContext *pFormatCtxDec = NULL; // 视频流的格式内容  
     // 读取文件的头部并且把信息保存到我们给的AVFormatContext结构  
     nRet = avformat_open_input(&pFormatCtxDec, pVideoFile, NULL, NULL);  
     if(nRet != 0)  
     {  
         printf("Couldn't open file %s.\n", pVideoFile);  
         return -1;  
     }  
   
     // 检查在文件中的流的信息  
     nRet = avformat_find_stream_info(pFormatCtxDec, NULL);  
     if(nRet < 0)  
     {  
         printf("Couldn't find stream information.\n");  
         return -1;  
     }  
   
     // 找到第一个视频流  
     int nVideoStream = -1;  
     for(unsigned int i = 0; i < pFormatCtxDec->nb_streams; i++)   
     {  
         if(pFormatCtxDec->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)  
         {  
             nVideoStream = i;  
             break;  
         }  
     }  
     if(nVideoStream == -1)  
     {  
         printf("Didn't find a video stream.\n");  
         return -1;  
     }  
     printf("nVideoStream:%d.\n", nVideoStream);  
   
     // 流中关于编解码器的信息就是被我们叫做"codec context"（编解码器上下文）的东西。  
     // 这里面包含了流中所使用的关于编解码器的所有信息，现在我们有了一个指向他的指针。  
     // 但是我们必需要找到真正的编解码器并且打开它  
     AVCodecContext *pCodecCtxDec = NULL;  // 编解码器上下文  
     // Get a pointer to the codec context for the video stream  
     pCodecCtxDec = pFormatCtxDec->streams[nVideoStream]->codec;  
   
     AVCodec *pCodecDec = NULL;   
     // Find the decoder for the video stream  
     pCodecDec = avcodec_find_decoder(pCodecCtxDec->codec_id);  
     if(pCodecDec==NULL)  
     {  
         printf("Codec not found.\n");  
         return -1;  
     }  
   
     // Open codec  
     nRet = avcodec_open2(pCodecCtxDec, pCodecDec, NULL);  
     if(nRet < 0)  
     {  
         printf("Could not open codec.\n");  
         return -1;  
     }  
   
     AVFrame *pFrameDec = NULL;  
     // Allocate video frame  
     pFrameDec = avcodec_alloc_frame();  
     if(pFrameDec == NULL)  
     {  
         printf("Allocate video frame error.\n");  
         return -1;  
     }  
   
     // 因为我们准备输出保存24位RGB色的PPM文件，我们必需把帧的格式从原来的转换为RGB。  
     // FFMPEG将为我们做这些转换。  
     // 在大多数项目中（包括我们的这个）我们都想把原始的帧转换成一个特定的格式。  
     // 让我们先为转换来申请一帧的内存  
     AVFrame *pFrameRGB = NULL;  
     // Allocate an AVFrame structure  
     pFrameRGB = avcodec_alloc_frame();  
     if(pFrameRGB == NULL)  
     {  
         printf("Allocate an AVFrame structure error.\n");  
         return -1;  
     }  
   
     // 即使我们申请了一帧的内存，当转换的时候，我们仍然需要一个地方来放置原始的数据。  
     // 我们使用avpicture_get_size来获得我们需要的大小，然后手工申请内存空间：  
     uint8_t *pBuffer;  
     int numBytes;  
     // Determine required buffer size and allocate buffer AV_PIX_FMT_RGB24  
     numBytes = avpicture_get_size(AV_PIX_FMT_RGB24, pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height);  
     pBuffer=(uint8_t *)av_malloc(numBytes * sizeof(uint8_t));  
   
     // 现在我们使用avpicture_fill来把帧和我们新申请的内存来结合。  
     // 关于AVPicture的结成：AVPicture结构体是AVFrame结构体的子集  
     // ――AVFrame结构体的开始部分与AVPicture结构体是一样的。  
     // Assign appropriate parts of buffer to image planes in pFrameRGB  
     // Note that pFrameRGB is an AVFrame, but AVFrame is a superset of AVPicture  
     avpicture_fill((AVPicture *)pFrameRGB, pBuffer, AV_PIX_FMT_RGB24,   
         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height);  
   
     // 最后，我们已经准备好来从流中读取数据了。  
     // 读取数据  
     // 我们将要做的是通过读取包来读取整个视频流，  
     // 然后把它解码成帧，最好后转换格式并且保存。  
     int frameFinished = 0;  
     AVPacket packet;  
   
     static struct SwsContext *img_convert_ctx;  
     while(true)   
     {  
         av_init_packet(&packet);  
         nRet = av_read_frame(pFormatCtxDec, &packet);  
         if(nRet < 0)  
         {  
             break;  
         }  
         // Is this a packet from the video stream?  
         if(packet.stream_index == nVideoStream)   
         {  
             // Decode video frame  
             nRet = avcodec_decode_video2(pCodecCtxDec, pFrameDec, &frameFinished, &packet);  
   
             // Did we get a video frame?  
             if(frameFinished)   
             {  
                 // 关键帧  
                 if(pFrameDec->key_frame == 1)  
                 {  
                     char szPicFile[256];  
                     // ------------frame to bmp start------------  
                     memset(szPicFile, 0, sizeof(szPicFile));  
                     strncpy(szPicFile, pPicFile, sizeof(szPicFile));  
                     strncat(szPicFile, ".bmp", sizeof(szPicFile));  
                     // Convert the image from its native format to RGB  
                     img_convert_ctx = sws_getContext(  
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height, pCodecCtxDec->pix_fmt,  
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height,   
                         AV_PIX_FMT_RGB24, SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);  
                     sws_scale(img_convert_ctx, pFrameDec->data, pFrameDec->linesize, 0,   
                         pCodecCtxDec->height, pFrameRGB->data, pFrameRGB->linesize);  
                     SaveFrameToBMP(szPicFile, pFrameRGB->data[0],   
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height, 24);  
                     sws_freeContext(img_convert_ctx);  
                     // ------------frame to bmp end------------  
                     // ------------frame to ppm start------------  
                     memset(szPicFile, 0, sizeof(szPicFile));  
                     strncpy(szPicFile, pPicFile, sizeof(szPicFile));  
                     strncat(szPicFile, ".ppm", sizeof(szPicFile));  
                     // Convert the image from its native format to RGB  
                     img_convert_ctx = sws_getContext(  
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height, pCodecCtxDec->pix_fmt,  
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height,   
                         AV_PIX_FMT_RGB24, SWS_FAST_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);  
                     sws_scale(img_convert_ctx, pFrameDec->data, pFrameDec->linesize, 0,   
                         pCodecCtxDec->height, pFrameRGB->data, pFrameRGB->linesize);  
                     SaveFrameToPPM(szPicFile, pFrameRGB,   
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height);  
                     sws_freeContext(img_convert_ctx);  
                     // ------------frame to ppm end------------  
                     // ------------frame to jpg start------------  
                     memset(szPicFile, 0, sizeof(szPicFile));  
                     strncpy(szPicFile, pPicFile, sizeof(szPicFile));  
                     strncat(szPicFile, ".jpg", sizeof(szPicFile));  
                     // Convert the image from its native format to RGB  
                     img_convert_ctx = sws_getContext(  
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height, pCodecCtxDec->pix_fmt,  
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height,   
                         AV_PIX_FMT_RGB24, SWS_FAST_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);  
                     sws_scale(img_convert_ctx, pFrameDec->data, pFrameDec->linesize, 0,   
                         pCodecCtxDec->height, pFrameRGB->data, pFrameRGB->linesize);  
                     // Save the frame to disk  
                     SaveFrameToJPG(szPicFile, pFrameRGB->data[0],   
                         pCodecCtxDec->width, pCodecCtxDec->height);  
                     sws_freeContext(img_convert_ctx);  
                     // ------------frame to jpg end------------  
                     break;  
                 }  
             }  
         }  
         // Free the packet that was allocated by av_read_frame  
         av_free_packet(&packet);  
     }  
     av_free(pFrameRGB);  
     av_free(pBuffer);  
     av_free(pFrameDec);  
     return 0;  
 }  

//typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
//{
// unsigned short bfType;      //2 位图文件的类型，必须为“BM”
// unsigned long bfSize;       //4 位图文件的大小，以字节为单位
// unsigned short bfReserved1; //2 位图文件保留字，必须为0
// unsigned short bfReserved2; //2 位图文件保留字，必须为0
// unsigned long bfOffBits;    //4 位图数据的起始位置，以相对于位图文件头的偏移量表示，以字节为单位
//} BITMAPFILEHEADER;           //该结构占据14个字节。

//typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
// unsigned long biSize;       //4 本结构所占用字节数
// long biWidth;               //4 位图的宽度，以像素为单位
// long biHeight;              //4 位图的高度，以像素为单位
// unsigned short biPlanes;    //2 目标设备的平面数不清，必须为1
// unsigned short biBitCount; //2 每个像素所需的位数，必须是1(双色), 4(16色)，8(256色)或24(真彩色)之一
// unsigned long biCompression;//4 位图压缩类型，必须是 0(不压缩),1(BI_RLE8压缩类型)或2(BI_RLE4压缩类型)之一
// unsigned long biSizeImage; //4 位图的大小，以字节为单位
// long biXPelsPerMeter;       //4 位图水平分辨率，每米像素数
// long biYPelsPerMeter;       //4 位图垂直分辨率，每米像素数
// unsigned long biClrUsed;    //4 位图实际使用的颜色表中的颜色数
// unsigned long biClrImportant;//4 位图显示过程中重要的颜色数
//} BITMAPINFOHEADER;           //该结构占据40个字节。
// 保存帧数据为BMP图片

[cpp]view plaincopy 
   
 // 保存帧数据为BMP图片  
 int CGetFirstIFrameToPic::SaveFrameToBMP(char *pPicFile, uint8_t *pRGBBuffer, int nWidth, int nHeight, int nBitCount)  
 {  
     BITMAPFILEHEADER bmpheader;  
     BITMAPINFOHEADER bmpinfo;  
     memset(&bmpheader, 0, sizeof(BITMAPFILEHEADER));  
     memset(&bmpinfo, 0, sizeof(BITMAPINFOHEADER));  
   
     FILE *fp = NULL;  
     fp = fopen(pPicFile, "wb");  
     if(NULL == fp)  
     {  
         printf("file open error %s\n", pPicFile);  
         return -1;  
     }  
     // set BITMAPFILEHEADER value  
     bmpheader.bfType = ('M' << 8) | 'B';  
     bmpheader.bfReserved1 = 0;  
     bmpheader.bfReserved2 = 0;  
     bmpheader.bfOffBits = sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER);  
     bmpheader.bfSize = bmpheader.bfOffBits + nWidth * nHeight * nBitCount / 8;  
     // set BITMAPINFOHEADER value  
     bmpinfo.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);  
     bmpinfo.biWidth = nWidth;  
     bmpinfo.biHeight = 0 - nHeight;  
     bmpinfo.biPlanes = 1;  
     bmpinfo.biBitCount = nBitCount;  
     bmpinfo.biCompression = BI_RGB;  
     bmpinfo.biSizeImage = 0;  
     bmpinfo.biXPelsPerMeter = 100;  
     bmpinfo.biYPelsPerMeter = 100;  
     bmpinfo.biClrUsed = 0;  
     bmpinfo.biClrImportant = 0;  
     // write pic file  
     fwrite(&bmpheader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, fp);  
     fwrite(&bmpinfo, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, fp);  
     fwrite(pRGBBuffer, nWidth * nHeight * nBitCount / 8, 1, fp);  
     fclose(fp);  
     return 0;  
 }  

// 我们做了一些标准的文件打开动作，然后写入RGB数据。
// 我们一次向文件写入一行数据。
// PPM格式文件的是一种包含一长串的RGB数据的文件。
// 如果你了解 HTML色彩表示的方式，那么它就类似于把每个像素的颜色头对头的展开，
// 就像#ff0000#ff0000....就表示了了个红色的屏幕。
//（它被保存成二进制方式并且没有分隔符，但是你自己是知道如何分隔的）。
// 文件的头部表示了图像的宽度和高度以及最大的RGB值的大小。
// 保存帧数据为PPM图片

[cpp]view plaincopy 
   
 int CGetFirstIFrameToPic::SaveFrameToPPM(char *pPicFile, AVFrame *pFrame, int nWidth, int nHeight)  
 {  
     FILE *fp = fopen(pPicFile, "wb");  
     if(NULL == fp)  
     {  
         printf("file open error %s\n", pPicFile);  
         return -1;  
     }  
     // write header  
     fprintf(fp, "P6\n%d %d\n255\n", nWidth, nHeight);  
   
     // write pixel data  
     for(int y = 0; y < nHeight; y++)  
     {  
         fwrite(pFrame->data[0] + y * pFrame->linesize[0], 1, nWidth * 3, fp);  
     }  
     fclose(fp);  
     return 0;  
 }  

// 保存帧数据为JPG图片
// 该函数使用了jpeglib库进行图片压缩

[cpp]view plaincopy 
   
 // 保存帧数据为JPG图片  
 // 该函数使用了jpeglib库进行图片压缩  
 int CGetFirstIFrameToPic::SaveFrameToJPG(char *pPicFile, uint8_t *pRGBBuffer, int nWidth, int nHeight)  
 {  
     FILE *fp = fopen(pPicFile, "wb");  
     if(fp == NULL)  
     {  
         printf("file open error %s\n", pPicFile);  
         return -1;  
     }  
   
     struct jpeg_compress_struct jcs;  
     // 声明错误处理器，并赋值给jcs.err域  
     struct jpeg_error_mgr jem;  
     jcs.err = jpeg_std_error(&jem);  
   
     jpeg_create_compress(&jcs);  
   
     jpeg_stdio_dest(&jcs, fp);  
   
     // 为图的宽和高，单位为像素  
     jcs.image_width = nWidth;  
     jcs.image_height = nHeight;  
     // 在此为1,表示灰度图， 如果是彩色位图，则为3  
     jcs.input_components = 3;  
     //JCS_GRAYSCALE表示灰度图，JCS_RGB表示彩色图像  
     jcs.in_color_space = JCS_RGB;   
   
     jpeg_set_defaults(&jcs);   
     jpeg_set_quality (&jcs, 80, TRUE);  
     jpeg_start_compress(&jcs, TRUE);  
   
     // 一行位图  
     JSAMPROW row_pointer[1];  
     //每一行的字节数,如果不是索引图,此处需要乘以3  
     int row_stride = jcs.image_width * 3;  
   
     // 对每一行进行压缩  
     while (jcs.next_scanline < jcs.image_height)   
     {  
         row_pointer[0] = &(pRGBBuffer[jcs.next_scanline * row_stride]);  
         jpeg_write_scanlines(&jcs, row_pointer, 1);  
     }  
     jpeg_finish_compress(&jcs);  
     jpeg_destroy_compress(&jcs);  
   
     fclose(fp);  
     return 0;  
 }  