3.4
视频浏览与格式分析

本节介绍如何通过第三方工具浏览视频画面和分析视频格式，首先描述通用音视频播放器VLC media player的详细安装过程，以及如何使用VLC media player播放视频文件；然后叙述视频格式分析工具Elecard StreamEye的详细安装过程，以及如何使用Elecard StreamEye分析视频格式；最后阐述如何把原始的H264文件封装为MP4格式的视频文件。

3.4.1　通用音视频播放器

VLC media player是一款跨平台的音视频播放器，它不但跨平台，而且开源，还兼容多语言，且与FFmpeg深度融合，几乎支持所有的音视频格式。除常见的音视频文件外，VLC media player也能播放未经MP4封装的H.264裸流，以及RTSP、RTMP等网络串流，实属音视频开发者的必备工具。

有两个途径可以获取VLC media player的安装包及其源码资源，其中一个是VideoLAN官方网站，另一个是VLC的GitHub主页。VideoLAN的官方网站地址是https://www.videolan.org/vlc/，各版本VLC安装包的下载入口在https://download.videolan.org/pub/videolan/vlc/，VLC最新源码的下载页面是https://www.videolan.org/vlc/download-sources.html。VLC的GitHub主页地址是https://github.com/videolan/vlc，该地址也是VLC的最新源码入口页面，各版本VLC安装包的下载入口在https://github.com/videolan/vlc/tags。由于GitHub网络不稳定，主页时常打不开，因此推荐到VideoLAN官方网站下载VLC的安装包及其最新源码。

VLC的安装包分为Win32、Win64、Mac OS X、Linux等多个系统版本，注意下载与自己计算机系统吻合的VLC安装包。以Win64版本为例，VLC media player 3.0.18 在2022年11月发布，它的下载地址是https://download.videolan.org/pub/videolan/vlc/3.0.18/win64/vlc-3.0.18-win64.exe，使用浏览器打开该地址，会自动定位到最佳网络的镜像地址下载。等待VLC下载完成，双击打开安装包，弹出语言选择窗口，如图3-4所示。

图3-4　VLC的语言选择窗口

语言选择窗口保持默认的“中文(简体)”，单击窗口下方的OK按钮，打开安装向导窗口，如图3-5所示。单击向导窗口右下角的“下一步”按钮，跳转到许可协议窗口，如图3-6所示。

图3-5　VLC的安装向导窗口

图3-6　VLC的许可协议窗口

单击许可协议窗口右下角的“下一步”按钮，跳转到选择组件窗口，如图3-7所示。单击选择组件窗口右下角的“下一步”按钮，跳转到选择安装位置窗口，如图3-8所示，在此可更改VLC的安装路径。

单击选择位置窗口右下角的“安装”按钮，跳转到正在安装窗口，如图3-9所示。等待安装完毕，自动跳到安装结束窗口，如图3-10所示。

图3-7　VLC的选择组件窗口

图3-8　VLC的选择安装位置窗口

图3-9　VLC的正在安装窗口

图3-10　VLC的安装结束窗口

单击结束窗口右下角的“完成”按钮，即可启动安装完成的VLC media player，该播放器的初始界面如图3-11所示。依次选择VLC的菜单“媒体”→“打开文件”，在弹出的“文件”对话框中选择某个视频文件（比如output_recode.mp4），即可观看视频的播放画面，如图3-12所示。

图3-11　VLC的初始界面

图3-12　VLC的播放画面

除通过VLC的顶部菜单打开视频文件外，还可以在计算机的文件保存目录下右击某个视频文件，并在弹出的快捷菜单中依次选择“打开方式”→VLC media player，如图3-13所示，也能启动VLC media player播放该视频。

图3-13　在快捷菜单中打开VLC

3.4.2　视频格式分析工具

虽然通过播放器可以检查视频文件能否正常播放，但是播放器毕竟不是分析工具，无法逐帧分析视频的每个画面。对于采用H.264编码的视频而言，可使用专门的视频格式分析工具Elecard StreamEye，该工具的官方网站地址是https://www.elecard.com/products/video-analysis/streameye，国内软件站收录的下载页面为https://www.onlinedown.net/soft/51003.htm。

Elecard StreamEye的安装包下载之后，双击安装包弹出如图3-14所示的安装向导窗口。单击窗口右下角的Next按钮，跳转到重要信息窗口，如图3-15所示。

图3-14　StreamEye的安装向导窗口

图3-15　StreamEye的重要信息窗口

单击重要信息窗口右下角的Next按钮，跳转到许可协议窗口，如图3-16所示。勾选该窗口左下角的Yes...复选框，再单击窗口右下角的Next按钮，跳转到安装位置窗口，如图3-17所示，在此可更改Elecard StreamEye的安装路径。

图3-16　StreamEye的许可协议窗口

图3-17　StreamEye的安装位置窗口

单击安装位置窗口右下角的Next按钮，跳转到程序组窗口，如图3-18所示。单击程序组窗口右下角的Next按钮，跳转到准备开始窗口，如图3-19所示。

图3-18　StreamEye的程序组窗口

图3-19　StreamEye的准备开始窗口

单击准备开始窗口右下角的Next按钮，Elecard StreamEye就开始安装操作，等待安装完毕，会跳转到如图3-20所示的安装结束窗口，单击右下角的Finish按钮结束安装过程。

图3-20　StreamEye的安装结束窗口

双击Elecard StreamEye安装路径下的可执行程序eseye_u.exe，打开Elecard StreamEye的初始界面，如图3-21所示。

图3-21　StreamEye的初始界面

依次选择顶部菜单File→Open，在弹出的“文件”对话框中选择某个视频文件（比如output_recode2.mp4），即可打开视频分析界面，如图3-22所示。

图3-22　StreamEye的视频分析界面

同时Elecard StreamEye打开两个窗口，如图3-23和图3-24所示，其中图3-23为视频帧的预览窗口，在主界面单击选择某个柱子，预览窗口就会切换到该柱子对应的帧画面。图3-24是信息窗口，展示该视频的规格参数，比如文件类型（file type）、视频编码标准（video stream type）、分辨率（resolution）、帧数量（frames count）等。

图3-23　StreamEye的视频预览窗口

图3-24　StreamEye的视频信息窗口

现在有了Elecard StreamEye能够分析H.264视频，还有H.265视频可通过Elecard HEVC Analyzer分析。HEVC Analyzer的GitHub源码地址为https://github.com/lheric/GitlHEVCAnalyzer，有兴趣的读者可自行体验。

3.4.3　把原始的H264文件封装为MP4格式

从摄像头传出的视频流往往是未被封装的H264数据，这类视频流保存为文件的话，其扩展名通常为.264或者.h264。像这种尚未封装的原始264文件，大部分视频播放器都不能正常打开，只有使用VLC media player才能正常播放。

.h264裸流文件之所以无法被其他播放器打开，是因为原始的H264数据缺少时间戳，播放器不知道该在哪个时间点显示哪幅视频画面。为了让播放器能够正确识别各帧的时间位置，要通过FFmpeg代码对未定义的时间戳重新赋值，将pts、dts、duration等字段按照时间基重新计算。根据3.2.2节推出来的时间戳转换式子，假设某个以秒为单位的时间点为A，则其对应的时间戳=A÷av_q2d(time_base)。那么各个视频包的时间戳即可根据对应的序号计算而来，下面是对视频包重新赋值时间戳的FFmpeg代码片段（完整代码见chapter03/mux264.c）。

    int packet_index = 0;                                                     // 数据包的索引序号
    AVStream *in_stream = NULL, *out_stream = NULL;
    AVPacket *packet = av_packet_alloc();                                     // 分配一个数据包
    while (av_read_frame(in_fmt_ctx, packet) >= 0) {                          // 轮询数据包
        if (packet->stream_index == video_index) {                            // 视频包
            packet->stream_index = 0;
            in_stream = in_fmt_ctx->streams[video_index];
            out_stream = out_fmt_ctx->streams[video_index];
        } else if (packet->stream_index == audio_index) {                     // 音频包
            packet->stream_index = 1;
            in_stream = in_fmt_ctx->streams[audio_index];
            out_stream = out_fmt_ctx->streams[audio_index];
        }
        // 摄像头直接保存的.h264文件，重新编码时得另外加时间戳
        if (packet->stream_index == 0
                && packet->pts == AV_NOPTS_VALUE) {                           // 未定义的时间戳
            // 计算两帧之间的间隔。如果帧率为25，那么两帧间隔0.04秒
            double interval = 1.0 / av_q2d(in_stream->r_frame_rate);
            // 给各帧的时间戳重新赋值
            packet->pts = packet_index*interval / av_q2d(in_stream->time_base);
            packet->dts = packet->pts;
            packet->duration = interval / av_q2d(in_stream->time_base);
            packet_index++;
        }
        // 把数据包的时间戳从一个时间基转换为另一个时间基
        av_packet_rescale_ts(packet, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
        ret = av_write_frame(out_fmt_ctx, packet);                            // 往文件写入一个数据包
        if (ret < 0) {
            av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "write frame occur error %d.\n", ret);
            break;
        }
        av_packet_unref(packet);                                              // 清除数据包
    }
    av_write_trailer(out_fmt_ctx);                                            // 写文件尾

接着执行下面的编译命令：

     gcc mux264.c -o mux264 -I/usr/local/ffmpeg/include -L/usr/local/ffmpeg/lib -lavformat
-lavdevice -lavfilter -lavcodec -lavutil -lswscale -lswresample -lpostproc -lm

编译完成后，执行以下命令启动测试程序，期望把H264裸流文件封装为MP4文件。

    ./mux264 ../test.264

程序运行完毕，发现控制台输出以下日志信息，说明完成了给H264文件添加时间戳的操作。

    Success open input_file ../test.264.
    Success open output_file output_mux264.mp4.
    Success mux file.

最后打开影音播放器可以正常播放output_mux264.mp4，表明上述代码正确实现了将H264文件封装为MP4文件的功能。

运行下面的ffmpeg命令也可以把H.264编码的视频裸流封装为MP4格式。命令中的-f h264表示输入源为H.264格式的文件。 LvM/mp/rRV+U49bsOM6eZ3vXZWTyrNzvhk9cLFQgP8kjqFdYRuVWCsm5lGufpNEL

    ffmpeg -f h264 -i ../test.264 -vcodec copy ff_package.mp4