FFmpeg: AVFrame中的data和extend_data的区别

Posted 2021-06-24 夜行过客

FFmpeg中音视频数据基本上都有Packed和Planar两种存储方式，对于双声道音频来说，Packed方式为两个声道的数据交错存储；Planar方式为两个声道分开存储。假设一个L/R为一个采样点，数据存储的方式如下所示：

Packed: L R L R L R L R
Planar: L L L L R R R R
FFmpeg音频解码后的数据是存放在AVFrame结构中的。

Packed格式，frame.data[0] 或 frame.extended_data[0]包含所有的音频数据中。
Planar格式，frame.data[i] 或者 frame.extended_data[i] 表示第i个声道的数据（假设声道0是第一个）, AVFrame.data数组大小固定为8，如果声道数超过8，需要从frame.extended_data获取声道数据。

#define AV_NUM_DATA_POINTERS 8
    /**
     * pointer to the picture/channel planes.
     * This might be different from the first allocated byte
     *
     * Some decoders access areas outside 0,0 - width,height, please
     * see avcodec_align_dimensions2(). Some filters and swscale can read
     * up to 16 bytes beyond the planes, if these filters are to be used,
     * then 16 extra bytes must be allocated.
     *
     * NOTE: Except for hwaccel formats, pointers not needed by the format
     * MUST be set to NULL.
     */
    uint8_t *data[AV_NUM_DATA_POINTERS];

下面为FFmpeg内部存储音频使用的采样格式，所有的Planar格式后面都有字母P标识。

enum AVSampleFormat {
    AV_SAMPLE_FMT_NONE = -1,
    AV_SAMPLE_FMT_U8,          ///< unsigned 8 bits
    AV_SAMPLE_FMT_S16,         ///< signed 16 bits
    AV_SAMPLE_FMT_S32,         ///< signed 32 bits
    AV_SAMPLE_FMT_FLT,         ///< float
    AV_SAMPLE_FMT_DBL,         ///< double
 
    AV_SAMPLE_FMT_U8P,         ///< unsigned 8 bits, planar
    AV_SAMPLE_FMT_S16P,        ///< signed 16 bits, planar
    AV_SAMPLE_FMT_S32P,        ///< signed 32 bits, planar
    AV_SAMPLE_FMT_FLTP,        ///< float, planar
    AV_SAMPLE_FMT_DBLP,        ///< double, planar
    AV_SAMPLE_FMT_S64,         ///< signed 64 bits
    AV_SAMPLE_FMT_S64P,        ///< signed 64 bits, planar
 
    AV_SAMPLE_FMT_NB           ///< Number of sample formats. DO NOT USE if linking dynamically
};

说明：

• Planar模式是ffmpeg内部存储模式，我们实际使用的音频文件都是Packed模式的。
• FFmpeg解码不同格式的音频输出的音频采样格式不是一样。测试发现，其中AAC解码输出的数据为浮点型的 AV_SAMPLE_FMT_FLTP 格式，MP3解码输出的数据为 AV_SAMPLE_FMT_S16P 格式（使用的mp3文件为16位深）。具体采样格式可以查看解码后的AVFrame中的format成员或解码器的AVCodecContext中的sample_fmt成员。
• Planar或者Packed模式直接影响到保存文件时写文件的操作，操作数据的时候一定要先检测音频采样格式。

参考链接：

1. AVFrame 中data与extend_data的区别