AVI是音频视频交错(Audio Video Interleaved)的英文缩写,它是Microsoft公司开发的一种符合RIFF文件规范的数字音频与视频文件格式,原先用于Microsoft Video for Windows (简称VFW)环境,现在已被Windows 95/98、OS/2等多数操作系统直接支持。AVI格式允许视频和音频交错在一起同步播放,支持256色和RLE压缩,但AVI文件并未限定压缩标准,因此,AVI文件格式只是作为控制界面上的标准,不具有兼容性,用不同压缩算法生成的AVI文件,必须使用相应的解压缩算法才能播放出来。常用的AVI播放驱动程序,主要是Microsoft Video for Windows或Windows 95/98中的Video 1,以及Intel公司的Indeo Video。
在介绍AVI文件前,我们要先来看看RIFF文件结构。AVI文件采用的是RIFF文件结构方式,RIFF(Resource Interchange File Format,资源互换文件格式)是微软公司定义的一种用于管理windows环境中多媒体数据的文件格式,波形音频wave,MIDI和数字视频AVI都采用这种格式存储。构造RIFF文件的基本单元叫做数据块(Chunk),每个数据块包含3个部分,
1、4字节的数据块标记(或者叫做数据块的ID)
2、数据块的大小
3、数据
整个RIFF文件可以看成一个数据块,其数据块ID为RIFF,称为RIFF块。一个RIFF文件中只允许存在一个RIFF块。RIFF块中包含一系列的子块,其中有一种字块的ID为"LIST",称为LIST,LIST块中可以再包含一系列的子块,但除了LIST块外的其他所有的子块都不能再包含子块。
RIFF和LIST块分别比普通的数据块多一个被称为形式类型(Form Type)和列表类型(List Type)的数据域,其组成如下:
1、4字节的数据块标记(Chunk ID)
2、数据块的大小
3、4字节的形式类型或者列表类型
4、数据
下面我们看看AVI文件的结构。AVI文件是目前使用的最复杂的RIFF文件,它能同时存储同步表现的音频视频数据。AVI的RIFF块的形式类型是AVI,它包含3个子块,如下所述:
1、信息块,一个ID为"hdrl"的LIST块,定义AVI文件的数据格式。
2、数据块,一个ID为 "movi"的LIST块,包含AVI的音视频序列数据。
3、索引块,ID为 "idxl"的子块,定义 "movi"LIST块的索引数据,是可选块。
AVI文件的结构如下图所示,下面将具体介绍AVI文件的各子块构造。
1、信息块,信息块包含两个子块,即一个ID为 avih 的子块和一个ID 为 strl 的LIST块。
"avih"子块的内容可由如下的结构定义:
- typedef struct
- {
- DWORD dwMicroSecPerFrame ;
- DWORD dwMaxBytesPerSec;
- DWORD dwPaddingGranularity;
- DWORD dwFlages;
- DWORD dwTotalFrame;
- DWORD dwInitialFrames;
- DWORD dwStreams;
- DWORD dwSuggestedBufferSize;
-
- DWORD dwWidth;
- DWORD dwHeight;
- DWORD dwReserved[4];
- }MainAVIHeader;
"strl" LIST块用于记录AVI数据流,每一种数据流都在该LIST块中占有3个子块,他们的ID分别是"strh","strf", "strd";
"strh"子块由如下结构定义。
- typedef struct
- {
- FOURCC fccType;
-
- FOURCC fccHandler;
- DWORD dwFlags;
- WORD wPriority;
- WORD wLanguage;
- DWORD dwInitalFrames;
- DWORD dwScale;
- DWORD dwRate;
- DWORD dwStart;
- DWORD dwLength;
- DWORD dwSuggestedBufferSize;
- DWORD dwQuality;
- DWORD dwSampleSize;
- RECT rcFrame;
- }AVIStreamHeader;
"strf"子块紧跟在"strh"子块之后,其结构视"strh"子块的类型而定,如下所述;如果 strh子块是视频数据流,则 strf子块的内容是一个与windows设备无关位图的BIMAPINFO结构,如下:
- typedef struct tagBITMAPINFO
- {
- BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
- RGBQUAD bmiColors[1];
- }BITMAPINFO;
-
- typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
- {
- DWORD biSize;
- LONG biWidth;
- LONG biHeight;
- WORD biPlanes;
- WORD biBitCount;
- DWORD biCompression;
- DWORD biSizeImage;
- LONG biXPelsPerMeter;
- LONG biYPelsPerMeter;
- DWORD biClrUsed;
- DWORD biClrImportant;
- }BITMAPINFOHEADER;
如果 strh子块是音频数据流,则strf子块的内容是一个WAVEFORMAT结构,如下:
- typedef struct
- {
- WORD wFormatTag;
- WORD nChannels;
- DWORD nSamplesPerSec;
- DWORD nAvgBytesPerSec;
- WORD nBlockAlign;
- WORD biSize;
- }WAVEFORMAT
"strd"子块紧跟在strf子块后,存储供压缩驱动程序使用的参数,不一定存在,也没有固定的结构。
"strl" LIST块定义的AVI数据流依次将 "hdrl " LIST 块中的数据流头结构与"movi" LIST块中的数据联系在一起,第一个数据流头结构用于数据流0,第二个用于数据流1,依次类推。
数据块中存储视频和音频数据流,数据可直接存于 "movi" LIST块中。数据块中音视频数据按不同的字块存放,其结构如下所述,
音频字块
"##wb"
Wave 数据流
视频子块中存储DIB数据,又分为压缩或者未压缩DIB,
"##db"
RGB数据流
"##dc"
压缩的图像数据流
看到了吧,avi文件的图像数据可以是压缩的,和非压缩格式的。对于压缩格式来说,也可采用不同的编码,也许你曾经遇到有些avi没法识别,就是因为编码方式不一样,如果没有相应的解码,你就没法识别视频数据。AVI的编码方式有很多种,比较常见的有 mpeg2,mpeg4,divx等。
索引块,索引快包含数据块在文件中的位置索引,能提高avi文件的读写速度,其中存放着一组AVIINDEXENTRY结构数据。如下,这个块并不是必需的,也许不存在。
- typedef struct
- {
- DWORD ckid;
- DWORD dwFlags;
- DWORD dwChunkOffset;
- DWORD dwChunkLength;
- };
现在我相信你肯定会对AVI的文件结构已经很清楚了,在介绍完了AVI文件结构后,我们就来看看如何对avi文件进行读写了,为了对avi进行读写,微软提供了一套API,总共50个函数,他们的用途主要有两类,一个是avi文件的操作,一类是数据流streams的操作。
1、打开和关闭文件
AVIFileOpen ,AVIFileAddRef, AVIFileRelease
2、从文件中读取文件信息
通过AVIFileInfo可以获取avi文件的一些信息,这个函数返回一个AVIFILEINFO结构,通过AVIFileReadData可以用来获取AVIFileInfo函数得不到的信息。这些信息也许不包含在文件的头部,比如拥有file的公司和个人的名称。
3、写入文件信息
可以通过AVIFileWriteData函数来写入文件的一些额外信息。
4、打开和关闭一个流
打开一个数据流就跟打开文件一样,你可以通过 AVIFileGetStream函数来打开一个数据流,这个函数创建了一个流的接口,然后在该接口中保存了一个句柄。
如果你想操作文件的某一个单独的流,你可以采用AVIStreamOpenFromFile函数,这个函数综合了AVIFileOpen和AVIFileGetStream函数。
如果你想操作文件中的多个数据流,你就要首先AVIFileOpen,然后AVIFileGetStream。
可以通过AVIStreamAddRef来增加stream接口的引用。
通过AVIStreamRelease函数来关闭数据流。这个函数用来减少streams的引用计数,当计数减少为0时,删除。
5、从流中读取数据和信息
AVIStreamInfo函数可以获取数据的一些信息,该函数返回一个AVISTREAMINFO结构,该结构包含了数据的类型压缩方法,建议的buffersize,回放的rate,以及一些description。
如果数据流还有一些其它的额外的信息,你可以通过AVIStreamReadData函数来获取。应用程序分配一个内存,传递给这个函数,然后这个函数会通过这个内存返回数据流的信息,额外的信息可能包括数据流的压缩和解压缩的方法,你可以通过AVIStreamDataSize宏来回去需要申请内存块的大小。
可以通过AVIStreamReadFormat函数获取数据流的格式信息。这个函数通过指定的内存返回数据流的格式信息,比如对于视频流,这个buffer包含了一个BIMAPINFO结构,对于音频流,内存块包含了WAVEFORMATEX或者PCMAVEFORMAT结构。你可以通过给AVIStreamReadFormat传递一个空buffer就可以获取buffer的大小。也可以通过AVIStreamFormatSize宏。
可以通过AVIStreamRead函数来返回多媒体的数据。这个函数将数据复制到应用程序提供的内存中,对于视频流,这个函数返回图像祯,对于音频流,这个函数返回音频的sample数据。可以通过给AVIStreamRead传递一个NULL的buffer来获取需要的buffer的大小。也可以通过AVIStreamSampleSize宏来获取buffer的大小。
有些AVI数据流句柄可能需要在启动数据流的前要做一下准备工作,此时,我们可以调用AVIStreamBeginStreaming函数来告知AVI数据流handle来申请分配它需要的一些资源。在完毕后,调用AVIStreamEndStreamming函数来释放资源。
6、操作压缩的视频数据
如果你要演示一祯或者几祯压缩视频图像时,你可以调用AVIStreamRead函数,将获取的数据传递给DrawDib函数来显示图像。这些函数可以显示压缩和未压缩的图像。
AVIFile也提供了一个函数AVIStreamGetFrameOpen,来获取未压缩的视频祯,这个函数创建了内存来获取未压缩的数据。也可以通过AVIStreamGetFrame函数来解压缩一个单独的视频祯。这个函数可以解压缩某一祯图像,然后将数据以一个BIMAPINFOHEADER结构返回。当你调用完AVIStreamGetFrame函数后,要调用AVIStreamGetFrameClose函数释放上一个函数申请的资源。
7、根据已存在的数据流创建文件
创建一个包含多个数据流的文件的方法就是整合多个数据流,将其写入一个新文件。这些数据流可以是内存中的数据,也可以是存在于另一个文件中。
我们可以用AVISave这个函数来build一个文件。这个函数可以创建一个文件,并且将指定的多个数据流按照指定的顺序写入文件,你也可以通过AVISaveV函数来创建一个新的文件,这个函数的功能和AVISave的功能一样,主要区别是AVISaveV采用的数据流数组,而AVISave是单个的数据流,多次保存。
我们可以调用AVISaveOptions函数来显示一个对话框,可以让用户来选择压缩方式。
我们可以在调用AVISave和AVISaveV函数时指定一个回调函数,用来显示avi文件的生成进度,可以让用户随时地取消生成avi文件。
我们可以调用GetSaveFileNamePreview函数来显示保存的对话框让用户选择保存的文件名。
通过AVIMakeFileFromStreams函数我们可以创建一个虚拟的文件句柄,其他的avi函数可以通过这个虚拟的文件句柄来操作文件中的数据流,操作完毕要记得调用AVIFileRelease释放。
8、向文件写入一个数据流
我们可以通过AVIFileCreateStream函数来在一个新文件或者已经存在的文件中创建一个数据流。这个函数根据AVISTREAMINFO结构定义了新的数据流,并为新的数据流创建一个接口,返回接口的指针。
在写入新的数据前,一定要指定流的格式信息,通过AVIStreamSetFormat函数,当设置一个视频流的时候,一定要使用BIMAPINFO结构来设置,音频就用WAVEFORMAT。
然后我们就可以通过AVIStreamWrite函数将我们的多媒体数据写入数据流了。这个函数将应用程序提供的内存数据复制到指定的流。缺省的avi handler将数据写入流的最后。
如果你有其他额外的信息需要写入流,你可以调用AVIFileWriteData或者AVIStreamWriteData,最后记得在完成数据写入后,要调用AVIStreamRelease。
9、数据流中的祯的位置
寻找起始祯:
可以通过AVIStreamStart函数来获取第一祯包含的sample number。也可以通过AVIStreamInfo函数来获取这个信息,这个函数的AVISTREAMINFO结构中包含了dwStart,可以通过AVIStreamStartTime宏来获取第一个sample。
可以通过AVIStreamLength函数来获取流的长度。这个函数返回流中的sample的数目。也可以通过AVIStreamInfo函数来获取这些信息,可以通过AVIStreamLengthTime宏来获取流的长度,毫秒。
在视频流中,一个sample对应着一祯图像,所以,有时这些sample中没有视频数据,如果你调用AVIStreamRead函数来数据,可能返回NULL,也可以通过AVIStreamFindSample通过指定FIND_ANY标志来查找指定的sample。
查找关键祯
通过AVIStreamFindSample函数查找符合要寻找的sample,然后可以通过下面的宏判断是否关键祯。
在time和sample间互相切换。
AVIStreamSampleToTime这个函数可以将smaple转换成毫秒。对于视频,这个值代表的是这个祯开始播放的时间。
在了解了上面的知识后,我们对avi的文件结构以及如何操作avi文件心里就明白了,下面我们可以开始我们的编程了。我们要做两件事情:
1、如何将一组静态的bmp位图合成一个avi的视频文件;
2、如何将一个未压缩的avi文件解析成一幅幅位图。
示例程序界面如下:(图略)
下面的函数演示了如何将一个文件夹下面的所有bmp文件都保存为一个avi文件,函数的第一个参数是要生成的AVI的文件名,第二个参数是存放bmp文件的文件夹名,这个函数会枚举该文件夹下的所有bmp文件,合成一个AVI文件。
- void Cbmp2aviDlg::AVItoBmp(CString strAVIFileName, CString strBmpDir)
- {
-
- AVIFileInit();
- PAVIFILE avi;
- int res=AVIFileOpen(&avi, strAVIFileName, OF_READ, NULL);
- int n = GetLastError();
- if (res!=AVIERR_OK)
- {
-
- if (avi!=NULL)
- AVIFileRelease(avi);
- return ;
- }
- AVIFILEINFO avi_info;
- AVIFileInfo(avi, &avi_info, sizeof(AVIFILEINFO));
- PAVISTREAM pStream;
- res=AVIFileGetStream(avi, &pStream, streamtypeVIDEO ,
- 0 );
- if (res!=AVIERR_OK)
- {
- if (pStream!=NULL)
- AVIStreamRelease(pStream);
- AVIFileExit();
- return ;
- }
-
-
- int iNumFrames;
- int iFirstFrame;
- iFirstFrame=AVIStreamStart(pStream);
- if (iFirstFrame==-1)
- {
-
- if (pStream!=NULL)
- AVIStreamRelease(pStream);
- AVIFileExit();
- return ;
- }
- iNumFrames=AVIStreamLength(pStream);
- if (iNumFrames==-1)
- {
-
- if (pStream!=NULL)
- AVIStreamRelease(pStream);
- AVIFileExit();
- return ;
- }
-
-
- BITMAPINFOHEADER bih;
- ZeroMemory(&bih, sizeof(BITMAPINFOHEADER));
-
- bih.biBitCount=24;
- bih.biClrImportant=0;
- bih.biClrUsed = 0;
- bih.biCompression = BI_RGB;
- bih.biPlanes = 1;
- bih.biSize = 40;
- bih.biXPelsPerMeter = 0;
- bih.biYPelsPerMeter = 0;
-
- bih.biSizeImage = (((bih.biWidth * 3) + 3) & 0xFFFC) * bih.biHeight ;
-
- PGETFRAME pFrame;
- pFrame=AVIStreamGetFrameOpen(pStream, NULL );
-
- AVISTREAMINFO streaminfo;
- AVIStreamInfo(pStream,&streaminfo,sizeof(AVISTREAMINFO));
-
-
- BITMAPINFOHEADER bih2;
- long lsize = sizeof(bih2);
- int index=0;
- for (int i=iFirstFrame; i<iNumFrames; i++)
- {
- index= i-iFirstFrame;
- BYTE* pDIB = (BYTE*) AVIStreamGetFrame(pFrame, index);
- AVIStreamReadFormat(pStream,index,&bih2,&lsize);
- BITMAPFILEHEADER stFileHdr;
-
- BYTE* Bits=new BYTE[bih2.biSizeImage];
- AVIStreamRead(pStream,index,1,Bits,bih2.biSizeImage,NULL,NULL);
-
-
- bih2.biClrUsed =0;
- stFileHdr.bfOffBits=sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER);
- stFileHdr.bfSize=sizeof(BITMAPFILEHEADER);
- stFileHdr.bfType=0x4d42;
-
- CString FileName;
- FileName.Format("Frame-%05d.bmp", index);
- CString strtemp = strBmpDir;
- strtemp += "//";
- strtemp += FileName;
- FILE* fp=_tfopen(strtemp ,_T("wb"));
- fwrite(&stFileHdr,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fp);
- fwrite(&bih2,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fp);
- int ff = fwrite(Bits,1,bih2.biSizeImage,fp);
- int e = GetLastError();
- fclose(fp);
-
- delete Bits;
-
- }
-
- AVIStreamGetFrameClose(pFrame);
-
-
- if (pStream!=NULL)
- AVIStreamRelease(pStream);
- AVIFileExit();
- }
下面的这个函数演示了如何将AVI文件中的每一桢图像单独取出来,保存为bmp文件。函数的头一个参数是avi文件名,第二个参数是存放bmp文件的文件夹。
-
- void Cbmp2aviDlg::BMPtoAVI(CString szAVIName, CString strBmpDir)
- {
- CFileFind finder;
- strBmpDir += _T("//*.*");
- AVIFileInit();
- AVISTREAMINFO strhdr;
- PAVIFILE pfile;
- PAVISTREAM ps;
- int nFrames =0;
- HRESULT hr;
-
- BOOL bFind = finder.FindFile(strBmpDir);
- while(bFind)
- {
- bFind = finder.FindNextFile();
- if(!finder.IsDots() && !finder.IsDirectory())
- {
- CString str = finder.GetFilePath();
- FILE *fp = fopen(str,"rb");
- BITMAPFILEHEADER bmpFileHdr;
- BITMAPINFOHEADER bmpInfoHdr;
- fseek( fp,0,SEEK_SET);
- fread(&bmpFileHdr,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1, fp);
- fread(&bmpInfoHdr,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1, fp);
-
- BYTE *tmp_buf = NULL;
- if(nFrames ==0 )
- {
- AVIFileOpen(&pfile,szAviName,OF_WRITE | OF_CREATE,NULL);
- _fmemset(&strhdr, 0, sizeof(strhdr));
- strhdr.fccType = streamtypeVIDEO;
- strhdr.fccHandler = 0;
- strhdr.dwScale = 1;
- strhdr.dwRate = 15;
- strhdr.dwSuggestedBufferSize = bmpInfoHdr.biSizeImage ;
- SetRect(&strhdr.rcFrame, 0, 0, bmpInfoHdr.biWidth, bmpInfoHdr.biHeight);
-
-
- hr = AVIFileCreateStream(pfile,&ps,&strhdr);
-
- }
- tmp_buf = new BYTE[bmpInfoHdr.biWidth * bmpInfoHdr.biHeight * 3];
- fread(tmp_buf, 1, bmpInfoHdr.biWidth * bmpInfoHdr.biHeight * 3, fp);
- hr = AVIStreamSetFormat(ps,nFrames,&bmpInfoHdr,sizeof(bmpInfoHdr));
- hr = AVIStreamWrite(ps,
- nFrames ,
- 1,
- (LPBYTE) tmp_buf,
- bmpInfoHdr.biSizeImage ,
- AVIIF_KEYFRAME,
- NULL,
- NULL);
-
- nFrames ++;
- fclose(fp);
- }
- }
-
- AVIStreamClose(ps);
-
- if(pfile != NULL)
- AVIFileRelease(pfile);
- AVIFileExit();
- }
结束语:
以上代码在 vc 6.0 和windows xp平台调试通过。这两个函数你可以直接在你的程序中使用,更详细的代码可以参见随着本文附上的示例源码。这里我要指出的是,这个AVI文件和bmp互相转换过程中,avi中的视频数据都是存放的是没有压缩的数据,如果你要分解AVI文件是经过压缩编码,比如,DVSD,MPEG4编码,首先你要采用相应的解码器对视频数据解码,然后将解码过的数据保存为bmp文件。好了,关于avi文件的介绍就到这里结束了。
(socx2007) |