ffmpeg filter过滤器 基础实例及全面解析

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原文网址(转载自长江很多号): ffmpeg filter过滤器 基础实例及全面解析

目录

• 目录

• 什么是ffmpeg filter

• 如何使用ffmpeg filter

  • • 1 将输入的1920x1080缩小到960x540输出
    • 2 为视频添加logo
    • 3 去掉视频的logo

• 自己写一个过滤器

• filter的结构体

• filter_frame调用流程

  • • 1 decode_video ffmpegc
    • 2 av_buffersrc_add_frame_flagsbuffersrcc
    • 3 av_buffersrc_add_frame_internal buffersrcc
    • 4 request_frame buffersrcc
    • 5 ff_filter_frame avfilterc
    • 6 ff_filter_frame_framed avfilterc
    • 7 filter_frame vf_transformc当然啦ffmpeg定义的各种filter比如vf_colorbalancecvf_scalec等也有这个函数流程一样的
    • 8 再次走进ff_filter_frame avfilterc
    • 9 default_filter_frame avfilterc
    • 10 第三次走进ff_filter_frame avfilterc
    • 11 filter_frame buffersinkc

• filter之后ffmpeg如何编码

• • 1 reap_filters ffmpegc
  • 2 do_video_out ffmpegc

• 函数流程图

• 参考资料

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1. 什么是ffmpeg filter？
   首先是名字：中文名，就称为ffmpeg过滤器，当然也有人称为ffmpeg 滤镜。（用滤镜听起来好像是给video用的，所以不太好，因为audio也可以用）
   ffmpeg目录下，有个文件夹叫libavfilter，它可以单独编译为一个库。干嘛用的呢？用于音视频过滤。
   比如，我有一个mp4，想把它缩小一半，输出一个新的mp4，那么，做缩小动作的，就是libavfilter。
   是不是想查看ffmpeg有多少filter？用下面的命令。
   ./ffmpeg -filters

2. 如何使用ffmpeg filter
   filter的使用很简单。下面就举两个例子。

2.1 将输入的1920x1080缩小到960x540输出:
./ffmpeg -i input.mp4 -vf scale=960:540 output.mp4
//ps: 如果540不写，写成-1，即scale=960:-1, 那也是可以的，ffmpeg会通知缩放滤镜在输出时保持原始的宽高比。

2.2 为视频添加logo
比如，我有这么一个图片

logo.png

想要贴到一个视频上，那可以用如下命令：
./ffmpeg -i input.mp4 -i iQIYI_logo.png -filter_complex overlay output.mp4
结果如下所示：

要贴到其他地方？看下面：
右上角：
./ffmpeg -i input.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay=W-w output.mp4
左下角：
./ffmpeg -i input.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay=0:H-h output.mp4
右下角：
./ffmpeg -i input.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay=W-w:H-h output.mp4

2.3 去掉视频的logo
有时候，下载了某个网站的视频，但是有logo很烦，咋办？有办法，用ffmpeg的delogo过滤器。
语法：-vf delogo=x:y:w:h[:t[:show]]
x:y 离左上角的坐标
w:h logo的宽和高
t: 矩形边缘的厚度默认值4
show：若设置为1有一个绿色的矩形，默认值0。

./ffmpeg -i input.mp4 -vf delogo=0:0:220:90:100:1 output.mp4
结果如下所示：

屏幕快照 2019-06-13 下午2.53.12.png

ffmpeg还有其他强大功能，这里就不说啦，具体可看
http://blog.csdn.net/newchenxf/article/details/51384360

3. 自己写一个过滤器
   既然过滤器这么好，那如何自己实现一个呢？
   很简单，做3件事：
   a). 自己写一个XXX.c文件，比如vf_transform.c，放在libavfilter目录下。代码可以参考其他filter；
   b) 在libavfilter/allfilters.c添加一行：
   REGISTER_FILTER(TRANSFORM, transform, vf);
   c) 修改libavfilter/Makefile，添加一行：
   OBJS-$(CONFIG_TRANSFORM_FILTER) += vf_transform.o

步骤知道了，现在就做第一步，开始coding一个C文件吧，名字就为vf_transform.c，给出代码如下所示。

#include "libavutil/opt.h"
#include "libavutil/imgutils.h"
#include "libavutil/avassert.h"
#include "avfilter.h"
#include "formats.h"
#include "internal.h"
#include "video.h"


typedef struct TransformContext {
    const AVClass *class;
    int backUp;
    //add some private data if you want
} TransformContext;

typedef struct ThreadData {
    AVFrame *in, *out;
} ThreadData;

static void image_copy_plane(uint8_t *dst, int dst_linesize,
                         const uint8_t *src, int src_linesize,
                         int bytewidth, int height)
{
    if (!dst || !src)
        return;
    av_assert0(abs(src_linesize) >= bytewidth);
    av_assert0(abs(dst_linesize) >= bytewidth);
    for (;height > 0; height--) {
        memcpy(dst, src, bytewidth);
        dst += dst_linesize;
        src += src_linesize;
    }
}

//for YUV data, frame->data[0] save Y, frame->data[1] save U, frame->data[2] save V
static int frame_copy_video(AVFrame *dst, const AVFrame *src)
{
    int i, planes;

    if (dst->width  > src->width ||
        dst->height > src->height)
        return AVERROR(EINVAL);

    planes = av_pix_fmt_count_planes(dst->format);
    //make sure data is valid
    for (i = 0; i < planes; i++)
        if (!dst->data[i] || !src->data[i])
            return AVERROR(EINVAL);

    const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(dst->format);
    int planes_nb = 0;
    for (i = 0; i < desc->nb_components; i++)
        planes_nb = FFMAX(planes_nb, desc->comp[i].plane + 1);

    for (i = 0; i < planes_nb; i++) {
        int h = dst->height;
        int bwidth = av_image_get_linesize(dst->format, dst->width, i);
        if (bwidth < 0) {
            av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "av_image_get_linesize failed\n");
            return;
        }
        if (i == 1 || i == 2) {
            h = AV_CEIL_RSHIFT(dst->height, desc->log2_chroma_h);
        }
        image_copy_plane(dst->data[i], dst->linesize[i],
                            src->data[i], src->linesize[i],
                            bwidth, h);
    }
    return 0;
}

/**************************************************************************
* you can modify this function, do what you want here. use src frame, and blend to dst frame.
* for this demo, we just copy some part of src frame to dst frame(out_w = in_w/2, out_h = in_h/2)
***************************************************************************/
static int do_conversion(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr,
                        int nb_jobs)
{
    TransformContext *privCtx = ctx->priv;
    ThreadData *td = arg;
    AVFrame *dst = td->out;
    AVFrame *src = td->in;

    frame_copy_video(dst, src);
    return 0;
}

static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
{
    av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "### chenxf filter_frame, link %x, frame %x \n", link, in);
    AVFilterContext *avctx = link->dst;
    AVFilterLink *outlink = avctx->outputs[0];
    AVFrame *out;

    //allocate a new buffer, data is null
    out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
    if (!out) {
        av_frame_free(&in);
        return AVERROR(ENOMEM);
    }

    //the new output frame, property is the same as input frame, only width/height is different
    av_frame_copy_props(out, in);
    out->width  = outlink->w;
    out->height = outlink->h;

    ThreadData td;
    td.in = in;
    td.out = out;
    int res;
    if(res = avctx->internal->execute(avctx, do_conversion, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, avctx->graph->nb_threads))) {
        return res;
    }

    av_frame_free(&in);

    return ff_filter_frame(outlink, out);
}

static av_cold int config_output(AVFilterLink *outlink)
{
    AVFilterContext *ctx = outlink->src;
    TransformContext *privCtx = ctx->priv;

    //you can modify output width/height here
    outlink->w = ctx->inputs[0]->w/2;
    outlink->h = ctx->inputs[0]->h/2;
    av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "configure output, w h = (%d %d), format %d \n", outlink->w, outlink->h, outlink->format);

    return 0;
}

static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
{
    av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "init \n");
    TransformContext *privCtx = ctx->priv;
    //init something here if you want
    return 0;
}

static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
{
    av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "uninit \n");
    TransformContext *privCtx = ctx->priv;
    //uninit something here if you want
}

//currently we just support the most common YUV420, can add more if needed
static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
{
    static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
        AV_PIX_FMT_YUV420P,
        AV_PIX_FMT_NONE
    };
    AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
    if (!fmts_list)
        return AVERROR(ENOMEM);
    return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
}


//*************
#define OFFSET(x) offsetof(TransformContext, x)
#define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM

static const AVOption transform_options[] = {
    { "backUp",         "a backup parameters, NOT use so far",          OFFSET(backUp),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
    { NULL }

};// TODO: add something if needed

static const AVClass transform_class = {
    .class_name       = "transform",
    .item_name        = av_default_item_name,
    .option           = transform_options,
    .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
    .category         = AV_CLASS_CATEGORY_FILTER,
};

static const AVFilterPad avfilter_vf_transform_inputs[] = {
    {
        .name         = "transform_inputpad",
        .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
        .filter_frame = filter_frame,
    },
    { NULL }
};

static const AVFilterPad avfilter_vf_transform_outputs[] = {
    {
        .name = "transform_outputpad",
        .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
        .config_props = config_output,
    },
    { NULL }
};

AVFilter ff_vf_transform = {
    .name           = "transform",
    .description    = NULL_IF_CONFIG_SMALL("cut a part of video"),
    .priv_size      = sizeof(TransformContext),
    .priv_class     = &transform_class,
    .init          = init,
    .uninit        = uninit,
    .query_formats = query_formats,
    .inputs         = avfilter_vf_transform_inputs,
    .outputs        = avfilter_vf_transform_outputs,
};

要写一个filter，基本上按着上面的模板就可以了，最关键的函数就是filter_frame。你可以通过修改filter_frame，来做想要的变换。
当然啦，我还是要友情介绍一下上面的代码。
从下往上看，我们要写的首先是AVFilter，其中的名字就是对外宣称的名字，和命令行要使用的-vf transform是一样的。
priv——size初始化了TransformContext，这个是你自己写的filter的私有上下文，你可以把各种需要的本地全局变量放在这，挺好的。
接着就是init和uninit，这个是看情况的，如果你的私有上下文，有什么内容要初始化，那就放在init，如果没有，那可以把这两句删掉init/uninit函数也可以不写。
接着就是query_formats，这个就是宣称你的filter支持什么格式的frame。本例只写着YUV420，当然你可以根据需要添加支持。
接着就是AVFilterPad inputs/outputs，这个你可以认为是filter和外面交互的桥梁。
比如AVFilterPad avfilter_vf_transform_inputs，就声明了结构体的函数指针filter_frame，将会指向本文件的filter_frame(…)函数，这时候，其他filter可以通过这个函数指针，间接调用filter_frame(…)。
同理AVFilterPad avfilter_vf_transform_outputs，声明了结构体的函数指针config_props，将会指向本文件的config_output(…)函数，这时候，其他filter可以通过这个函数指针，间接调用config_output(…)。
filter_frame(…)是最关键的函数，我们要做的变换，必须在该函数实现。
config_output(…)干嘛用呢?用于配置输出的frame的大小。比如输入一个1920x1080的帧，我们想要变换一下，并以960x540输出，那么，这个960x540就得在该函数设置。

说完这些，好像你基本上就懂了。本例就在filter_frame函数里，把输入的一帧，的左上部分，剪切的dst frame，然后输出。

好了，重新编译ffmpeg，然后就可以跑起来了。
./ffmpeg -loglevel warning -i input.mp4 -vf transform output.mp4

4. filter的结构体
   代码写好了，但是是不是云里雾里，不知道为啥那么写，不知道那些结构体到底是啥关系？别怕，接下来就为你揭开各种结构体关系的神秘面纱。

filter涉及的结构体，主要包括：
InputStream, OutputStream
FilterGraph,
AVFilterGraph, AVFilterContext, AVFilterLink, AVFilterPad。
要理清它们之间错综复杂的关系，单看代码是很难记忆深刻的，为此我特地花了一张图，如下所示。（以上面的例子为背景）

代码结构图1.png

上面的例子，用了命令：
./ffmpeg -loglevel warning -i input.mp4 -vf transform output.mp4
即用了我们写的transform filter。
假设源视频input.mp4，有一路video和一路audio，那么，audio和video各自有1个InputStream和1个OutputStream。
以video为例，共一个InputStream & OutputStream。那么，video所涉及的结构体正如上图所示。

一般，一个InputStream对应一个Inputfilter，一个OutputStream对应一个OutputFilter。
FilterGraph管理Inputfilter和OutputFilter（当然，Inputfilter和OutputFilter的指针graph都可以找到管理者FilterGraph）。此外，FilterGraph还管理一个AVFilterGraph。
AVFilterGraph是干嘛的？它内部有个双指针，filters，明显就是一个指针数组，存一堆的AVFilterContext指针。
AVFilterContext对应啥？它其实就对应一个filter！！！！！也就是说，一个filter的上下文就是AVFilterContext。所以对上图来说，AVFilterGraph的*filters其实就指向4个AVFilterContext。

你是不是疑问，为啥我们自己就写了一个filter，怎么会涉及到4个filter？
其实ffmpeg默认是有3个filter的！名字叫“buffer”, “format”, “buffersink”，就在上图上半部分的第一，第三，和第四个AVFilterContext。

AVFilterLink是干嘛的？它是建立AVFilterContext之间的联系。所以，若有4个AVFilterContext，那就需要3个AVFilterLink。
AVFilterLink的src指针，指向上一个AVFilterContext，dst指针，指向下一个AVFilterContext。
AVFilterPad干嘛的？它用于AVFilterContext之间的callback（回调）。
怎么个回调法？
很简单，第一个AVFilterContext的outputs[0]指针，指向第一个AVFilterLink，这个AVFilterLink的dst指针，指向第二个AVFilterContext。
如果我在前一个AVFilterContext调用
outputs[0]->dstpad->filter_frame(Frame* input_frame1), 那其实就意味着，第一个过滤器，可以把处理好的一个frame（名字为input_frame1），可以通过这个调用，传递给第二个过滤器的input_pads的filter_frame函数。而我们实现的vf_transform.c，就是我说的第二个过滤器，里面就实现了filter_frame().

5. filter_frame()调用流程
   既然说，filter_frame是最关键的函数，也是我们自己写filter必须自定义的函数，那么，我们就来理一理这个函数从哪里来，又将到哪里去！

5.1. decode_video //ffmpeg.c
最初的源头，是ffmpeg.c的decode_video函数。
将核心代码抽取出来，如下所示：

static int decode_video(InputStream *ist, AVPacket *pkt, int *got_output)
{
    AVFrame* decoded_frame, f;
    //解码
    ret = avcodec_decode_video2(ist->dec_ctx,
                                decoded_frame, got_output, pkt);
    //......
    //送给滤镜
    for (i = 0; i < ist->nb_filters; i++) {
        f = decodec_frame;
        ret = av_buffersrc_add_frame_flags(ist->filters[i]->filter, f, AV_BUFFERSRC_FLAG_PUSH);
    }
}

可见，最重要做2件事，一个解码，一个送给滤镜。
送给哪个滤镜呢？InputStream *ist的nb_filters为1，其实就是指向名字为“buffer”的filter(源文件:buffersrc.c)。这个filter与其他filter不同的是，它是所有filter的第一个入口。解码完，都先给它，它再传递给下一个。为啥先给他呢？很简单，它是一个FIFO，缓存数据用的。

5.2. av_buffersrc_add_frame_flags//buffersrc.c
该函数直接走到av_buffersrc_add_frame_internal //buffersrc.c

5.3. av_buffersrc_add_frame_internal //buffersrc.c

static int av_buffersrc_add_frame_internal(AVFilterContext *ctx,
                                           AVFrame *frame, int flags)
{
    //写FIFO
    av_fifo_generic_write(s->fifo, &copy, sizeof(copy), NULL);
    if ((flags & AV_BUFFERSRC_FLAG_PUSH))
        if ((ret = ctx->output_pads[0].request_frame(ctx->outputs[0])) < 0)
            return ret;

    return 0;
}

抽出核心代码，可见，显示把frame写到FIFO，然后调了自己的output_pads[0]的request_frame。

5.4. request_frame //buffersrc.c

static int request_frame(AVFilterLink *link)
{
    BufferSourceContext *c = link->src->priv;
    AVFrame *frame;
    int ret;
    //省略......
    av_fifo_generic_read(c->fifo, &frame, sizeof(frame), NULL);
    av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "request_frame, frame-pts %lld \n", frame->pts);
    //这个link，是第一个link，链接当前的AVFilterContext和下一个AVFilterContext，也就是我们自己写的vf_transform.c
    ret = ff_filter_frame(link, frame);

    return ret;
}

抽出核心代码，可见它从FIFO读取一帧数据。然后调用ff_filter_frame。此时输入的link是第一个AVFilterLink。

5.5. ff_filter_frame // avfilter.c
该函数做了一些基本检查，走到ff_filter_frame_framed

5.6. ff_filter_frame_framed //avfilter.c

static int ff_filter_frame_framed(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
{
    //定义一个函数指针filter_frame。所指向的函数，参数为AVFilterLink *, AVFrame *,返回值为int
    int (*filter_frame)(AVFilterLink *, AVFrame *);
    AVFilterContext *dstctx = link->dst;//下一个AVFilterContext，对本例来说，就是我们自己写的transform 滤镜，源码在vf_transform.c
    AVFilterPad *dst = link->dstpad;
    AVFrame *out = NULL;
    int ret;

    if (!(filter_frame = dst->filter_frame))//函数指针filter_frame，link->dstpad其实就是dstctx->input_pads，也就是transform滤镜定义的
        filter_frame = default_filter_frame;
    //省略300字

    ret = filter_frame(link, out);
    link->frame_count++;
    ff_update_link_current_pts(link, pts);
    return ret;
}

抽出核心代码。
定义一个函数指针filter_frame。所指向的函数，必须是参数为AVFilterLink , AVFrame ,返回值为int
filter_frame = dst->filter_frame
dst = link->dstpad，而link->dstpad其实就是dstctx->input_pads，也就是transform过滤器定义的input_pads

static const AVFilterPad avfilter_vf_transform_inputs[] = {
    {
        .name         = "default",
        .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
        .filter_frame = filter_frame,
    },
    { NULL }
};

所以，filter_frame函数指针，指向的就是vf_transform.c实现的filter_frame函数。

5.7. filter_frame //vf_transform.c，当然啦，ffmpeg定义的各种filter，比如vf_colorbalance.c，vf_scale.c等，也有这个函数，流程一样的

static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
{
    AVFilterContext *avctx = link->dst;//第一个link的dst AVFilterContext，其实就是当前的filter的AVFilterContext
    AVFilterLink *outlink = avctx->outputs[0];//当前的AVFilterContext，outputs[0]指向第二个AVFilterLink
    AVFrame *out;

    //分配一个空的AVFrame。
    out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
    if (!out) {
        av_frame_free(&in);
        return AVERROR(ENOMEM);
    }

    //分配的空buffer的参数和上一个基本一致，但修改宽高。当然啦，如果你愿意，不修改宽高，那就不需要下面2句。
    av_frame_copy_props(out, in);
    out->width  = outlink->w;
    out->height = outlink->h;
    out->format = outlink->format;

    ThreadData td;
    td.in = in;
    td.out = out;
    int res;
    if(res = avctx->internal->execute(avctx, do_conversion, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, avctx->graph->nb_threads))) {
        return res;
    }//启用一个子线程，执行比较耗时的变换。do_conversion是我们要做的变换。

    av_frame_free(&in);

    return ff_filter_frame(outlink, out);//此时的ff_filter_frame，输入参数和前面buffersrc.c调用的已经不一样。outlink是第二个AVFilterLink，buffer也是做了变换的新的buffer
}
1

抽出关键代码，抽象，通过ff_get_video_buffer，分配一个空buffer，该buffer用于存储变换的结果，并会通过ff_filter_frame传递到下一个filter。
do_conversion是一个真正做变换的函数，但其实如果要做的处理并不耗时，也不一定要用另一个线程来处理。直接在该filter_frame做也行。
处理好的新的数据，放在out，调用ff_filter_frame，传递给下一个filter。注意，ff_filter_frame的oulink，对应上图的第二个AVFilterLink。

5.8. 再次走进ff_filter_frame // avfilter.c
如上已知，ff_filter_frame只做了一些基本检查，走到ff_filter_frame_framed。故而我们直接看ff_filter_frame_framed

static int ff_filter_frame_framed(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
{
    //定义一个函数指针filter_frame。所指向的函数，参数为AVFilterLink *, AVFrame *,返回值为int
    int (*filter_frame)(AVFilterLink *, AVFrame *);
    AVFilterContext *dstctx = link->dst;//下一个AVFilterContext，对本例来说，就是系统默认的第三个滤镜，名字叫"format"，源码在vf_format.c
    AVFilterPad *dst = link->dstpad;
    AVFrame *out = NULL;
    int ret;

    if (!(filter_frame = dst->filter_frame))//vf_format.c没有实现filter函数，因为返回为空
        filter_frame = default_filter_frame;//所以函数会走到这，函数指针filter_frame 将指向default_filter_frame
    //省略300字

    ret = filter_frame(link, out);
    link->frame_count++;
    ff_update_link_current_pts(link, pts);
    return ret;
}

如注释所说，由于vf_format.c没有实现filter函数，所以此时的filter_frame指针，指向的是defalut_filter_frame。

5.9. default_filter_frame //avfilter.c

static int default_filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
{
    //该函数没干啥，又调用ff_filter_frame了，第一个参数，换成第三个AVFilterLink了，第二个参数不变，frame默默的传递出去
    return ff_filter_frame(link->dst->outputs[0], frame);
}

此时link->dst->outputs[0]对应上图第三个AVFilterLink。

5.10. 第三次走进ff_filter_frame // avfilter.c

static int ff_filter_frame_framed(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
{
    //定义一个函数指针filter_frame。所指向的函数，参数为AVFilterLink *, AVFrame *,返回值为int
    int (*filter_frame)(AVFilterLink *, AVFrame *);
    AVFilterContext *dstctx = link->dst;//下一个AVFilterContext，对本例来说，就是系统默认的最后一个滤镜，名字叫"buffersink"，源码在bufffersink.c
    AVFilterPad *dst = link->dstpad;
    AVFrame *out = NULL;
    int ret;

    if (!(filter_frame = dst->filter_frame))//指向buffersink.c实现的filte_frame函数
        filter_frame = default_filter_frame;
    //省略300字

    ret = filter_frame(link, out);
    link->frame_count++;
    ff_update_link_current_pts(link, pts);
    return ret;
}

此时的filter_frame指针，指向buffersink.c实现的filter_frame函数

5.11. filter_frame //buffersink.c

static int filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
{
    AVFilterContext *ctx = link->dst;
    BufferSinkContext *buf = link->dst->priv;
    int ret;

    if ((ret = add_buffer_ref(ctx, frame)) < 0)
        return ret;
    //省略300字
    return 0;
}

static int add_buffer_ref(AVFilterContext *ctx, AVFrame *ref)
{
    BufferSinkContext *buf = ctx->priv;

    /* cache frame */
    //把buffer存到FIFO
    av_fifo_generic_write(buf->fifo, &ref, FIFO_INIT_ELEMENT_SIZE, NULL);
    return 0;
}

抽出关键代码。很清晰的看到，其实就是把buffer存到FIFO。

至此，把filter_frame的来龙去脉搞清楚啦！！欧耶

6. filter之后，ffmpeg如何编码
   当我们写了一个filter，把视频做处理后，ffmpeg是如何把它编码的呢？
   通过研究，发现编码的源头函数是reap_filters(…)，它会被transcode_step(…)函数调用。

6.1. reap_filters //ffmpeg.c

static int reap_filters(int flush)
{
    AVFrame *filtered_frame = NULL;//该指针将存储一个经过滤镜处理后的buffer，并送给encoder
    int i;

    /* Reap all buffers present in the buffer sinks */
    for (i = 0; i < nb_output_streams; i++) {//一路video，一路audio，那么nb_output_streams = 2
        OutputStream *ost = output_streams[i];
        OutputFile    *of = output_files[ost->file_index];
        AVFilterContext *filter;
        AVCodecContext *enc = ost->enc_ctx;
        int ret = 0;

        if (!ost->filter)
            continue;
        filter = ost->filter->filter;//OutputStream的filter指针指向buffersink.c定义的AVFilterContext。也就是本文讨论的，最后一个AVFilterContext

        if (!ost->filtered_frame && !(ost->filtered_frame = av_frame_alloc())) {
            return AVERROR(ENOMEM);
        }
        filtered_frame = ost->filtered_frame;

        while (1) {
            double float_pts = AV_NOPTS_VALUE; // this is identical to filtered_frame.pts but with higher precision
            //av_buffersink_get_frame_flags定义在buffersink.c，用于从FIFO读出一帧
            ret = av_buffersink_get_frame_flags(filter, filtered_frame,
                                               AV_BUFFERSINK_FLAG_NO_REQUEST);
            if (ret < 0) {
                //省略，检查ret
                //如果ret<0，不是别的错误，那认为还没有数据，跳出循环
                break;
            }
            switch (filter->inputs[0]->type) {
            case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
                //do_video_out函数将会做video编码
                do_video_out(of->ctx, ost, filtered_frame, float_pts);
                break;
            case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
                //do_audio_out函数将会做audioo编码
                do_audio_out(of->ctx, ost, filtered_frame);
                break;
            default:
                // TODO support subtitle filters
                av_assert0(0);
            }

            av_frame_unref(filtered_frame);
        }
    }

    return 0;
}

前一节说了，filter_frame(…)的最终结果是，把buffer存在了buffersink.c的FIFO里。
那么，这一节，说的其实就是一个从buffersink的FIFO读数据，并编码的过程。
从上面可知，av_buffersink_get_frame_flags函数，从buffersink读取一帧数据，放到filtered_frame。

6.2. do_video_out //ffmpeg.c

static void do_video_out(AVFormatContext *s,
                         OutputStream *ost,
                         AVFrame *next_picture,
                         double sync_ipts)
{
    int ret;
    AVCodecContext *enc = ost->enc_ctx;
    int nb_frames, nb0_frames, i;
    //省略300字
    for (i = 0; i < nb_frames; i++) {
        AVFrame *in_picture;
        if (i < nb0_frames && ost->last_frame) {
            in_picture = ost->last_frame;
        } else
            in_picture = next_picture;
        //省略300字
        ost->frames_encoded++;
        //开始编码
        ret = avcodec_encode_video2(enc, &pkt, in_picture, &got_packet);
    }
    ///省略300字
}

该函数很长，做了很多杂事，但关键代码就是调用编码函数avcodec_encode_video2

7. 函数流程图
   说了那么久，得来个大招了！下面给出ffmpeg使用filter时的函数流程图，主要把和filter相关的函数拉出来！

   
   代码结构图2.png

对于ffmpeg常规的avcodec_register_all(…), avfilter_register_all(…), av_register_all(…)等函数，我就不说啦。各种CSDN大牛说了很多了！！

transcode_init()主要用于初始化前文提到的各种结构体。
transcode_step主要工作：
解码->送filter过滤->编码->继续解码….

choose_output()函数用于选择一个OutputStream。比如有一个audio，一个video，那要根据pts策略，比如谁的pts比较小，就挑哪个OutputStream先干活。
transcode_frome_filter()函数用于选个一个InputStream，用于下一步的process_input()。
process_input()函数主要是解码，并把解码的buffer送往filter处理。
reap_filters()函数主要是，从filter的FIFO拿出buffer，并编码。

8. 参考资料
   FFmpeg官网： http://www.ffmpeg.org
   FFmpeg doc : http://www.ffmpeg.org/documentation.html
   FFmpeg wiki : https://trac.ffmpeg.org/wiki
   CSDN大牛：http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/
   最简单的基于FFmpeg的AVFilter的例子-修正版

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作者：长江很多号
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/newchenxf/article/details/51364105
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