GStreamer基础教程06 - 获取媒体信息

摘要

在常见的媒体文件中，通常包含一些数据（例如：歌手，专辑，编码类型等），用于描述媒体文件。通常称这些数据为元数据（Metadata：data that provides information about other data）。我们可以通过这些元数据对媒体进行归类，同时可以在播放的过程中通过界面显示。本文将介绍GStreamer是如何快速获取元数据。

GStreamer元数据

GStream将元数据分为了两类：

流信息（Stream-info）：用于描述流的属性。例如：编码类型，分辨率，采样率等。

Stream-info可以通过Pipeline中所有的GstCap获取，使用方式在媒体类型与Pad中有描述，本文将不再复述。

流标签（Stream-tag）：用于描述非技术性的信息。例如：作者，标题，专辑等。

Stream-tag可以通过GstBus，监听GST_MESSAGE_TAG消息，从消息中提取相应信息。
需要注意的是，Gstreamer可能触发多次GST_MESSAGE_TAG消息，应用程序可以通过gst_tag_list_merge ()合并多个标签，再在适当的时间显示，当切换媒体文件时，需要清空缓存。
使用此函数时，需要采用GST_TAG_MERGE_PREPEND，这样后续更新的元数据会有更高的优先级。

示例代码

#include <gst/gst.h>

static void
print_one_tag (const GstTagList * list, const gchar * tag, gpointer user_data)
{
  int i, num;

  num = gst_tag_list_get_tag_size (list, tag);
  for (i = 0; i < num; ++i) {
    const GValue *val;

    /* Note: when looking for specific tags, use the gst_tag_list_get_xyz() API,
     * we only use the GValue approach here because it is more generic */
    val = gst_tag_list_get_value_index (list, tag, i);
    if (G_VALUE_HOLDS_STRING (val)) {
      g_print ("\t%20s : %s\n", tag, g_value_get_string (val));
    } else if (G_VALUE_HOLDS_UINT (val)) {
      g_print ("\t%20s : %u\n", tag, g_value_get_uint (val));
    } else if (G_VALUE_HOLDS_DOUBLE (val)) {
      g_print ("\t%20s : %g\n", tag, g_value_get_double (val));
    } else if (G_VALUE_HOLDS_BOOLEAN (val)) {
      g_print ("\t%20s : %s\n", tag,
          (g_value_get_boolean (val)) ? "true" : "false");
    } else if (GST_VALUE_HOLDS_BUFFER (val)) {
      GstBuffer *buf = gst_value_get_buffer (val);
      guint buffer_size = gst_buffer_get_size (buf);

      g_print ("\t%20s : buffer of size %u\n", tag, buffer_size);
    } else if (GST_VALUE_HOLDS_DATE_TIME (val)) {
      GstDateTime *dt = g_value_get_boxed (val);
      gchar *dt_str = gst_date_time_to_iso8601_string (dt);

      g_print ("\t%20s : %s\n", tag, dt_str);
      g_free (dt_str);
    } else {
      g_print ("\t%20s : tag of type '%s'\n", tag, G_VALUE_TYPE_NAME (val));
    }
  }
}

static void
on_new_pad (GstElement * dec, GstPad * pad, GstElement * fakesink)
{
  GstPad *sinkpad;

  sinkpad = gst_element_get_static_pad (fakesink, "sink");
  if (!gst_pad_is_linked (sinkpad)) {
    if (gst_pad_link (pad, sinkpad) != GST_PAD_LINK_OK)
      g_error ("Failed to link pads!");
  }
  gst_object_unref (sinkpad);
}

int
main (int argc, char ** argv)
{
  GstElement *pipe, *dec, *sink;
  GstMessage *msg;
  gchar *uri;

  gst_init (&argc, &argv);

  if (argc < 2)
    g_error ("Usage: %s FILE or URI", argv[0]);

  if (gst_uri_is_valid (argv[1])) {
    uri = g_strdup (argv[1]);
  } else {
    uri = gst_filename_to_uri (argv[1], NULL);
  }

  pipe = gst_pipeline_new ("pipeline");

  dec = gst_element_factory_make ("uridecodebin", NULL);
  g_object_set (dec, "uri", uri, NULL);
  gst_bin_add (GST_BIN (pipe), dec);

  sink = gst_element_factory_make ("fakesink", NULL);
  gst_bin_add (GST_BIN (pipe), sink);

  g_signal_connect (dec, "pad-added", G_CALLBACK (on_new_pad), sink);

  gst_element_set_state (pipe, GST_STATE_PAUSED);

  while (TRUE) {
    GstTagList *tags = NULL;

    msg = gst_bus_timed_pop_filtered (GST_ELEMENT_BUS (pipe),
        GST_CLOCK_TIME_NONE,
        GST_MESSAGE_ASYNC_DONE | GST_MESSAGE_TAG | GST_MESSAGE_ERROR);

    if (GST_MESSAGE_TYPE (msg) != GST_MESSAGE_TAG) /* error or async_done */
      break;

    gst_message_parse_tag (msg, &tags);

    g_print ("Got tags from element %s:\n", GST_OBJECT_NAME (msg->src));
    gst_tag_list_foreach (tags, print_one_tag, NULL);
    g_print ("\n");
    gst_tag_list_unref (tags);

    gst_message_unref (msg);
  }

  if (GST_MESSAGE_TYPE (msg) == GST_MESSAGE_ERROR) {
    GError *err = NULL;

    gst_message_parse_error (msg, &err, NULL);
    g_printerr ("Got error: %s\n", err->message);
    g_error_free (err);
  }

  gst_message_unref (msg);
  gst_element_set_state (pipe, GST_STATE_NULL);
  gst_object_unref (pipe);
  g_free (uri);
  return 0;
}

将源码保存为basic-tutorial-6.c，执行下列命令可得到编译结果：

gcc basic-tutorial-6.c -o basic-tutorial-6 `pkg-config --cflags --libs gstreamer-1.0`

示例输出

$ ./basic-tutorial-6 sintel_trailer-480p.ogv
Got tags from element fakesink0:
                       title : Sintel Trailer
                      artist : Durian Open Movie Team
                   copyright : (c) copyright Blender Foundation | durian.blender.org
                     license : Creative Commons Attribution 3.0 license
            application-name : ffmpeg2theora-0.24
                     encoder : Xiph.Org libtheora 1.1 20090822 (Thusnelda)
                 video-codec : Theora
             encoder-version : 3

Got tags from element fakesink0:
            container-format : Ogg

源码分析

本例中使用uridecodebin解析媒体文件，Pipeline的构造与其他示例相同，下面介绍Tag相关的处理逻辑。

static void
print_one_tag (const GstTagList * list, const gchar * tag, gpointer user_data)
{
  int i, num;

  num = gst_tag_list_get_tag_size (list, tag);
  for (i = 0; i < num; ++i) {
    const GValue *val;

    /* Note: when looking for specific tags, use the gst_tag_list_get_xyz() API,
     * we only use the GValue approach here because it is more generic */
    val = gst_tag_list_get_value_index (list, tag, i);
    if (G_VALUE_HOLDS_STRING (val)) {
      g_print ("\t%20s : %s\n", tag, g_value_get_string (val));
    } 
...
}

　　此函数用于输出一个标签的值。GStreamer会将多个标签都放在同一个GstTagList中。每一个标签可以包含多个值，所以首先通过gst_tag_list_get_tag_size ()接口及标签名（tag）获取其值的数量，然后再获取相应的值。
　　本例使用GValue来进行通用的处理，所以需要先判断数据的类型，再通过GValue接口获取。实际处理标签时，可以根据规范（例如ID3Tag）得到标签值的类型，直接通过GstTagList接口获取，例如：当标签名为title时，我们可以直接使用gst_tag_list_get_string()取得title的字符串，不需要再通过GValue转换，详细使用方式可参考GstTagList文档。

static void
on_new_pad (GstElement * dec, GstPad * pad, GstElement * fakesink)
{
  GstPad *sinkpad;

  sinkpad = gst_element_get_static_pad (fakesink, "sink");
  if (!gst_pad_is_linked (sinkpad)) {
    if (gst_pad_link (pad, sinkpad) != GST_PAD_LINK_OK)
      g_error ("Failed to link pads!");
  }
  gst_object_unref (sinkpad);
}
...
  sink = gst_element_factory_make ("fakesink", NULL);
  gst_bin_add (GST_BIN (pipe), sink);
  g_signal_connect (dec, "pad-added", G_CALLBACK (on_new_pad), sink);

　　由于我们只需要提取相应的媒体信息，不需要关心具体的数据，所以这里使用了fakesink，fakesink会直接丢弃掉所有收到的数据。同时在此处监听了"pad-added"的信号，用于动态连接Pipeline，这种处理方式已在动态连接Pipeline中进行了详细的介绍。

  while (TRUE) {
    GstTagList *tags = NULL;

    msg = gst_bus_timed_pop_filtered (GST_ELEMENT_BUS (pipe),
        GST_CLOCK_TIME_NONE,
        GST_MESSAGE_ASYNC_DONE | GST_MESSAGE_TAG | GST_MESSAGE_ERROR);

    if (GST_MESSAGE_TYPE (msg) != GST_MESSAGE_TAG) /* error or async_done */
      break;

    gst_message_parse_tag (msg, &tags);

    g_print ("Got tags from element %s:\n", GST_OBJECT_NAME (msg->src));
    gst_tag_list_foreach (tags, print_one_tag, NULL);
    g_print ("\n");
    gst_tag_list_unref (tags);

    gst_message_unref (msg);
  }

　　与其他示例相同，这里也采用gst_bus_timed_pop_filtered()获取Bus上的GST_MESSAGE_TAG，再通过gst_message_parse_tag ()从消息中将标签拷贝到GstTagList中，再通过gst_tag_list_foreach ()依次输出所有的标签，随后释放GstTagList。
　　需要注意的是，如果GstTagList中不包含任何标签信息，gst_tag_list_foreach ()中的回调函数不会被调用。

　　从上面的介绍可以发现，Stream-tag主要是通过监听GST_MESSAGE_TAG后，根据相应接口提取元数据。在使用的过程中需要注意数据的释放。

GstDiscoverer

　　获取媒体信息是一个常用的功能，因此GStreamer通过GstDiscoverer提供了一组实用接口。使用时无需关心内部Pipeline的创建，只需通过gst_discoverer_new()创建实例，使用gst_discoverer_discover_uri()指定URI，监听相应信号后，即可在回调函数中得到相应的元数据，使用时需要额外连接libgstpbutils-1.0库。GStreamer同时基于GstDiscoverer提供了gst-discoverer-1.0工具，使用方式如下：

$ gst-discoverer-1.0 sintel_trailer-480p.mp4
Analyzing file:///home/xleng/video/sintel_trailer-480p.mp4
Done discovering file:///home/xleng/video/sintel_trailer-480p.mp4

Topology:
  container: Quicktime
    audio: MPEG-4 AAC
    video: H.264 (High Profile)

Properties:
  Duration: 0:00:52.209000000
  Seekable: yes
  Live: no
  Tags:
      audio codec: MPEG-4 AAC audio
      maximum bitrate: 128000
      datetime: 1970-01-01T00:00:00Z
      title: Sintel Trailer
      artist: Durian Open Movie Team
      copyright: (c) copyright Blender Foundation | durian.blender.org
      description: Trailer for the Sintel open movie project
      encoder: Lavf52.62.0
      container format: ISO MP4/M4A
      video codec: H.264 / AVC
      bitrate: 535929