概要

• FFmpeg の高レベルアーキテクチャと基本的な使い方の概要
• ツール群とライブラリ の役割と構成要素の紹介
• メディアストリームのデマックス・デコード処理 の流れを解説
• 主要な構造体と関数 の使用例をコード付きで説明
• ビルド・実行手順 と出力例の紹介

FFmpegの高レベルアーキテクチャ概要

• FFmpeg は多様な音声・動画フォーマットのエンコード・デコード・トランスコード・ストリーミングを支援する ツール群とライブラリ群 から構成
• 公式リポジトリ名 ：ffmpeg-101

FFmpegツール一覧

• ffmpeg ：コマンドラインでマルチメディアファイルを他フォーマットへ変換するツール
• ffplay ：SDLおよびFFmpegライブラリを利用したシンプルなメディアプレイヤー
• ffprobe ：メディアストリームの解析ツール

FFmpegライブラリ一覧

• libavformat ：I/Oとマルチプレクサ/デマルチプレクサ処理
• libavcodec ：エンコード・デコード処理
• libavfilter ：メディア用のグラフベースフィルター
• libavdevice ：I/Oデバイス対応
• libavutil ：マルチメディア共通ユーティリティ
• libswresample ：音声リサンプリング・フォーマット変換・ミキシング
• libswscale ：色空間変換・画像スケーリング
• libpostproc ：映像後処理（デブロック・ノイズ除去）

FFmpegシンプルプレイヤーの処理流れ

• デマルチプレクサ でファイルやネットワークから 音声・動画ストリーム を抽出し、 デコーダ で生データへ変換
• 主な構造体 ：
  • AVFormatContext ：ストリーム同期・メタデータ・マルチプレクサ管理
  • AVStream ：連続ストリーム（音声/動画）
  • AVCodec ：エンコード・デコード方式定義
  • AVPacket ：エンコード済みデータ
  • AVFrame ：デコード済み生データ（映像フレーム/音声サンプル）

デマルチプレクス・デコードの基本ロジック

• AVFormatContext の確保・初期化
  • AVFormatContext* format_context = avformat_alloc_context();
• 入力ファイルのオープン
  • avformat_open_input(&format_context, filename, NULL, NULL);
• ファイル内容の解析・ストリーム情報取得
  • avformat_find_stream_info(format_context, NULL);
• ストリーム一覧の出力
  • ループで各 AVStream 情報を表示
• ファイルクローズ・リソース解放
  • avformat_close_input(&format_context);

コーデックの検索とセットアップ

• 各 AVStream から対応する AVCodec を検索
  • const AVCodec* codec = avcodec_find_decoder(stream->codecpar->codec_id);
• コーデック情報の出力（ビデオ/オーディオのパラメータ表示）

デコーダコンテキストの初期化

• AVCodecContext の確保
  • AVCodecContext* codec_context = avcodec_alloc_context3(first_video_stream_codec);
• コーデックパラメータの適用
  • avcodec_parameters_to_context(codec_context, first_video_stream_codec_params);
• デコーダのオープン
  • avcodec_open2(codec_context, first_video_stream_codec, NULL);

パケットとフレームの処理

• AVPacket/AVFrame の確保
• av_read_frame でパケット取得、該当ストリームならデコーダへ送信
• avcodec_send_packet/avcodec_receive_frame でデコード処理
• デコード済みフレームの情報出力
• パケット/フレーム/デコーダ/フォーマットコンテキスト のリソース解放

ビルドおよび実行手順

• Meson/Ninja によるビルドシステム利用
  • pip3 install meson ninjaでインストール可能
• セットアップ手順 ：
  • アーカイブ展開後ffmpeg-101ディレクトリへ移動
  • meson setup build（FFmpeg自動ダウンロード＆ビルド準備）
  • ninja -C buildでビルド
  • ./build/ffmpeg-101 sample.mp4で実行

実行結果例

• ファイル・ストリーム・コーデック情報の出力
• 各ストリームのパケット受信・デコード処理状況の出力
• 映像フレームのタイプ・PTS・キーフレーム判定の表示
• 音声ストリームのパケットPTSの連続出力

---

この概要をもとに、 FFmpeg の基本的なアーキテクチャと実装例を短時間で把握可能。 音声・映像処理アプリケーション開発 の導入として最適。