FFmepg--视频编码流程--yuv编码为h264-编程知识

FFmepg--视频编码流程--yuv编码为h264

文章目录

- - 基本概念
  - 流程
  - api
  - 核心代码

基本概念

YUV格式：是一种颜色编码方式，YUV分别为三个分量：‘Y’是明亮度，也就是灰度值；‘U’和‘V’是色度
YUV格式的分类：

planar的YUV格式：先存储planar的Y像素点，在依次存储U和V像素点
packed的YUV格式：交叉存储YUV像素点

YUV流的采样方式：

YUV4:4:4：表示一个Y分量对应一组UV分量。
YUV4:2:2：表示两个Y分量共用一组UV分量。
YUV4:2:0：表示四个Y分量共用一组UV分量。

流程

请添加图片描述

api

int av_frame_get_buffer(AVFrame *frame, int align);
为⾳频或视频数据分配新的buffer，使用完成后，需要将引用计数-1
int av_image_alloc(uint8_t *pointers[4], int linesizes[4], int w, int h, enum AVPixelFormat pix_fmt,int align)：
按照指定的宽、高、像素格式来分配图像内存，第一个参数为Frame的数据
int av_frame_make_writable(AVFrame *frame)：
检查AVFrame->data是否可写
int av_image_get_buffer_size(enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height, int align)：
计算1帧数据的大小，参数为像素格式、图像宽、图像⾼，字节对齐方式
av_image_fill_arrays: 存储⼀帧像素数据存储到AVFrame对应的data buffer

核心代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/time.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/imgutils.h>int64_t get_time()
{return av_gettime_relative() / 1000;  // 换算成毫秒
}
static int encode(AVCodecContext *enc_ctx, AVFrame *frame, AVPacket *pkt,FILE *outfile)
{int ret;/* send the frame to the encoder */ret = avcodec_send_frame(enc_ctx, frame);if (ret < 0){return -1;}while (ret >= 0){ret = avcodec_receive_packet(enc_ctx, pkt);if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {return 0;} else if (ret < 0) {return -1;}fwrite(pkt->data, 1, pkt->size, outfile);}return 0;
}int main(int argc, char **argv)
{char *in_yuv_file = NULL;char *out_h264_file = NULL;FILE *infile = NULL;FILE *outfile = NULL;const char *codec_name = NULL;const AVCodec *codec = NULL;AVCodecContext *codec_ctx= NULL;AVFrame *frame = NULL;AVPacket *pkt = NULL;int ret = 0;in_yuv_file = argv[1];      // 输入YUV文件out_h264_file = argv[2];codec_name = argv[3];/* 查找指定的编码器 */codec = avcodec_find_encoder_by_name(codec_name);if (!codec) {fprintf(stderr, "Codec '%s' not found\n", codec_name);exit(1);}codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);if (!codec_ctx) {fprintf(stderr, "Could not allocate video codec context\n");exit(1);}/* 设置分辨率*/codec_ctx->width = 1280;codec_ctx->height = 720;/* 设置time base */codec_ctx->time_base = (AVRational){1, 25};codec_ctx->framerate = (AVRational){25, 1};/* 设置I帧间隔* 如果frame->pict_type设置为AV_PICTURE_TYPE_I, 则忽略gop_size的设置，一直当做I帧进行编码*/codec_ctx->gop_size = 25;   // I帧间隔codec_ctx->max_b_frames = 2; // 如果不想包含B帧则设置为0codec_ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;//if (codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {// 相关的参数可以参考libx264.c的 AVOption optionsav_opt_set(codec_ctx->priv_data, "preset", "medium", 0);av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "profile", "main", 0);av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "tune","zerolatency",0);}/** 设置编码器参数*//* 设置bitrate */codec_ctx->bit_rate = 3000000;/* 将codec_ctx和codec进行绑定 */avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL);// 打开输入和输出文件infile = fopen(in_yuv_file, "rb");outfile = fopen(out_h264_file, "wb");// 分配pkt和framepkt = av_packet_alloc();frame = av_frame_alloc();// 为frame分配bufferframe->format = codec_ctx->pix_fmt;frame->width  = codec_ctx->width;frame->height = codec_ctx->height;ret = av_frame_get_buffer(frame, 0);// 计算出每一帧的数据 像素格式 * 宽 * 高// 1382400int frame_bytes = av_image_get_buffer_size(frame->format, frame->width,frame->height, 1);uint8_t *yuv_buf = (uint8_t *)malloc(frame_bytes);// 作用int64_t begin_time = get_time();int64_t end_time = begin_time;int64_t all_begin_time = get_time();int64_t all_end_time = all_begin_time;int64_t pts = 0;printf("start enode\n");for (;;) {memset(yuv_buf, 0, frame_bytes);size_t read_bytes = fread(yuv_buf, 1, frame_bytes, infile);ret = av_frame_make_writable(frame);int need_size = av_image_fill_arrays(frame->data, frame->linesize, yuv_buf,frame->format,frame->width, frame->height, 1);pts += 40;// 设置pts 计算frame->pts = pts;       // 使用采样率作为pts的单位，具体换算成秒 pts*1/采样率begin_time = get_time();encode(codec_ctx, frame, pkt, outfile);end_time = get_time();printf("encode time:%lldms\n", end_time - begin_time);}/* 冲刷编码器 */encode(codec_ctx, NULL, pkt, outfile);all_end_time = get_time();printf("all encode time:%lldms\n", all_end_time - all_begin_time);// 关闭文件fclose(infile);fclose(outfile);// 释放内存if(yuv_buf) {free(yuv_buf);}av_frame_free(&frame);av_packet_free(&pkt);avcodec_free_context(&codec_ctx);printf("main finish, please enter Enter and exit\n");getchar();return 0;
}