您的位置:首页 > 其它

最简单的基于FFmpeg的视频编码器-更新版(YUV编码为HEVC(H.265))

2016-12-23 14:07 579 查看
转自广院已故大神雷霄骅的csdn博客,在此谢过大神的无私奉献,愿在天堂一切安好。

=====================================================

最简单的基于FFmpeg的视频编码器文章列表:

最简单的基于FFMPEG的视频编码器(YUV编码为H.264)

最简单的基于FFmpeg的视频编码器-更新版(YUV编码为HEVC(H.265))

最简单的基于FFmpeg的编码器-纯净版(不包含libavformat)

=====================================================

前一阵子做过一个基于FFmpeg的视频编码器的例子:
最简单的基于FFMPEG的视频编码器(YUV编码为H.264)
在该例子中,可以将YUV像素数据(YUV420P)编码为H.264码流。因为如今FFmpeg已经实现了对libx265的支持,因此对上述编码H.264的例子进行了升级,使之变成编码H.265(HEVC)的例子。

比较早的FFmpeg的类库(大约几个月以前的版本,我这里编译时间是2014.05.06)对H.265的编码支持有问题。开始调试的时候,以为是自己的代码有问题,几经修改也没有找到解决方法。最终发现是类库本身的问题,更换新版本的类库(我这里编译时间是2014.09.16)后问题解决。


流程

下面附上一张FFmpeg编码视频的流程图。通过该流程,不仅可以编码H.264/H.265的码流,而且可以编码MPEG4/MPEG2/VP9/VP8等多种码流。实际上使用FFmpeg编码视频的方式都是一样的。图中蓝色背景的函数是实际输出数据的函数。浅绿色的函数是视频编码的函数。

 


简单介绍一下流程中各个函数的意义(上一篇YUV编码为H.264的文章中已经写过一遍,这里复制粘贴一下):

av_register_all():注册FFmpeg所有编解码器。

avformat_alloc_output_context2():初始化输出码流的AVFormatContext。

avio_open():打开输出文件。

av_new_stream():创建输出码流的AVStream。

avcodec_find_encoder():查找编码器。

avcodec_open2():打开编码器。

avformat_write_header():写文件头(对于某些没有文件头的封装格式,不需要此函数。比如说MPEG2TS)。

avcodec_encode_video2():编码一帧视频。即将AVFrame(存储YUV像素数据)编码为AVPacket(存储H.264等格式的码流数据)。

av_write_frame():将编码后的视频码流写入文件。

flush_encoder():输入的像素数据读取完成后调用此函数。用于输出编码器中剩余的AVPacket。

av_write_trailer():写文件尾(对于某些没有文件头的封装格式,不需要此函数。比如说MPEG2TS)。


代码

下面直接贴上代码

[cpp] view
plain copy

 





/** 

 * 最简单的基于FFmpeg的视频编码器 

 * Simplest FFmpeg Video Encoder 

 *  

 * 雷霄骅 Lei Xiaohua 

 * leixiaohua1020@126.com 

 * 中国传媒大学/数字电视技术 

 * Communication University of China / Digital TV Technology 

 * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 

 *  

 * 本程序实现了YUV像素数据编码为视频码流(HEVC(H.265),H264,MPEG2,VP8等等)。 

 * 是最简单的FFmpeg视频编码方面的教程。 

 * 通过学习本例子可以了解FFmpeg的编码流程。 

 * This software encode YUV420P data to HEVC(H.265) bitstream (or 

 * H.264, MPEG2, VP8 etc.). 

 * It's the simplest video encoding software based on FFmpeg.  

 * Suitable for beginner of FFmpeg  

 */  

  

#include <stdio.h>  

  

extern "C"  

{  

#include "libavutil\opt.h"  

#include "libavcodec\avcodec.h"  

#include "libavformat\avformat.h"  

#include "libswscale\swscale.h"  

};  

  

  

int flush_encoder(AVFormatContext *fmt_ctx,unsigned int stream_index)  

{  

    int ret;  

    int got_frame;  

    AVPacket enc_pkt;  

    if (!(fmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &  

        CODEC_CAP_DELAY))  

        return 0;  

    while (1) {  

        printf("Flushing stream #%u encoder\n", stream_index);  

        //ret = encode_write_frame(NULL, stream_index, &got_frame);  

        enc_pkt.data = NULL;  

        enc_pkt.size = 0;  

        av_init_packet(&enc_pkt);  

        ret = avcodec_encode_video2 (fmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,  

            NULL, &got_frame);  

        av_frame_free(NULL);  

        if (ret < 0)  

            break;  

        if (!got_frame){  

            ret=0;  

            break;  

        }  

        printf("Succeed to encode 1 frame! 编码成功1帧!\n");  

        /* mux encoded frame */  

        ret = av_write_frame(fmt_ctx, &enc_pkt);  

        if (ret < 0)  

            break;  

    }  

    return ret;  

}  

  

int main(int argc, char* argv[])  

{  

    AVFormatContext* pFormatCtx;  

    AVOutputFormat* fmt;  

    AVStream* video_st;  

    AVCodecContext* pCodecCtx;  

    AVCodec* pCodec;  

  

    uint8_t* picture_buf;  

    AVFrame* picture;  

    int size;  

  

    //FILE *in_file = fopen("src01_480x272.yuv", "rb"); //Input YUV data 视频YUV源文件   

    FILE *in_file = fopen("ds_480x272.yuv", "rb");  //Input YUV data 视频YUV源文件   

    int in_w=480,in_h=272;//宽高    

    //Frames to encode  

    int framenum=100;  

    //const char* out_file = "src01.h264";  //Output Filepath 输出文件路径  

    //const char* out_file = "src01.ts";  

    //const char* out_file = "src01.hevc";  

    const char* out_file = "ds.hevc";  

  

    av_register_all();  

    //Method1 方法1.组合使用几个函数  

    pFormatCtx = avformat_alloc_context();  

    //Guess Format 猜格式  

    fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);  

    pFormatCtx->oformat = fmt;  

      

    //Method 2 方法2.更加自动化一些  

    //avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);  

    //fmt = pFormatCtx->oformat;  

  

  

    //Output Format 注意输出路径  

    if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0)  

    {  

        printf("Failed to open output file! 输出文件打开失败");  

        return -1;  

    }  

  

    video_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);  

    video_st->time_base.num = 1;   

    video_st->time_base.den = 25;    

  

    if (video_st==NULL)  

    {  

        return -1;  

    }  

    //Param that must set  

    pCodecCtx = video_st->codec;  

    //pCodecCtx->codec_id =AV_CODEC_ID_HEVC;  

    pCodecCtx->codec_id = fmt->video_codec;  

    pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;  

    pCodecCtx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;  

    pCodecCtx->width = in_w;    

    pCodecCtx->height = in_h;  

    pCodecCtx->time_base.num = 1;    

    pCodecCtx->time_base.den = 25;    

    pCodecCtx->bit_rate = 400000;    

    pCodecCtx->gop_size=250;  

    //H264  

    //pCodecCtx->me_range = 16;  

    //pCodecCtx->max_qdiff = 4;  

    //pCodecCtx->qcompress = 0.6;  

    pCodecCtx->qmin = 10;  

    pCodecCtx->qmax = 51;  

  

    //Optional Param  

    pCodecCtx->max_b_frames=3;  

  

    // Set Option  

    AVDictionary *param = 0;  

    //H.264  

    if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {  

        av_dict_set(?m, "preset", "slow", 0);  

        av_dict_set(?m, "tune", "zerolatency", 0);  

    }  

    //H.265  

    if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H265){  

        av_dict_set(?m, "x265-params", "qp=20", 0);  

        av_dict_set(?m, "preset", "ultrafast", 0);  

        av_dict_set(?m, "tune", "zero-latency", 0);  

    }  

  

    //Dump Information 输出格式信息  

    av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);  

  

    pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);  

    if (!pCodec){  

        printf("Can not find encoder! 没有找到合适的编码器!\n");  

        return -1;  

    }  

    if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,?m) < 0){  

        printf("Failed to open encoder! 编码器打开失败!\n");  

        return -1;  

    }  

      

  

  

    picture = avcodec_alloc_frame();  

    size = avpicture_get_size(pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);  

    picture_buf = (uint8_t *)av_malloc(size);  

    avpicture_fill((AVPicture *)picture, picture_buf, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);  

  

    //Write File Header 写文件头  

    avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);  

  

    AVPacket pkt;  

    int y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;  

    av_new_packet(&pkt,y_size*3);  

  

    for (int i=0; i<framenum; i++){  

        //Read YUV 读入YUV  

        if (fread(picture_buf, 1, y_size*3/2, in_file) < 0){  

            printf("Failed to read YUV data! 文件读取错误\n");  

            return -1;  

        }else if(feof(in_file)){  

            break;  

        }  

        picture->data[0] = picture_buf;  // 亮度Y  

        picture->data[1] = picture_buf+ y_size;  // U   

        picture->data[2] = picture_buf+ y_size*5/4; // V  

        //PTS  

        picture->pts=i;  

        int got_picture=0;  

        //Encode 编码  

        int ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt,picture, &got_picture);  

        if(ret < 0){  

            printf("Failed to encode! 编码错误!\n");  

            return -1;  

        }  

        if (got_picture==1){  

            printf("Succeed to encode 1 frame! 编码成功1帧!\n");  

            pkt.stream_index = video_st->index;  

            ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);  

            av_free_packet(&pkt);  

        }  

    }  

    //Flush Encoder  

    int ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);  

    if (ret < 0) {  

        printf("Flushing encoder failed\n");  

        return -1;  

    }  

  

    //Write file trailer 写文件尾  

    av_write_trailer(pFormatCtx);  

  

    //Clean 清理  

    if (video_st){  

        avcodec_close(video_st->codec);  

        av_free(picture);  

        av_free(picture_buf);  

    }  

    avio_close(pFormatCtx->pb);  

    avformat_free_context(pFormatCtx);  

  

    fclose(in_file);  

  

    return 0;  

}  


结果

软件运行截图(受限于文件体积,原始YUV帧数只有100帧):



这次换了个有趣点的YUV序列。之前总是看YUV标准测试序列都已经看烦了,这次换个电视剧里的序列相对更加生动一些。YUV序列如下图所示。

 


编码后的HEVC(H.265)码流:

 



下载

Simplest ffmpeg video encoder

项目主页

SourceForge:https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegvideoencoder/

Github:https://github.com/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_video_encoder

开源中国:http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_video_encoder


CSDN下载地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8001515

本程序实现了YUV像素数据编码为视频码流(H.265,H264,MPEG2,VP8等等)。是最简单的FFmpeg视频编码方面的教程。

它包含以下两个子项目:
simplest_ffmpeg_video_encoder:最简单的基于FFmpeg的视频编码器。使用libavcodec和libavformat编码并且封装视频。
simplest_ffmpeg_video_encoder_pure:最简单的基于FFmpeg的视频编码器-纯净版。仅使用libavcodec编码视频,不使用libavformat。

更新-1.1 (2015.1.03)=========================================

增加了《最简单的基于FFmpeg的编码器-纯净版(不包含libavformat)》中的simplest_ffmpeg_video_encoder_pure工程。

CSDN下载地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8322003

更新-1.2 (2015.2.13)=========================================

这次考虑到了跨平台的要求,调整了源代码。经过这次调整之后,源代码可以在以下平台编译通过:

VC++:打开sln文件即可编译,无需配置。

cl.exe:打开compile_cl.bat即可命令行下使用cl.exe进行编译,注意可能需要按照VC的安装路径调整脚本里面的参数。编译命令如下。

[plain] view
plain copy

 





::VS2010 Environment  

call "D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\vcvarsall.bat"  

::include  

@set INCLUDE=include;%INCLUDE%  

::lib  

@set LIB=lib;%LIB%  

::compile and link  

cl simplest_ffmpeg_video_encoder.cpp /link avcodec.lib avformat.lib avutil.lib ^  

avdevice.lib avfilter.lib postproc.lib swresample.lib swscale.lib /OPT:NOREF  

MinGW:MinGW命令行下运行compile_mingw.sh即可使用MinGW的g++进行编译。编译命令如下。

[plain] view
plain copy

 





g++ simplest_ffmpeg_video_encoder.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_encoder.exe \  

-I /usr/local/include -L /usr/local/lib \  

-lavformat -lavcodec -lavutil  

GCC:Linux或者MacOS命令行下运行compile_gcc.sh即可使用GCC进行编译。编译命令如下。

[plain] view
plain copy

 





gcc simplest_ffmpeg_video_encoder.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_encoder.out \  

-I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil  

PS:相关的编译命令已经保存到了工程文件夹中

CSDN下载地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8444967

SourceForge上已经更新。
内容来自用户分享和网络整理,不保证内容的准确性,如有侵权内容,可联系管理员处理 点击这里给我发消息
标签: