ffmpeg调用x264编码器的过程分析

该文将以X264编码器为例，解释说明FFMPEG是怎么调用第三方编码器来进行编码的。

 

 

所有编码器和解码器都是在avcodec_register_all()函数中注册的。从中可以找到视频的H264解码器和X264编码器：

 

REGISTER_DECODER(H264,              h264);

REGISTER_ENCODER(LIBX264,           libx264);

 

他们都是通过一下宏进行相应的注册的：

 

#define REGISTER_DECODER(X, x)                                          \
{                                                                   \
extern AVCodec ff_##x##_decoder;                                \
if (CONFIG_##X##_DECODER)                                       \
avcodec_register(&ff_##x##_decoder);                        \
}

#define REGISTER_ENCODER(X, x)                                          \
{                                                                   \
extern AVCodec ff_##x##_encoder;                                \
if (CONFIG_##X##_ENCODER)                                       \
avcodec_register(&ff_##x##_encoder);                        \
}

 

注册的过程发生在avcodec_register(AVCodec *codec)函数中，实际上就是向全局链表last_avcodec中加入libx264_encoder、h264_decoder特定的编解码器，输入参数AVCodec是一个结构体，可以理解为编解码器的基类，其中不仅包含了名称，id等属性，而且包含了如下函数指针，让每个具体的编解码器扩展类实现。

 

int (*init)(AVCodecContext *);

int (*encode_sub)(AVCodecContext *, uint8_t *buf, int buf_size,
const struct AVSubtitle *sub);
/**
* Encode data to an AVPacket.
*
* @param      avctx          codec context
* @param      avpkt          output AVPacket (may contain a user-provided buffer)
* @param[in]  frame          AVFrame containing the raw data to be encoded
* @param[out] got_packet_ptr encoder sets to 0 or 1 to indicate that a
*                            non-empty packet was returned in avpkt.
* @return 0 on success, negative error code on failure
*/
int (*encode2)(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt, const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr);
int (*decode)(AVCodecContext *, void *outdata, int *outdata_size, AVPacket *avpkt);
int (*close)(AVCodecContext *);
/**
* Flush buffers.
* Will be called when seeking
*/
void (*flush)(AVCodecContext *);

继续追踪libx264，也就是X264的静态编码库，它在FFMPEG编译的时候被引入作为H.264编码器。在libx264.c中有如下代码：

 

AVCodec ff_libx264_encoder = {
.name             = "libx264",
.long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
.type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
.id               = AV_CODEC_ID_H264,
.priv_data_size   = sizeof(X264Context),
.init             = X264_init,
.encode2          = X264_frame,
.close            = X264_close,
.capabilities     = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
.priv_class       = &x264_class,
.defaults         = x264_defaults,
.init_static_data = X264_init_static,
};

这里具体对来自AVCodec的属性和方法进行赋值。其中

.init = X264_init,
.encode2 = X264_frame,
.close = X264_close,

将函数指针指向了具体函数，这三个函数将使用libx264静态库中提供的API，也就是X264的主要接口函数进行具体实现。

上面看到的X264Context封装了X264所需要的上下文管理数据，

typedef struct X264Context {
AVClass        *class;
x264_param_t    params;
x264_t         *enc;
x264_picture_t  pic;
uint8_t        *sei;
int             sei_size;
char *preset;
char *tune;
char *profile;
char *level;
int fastfirstpass;
char *wpredp;
char *x264opts;
float crf;
float crf_max;
int cqp;
int aq_mode;
float aq_strength;
char *psy_rd;
int psy;
int rc_lookahead;
int weightp;
int weightb;
int ssim;
int intra_refresh;
int bluray_compat;
int b_bias;
int b_pyramid;
int mixed_refs;
int dct8x8;
int fast_pskip;
int aud;
int mbtree;
char *deblock;
float cplxblur;
char *partitions;
int direct_pred;
int slice_max_size;
char *stats;
int nal_hrd;
char *x264_params;
} X264Context;

它属于结构体AVCodecContext的void *priv_data变量，定义了每种编解码器私有的上下文属性，AVCodecContext也类似上下文基类一样。可以用类图来表示大概的编解码器组合。



 

 

编解码器打开操作是在transcode_init() -> init_input_stream() -> avcodec_open2()完成的，对具体的编解码器进行初始化。例如X264_init()

 

具体的编码操作是在transcode() -> transcode_step() -> reap_filters() -> do_video_out() 或 do_audio_out() -> avcodec_encode_video2() 或 avcodec_encode_audio2()。然后通过函数指针调用特定的编解码器。例如X264_frame()。

 

最后通过avcodec_close()关闭编解码器。例如X264_close()。

ffmpeg调用x264编码器的过程分析 (转5)