最简单的基于FFMPEG的视频编码器（YUV编码为H.264）

转载，转自http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/25430425/

广院的师哥，可惜天妒英才，早早地走了

最近做5G项目需要传输摄像头传感器采集的视频裸数据，用H.264压缩编码格式，故复习一下对视频采用H.264 编码的方法

本文介绍一个最简单的基于FFMPEG的视频编码器。该编码器实现了YUV420P的像素数据编码为H.264的压缩编码数据。编码器代码十分简单，但是每一行代码都很重要，适合好好研究一下。弄清楚了本代码也就基本弄清楚了FFMPEG的编码流程。目前我虽然已经调通了程序，但是还是有些地方没有完全搞明白，需要下一步继续探究然后补充内容。

本程序使用最新版的类库（编译时间为2014.5.6），开发平台为VC2010。所有的配置都已经做好，只需要运行就可以了。

流程

下面附一张使用FFmpeg编码视频的流程图。使用该流程，不仅可以编码H.264的视频，而且可以编码MPEG4/MPEG2/VP8等等各种FFmpeg支持的视频。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：

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

/**
* 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（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 H.264 bitstream.
* It's the simplest video encoding software based on FFmpeg.
* Suitable for beginner of FFmpeg
*/

include

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) {

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(“Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame!\tsize:%5d\n”,enc_pkt.size);

/* 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;

AVPacket pkt;

uint8_t* picture_buf;

AVFrame* pFrame;

int picture_size;

int y_size;

int framecnt=0;

//FILE *in_file = fopen(“src01_480x272.yuv”, “rb”); //Input raw YUV data

FILE *in_file = fopen(“../ds_480x272.yuv”, “rb”); //Input raw YUV data

int in_w=480,in_h=272; //Input data’s width and height

int framenum=100; //Frames to encode

//const char* out_file = “src01.h264”; //Output Filepath

//const char* out_file = “src01.ts”;

//const char* out_file = “src01.hevc”;

const char* out_file = “ds.h264”;

av_register_all();
//Method1.
pFormatCtx = avformat_alloc_context();
//Guess Format
fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);
pFormatCtx->oformat = fmt;

//Method 2.
//avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);
//fmt = pFormatCtx->oformat;

//Open output URL
if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0){
printf("Failed to open output file! \n");
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 = AV_PIX_FMT_YUV420P;
pCodecCtx->width = in_w;
pCodecCtx->height = in_h;
pCodecCtx->bit_rate = 400000;
pCodecCtx->gop_size=250;

pCodecCtx->time_base.num = 1;
pCodecCtx->time_base.den = 25;

//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);
//av_dict_set(¶m, "profile", "main", 0);
}
//H.265
if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H265){
av_dict_set(¶m, "preset", "ultrafast", 0);
av_dict_set(¶m, "tune", "zero-latency", 0);
}

//Show some Information
av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);

pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);
if (!pCodec){
printf("Can not find encoder! \n");
return -1;
}
if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,¶m) < 0){
printf("Failed to open encoder! \n");
return -1;
}

pFrame = av_frame_alloc();
picture_size = avpicture_get_size(pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
picture_buf = (uint8_t *)av_malloc(picture_size);
avpicture_fill((AVPicture *)pFrame, picture_buf, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);

//Write File Header
avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);

av_new_packet(&pkt,picture_size);

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

for (int i=0; i<framenum; i++){
//Read raw YUV data
if (fread(picture_buf, 1, y_size*3/2, in_file) <= 0){
printf("Failed to read raw data! \n");
return -1;
}else if(feof(in_file)){
break;
}
pFrame->data[0] = picture_buf;              // Y
pFrame->data[1] = picture_buf+ y_size;      // U
pFrame->data[2] = picture_buf+ y_size*5/4;  // V
//PTS
//pFrame->pts=i;
pFrame->pts=i*(video_st->time_base.den)/((video_st->time_base.num)*25);
int got_picture=0;
//Encode
int ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt,pFrame, &got_picture);
if(ret < 0){
printf("Failed to encode! \n");
return -1;
}
if (got_picture==1){
printf("Succeed to encode frame: %5d\tsize:%5d\n",framecnt,pkt.size);
framecnt++;
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
av_write_trailer(pFormatCtx);

//Clean
if (video_st){
avcodec_close(video_st->codec);
av_free(pFrame);
av_free(picture_buf);
}
avio_close(pFormatCtx->pb);
avformat_free_context(pFormatCtx);

fclose(in_file);

return 0;

}

“`