H264 编码详解

来源：互联网发布：淘宝皮质特征编辑：程序博客网时间：2024/04/28 05:06

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原文地址：H264 编码详解（转）作者：一夜无眠

（1） x264_param_default( x264_param_t*param )

作用：对编码器进行参数设定

cqm:量化表相关信息

csp：

量化表相关信息里的memset(param->cqm_4iy, 16, 16 );

memset(param->cqm_4ic, 16, 16 );

memset(param->cqm_4py, 16, 16 );

memset(param->cqm_4pc, 16, 16 );

memset(param->cqm_8iy, 16, 64 );

memset(param->cqm_8py, 16, 64 );

（2）staticint Parse( int argc, char**argv, x264_param_t *param, cli_opt_t *opt ) 初始化

1． getopt_long(nargc,nargv, options, long_options, idx) 得到入口地址的向量与方式的选择

2． getopt_internal(nargc,nargv,options) 解析入口地址向量

（3） staticint Encode( x264_param_t *param,cli_opt_t *opt )

h->param=param

vui信息主要包括帧率、图像尺寸等信息

x264_sps_init(h->sps, 0, &h->param);

x264_pps_init(h->pps, 0, &h->param,h->sps);

初始化并开辟帧空间

对前一宏块的信息保存，因为是初始化，所以作为第一个宏块的参考，后面会有x264_macroblock_cache_load( h,i_mb_x, i_mb_y );它是将要编码的宏块的周围的宏块的值读进来,要想得到当前块的预测值，要先知道上面，左面的预测值

初始化cpu对各种分块的参数设定

1．x264_t*x264_encoder_open (x264_param_t *param )这个函数是对不正确的参数进行修改,并对各结构体参数和cabac编码,预测等需要的参数进行初始化

2、p_read_frame( &pic, opt->hin,i_frame + opt->i_seek,param->i_width, param->i_height )

读取一帧，并把这帧设为prev

3. i_file += Encode_frame( h, opt->hout,&pic );进入核码层

核心编码层的总流程图：（x264.c）

1． x264_encoder_encode( h, &nal,&i_nal, pic, &pic_out )对帧进行编码

2． i_size = x264_nal_encode( data, &i_data, 1,&nal[i] )

网络打包编码

3． i_file += p_write_nalu( hout, data, i_size )

把网络包写入到输出文件中去

4．返回，对下一帧进行编码

下面一页是详细的流程图：

一．帧内详细流程图：

1． x264_encoder_encode( h, &nal,&i_nal, pic, &pic_out )对帧进行编码

1．

x264_frame_t*fenc=x264_frame_get(h->frames.unused );

x264_frame_copy_picture( h, fenc, pic_in );

fenc->i_frame =h->frames.i_input++;

x264_frame_put( h->frames.next, fenc );

x264_frame_init_lowres( h->param.cpu, fenc);//里面包含低象素的扩展,很多for循环，应该是抽头计算和半精度象素的扩展，要认真看

2． 264_slicetype_decide(h );对slice类型的判定，里面也要看一下

3． while(IS_X264_TYPE_B(h->frames.next[bframes]->i_type ))

bframes++;

x264_frame_put(h->frames.current,x264_frame_get(&h->frames.next[bframes] ));这主要是因为B帧必须等后面的非B帧编码结束后才能编码，所以把暂时不编的一系列B帧存入队列中，一直到非B帧才取出进行编码，之后再进行前面的B帧编码

do_encode:

4．建立list0& list1.我感觉

x264_reference_build_list( h,h->fdec->i_poc, i_slice_type );

比特率控制初始化

x264_ratecontrol_start(h, i_slice_type,h->fenc->i_qpplus1 );

5．创建slice的头部数据

x264_slice_init( h, i_nal_type, i_slice_type, i_global_qp );

6 i_frame_size = x264_slices_write( h);这是编码的关键了

1. x264_slice_header_write(&h->out.bs,&h->sh,h->i_nal_ref_idc);

2. 一些初始化工作

3. for(mb_xy=h->sh.i_first_mb,i_skip = 0; mb_xy < h->sh.i_last_mb;mb_xy++ )对一个slice中每个宏块进行循环遍历编码，其中const int i_mb_y = mb_xy /h->sps->i_mb_width;和const int i_mb_x= mb_xy %h->sps->i_mb_width;是对宏块位置在slice中的x,y坐标的定位，这个for语句几乎覆盖了整个x264_slices_write（）函数

4. x264_macroblock_cache_load(h, i_mb_x, i_mb_y ); 它是将要编码的宏块的周围的宏块的值读进来,要想得到当前块的预测值，要先知道上面，左面的预测值！

5. *****x264_macroblock_analyse(h);重点。通过一系列的SAD算出最优化方案，例如把I帧16×16的宏块分成16个4×4分别计算SAD和与原16×16SAD比较我感觉，在下面一层再详细分析。

a. x264_mb_analyse_intra( h,&analysis, COST_MAX);我感觉是在一个16×16的SAD,4个8×8的SAD和，16个4×4SAD和中选出最优方式进行，可能我的理解不对，里面的x264_mb_encode_i4x4(h, idx, a->i_qp);i8×8几个函数的跟踪有问题，跟得我都找不到，要仔细看（现在又能跟到了）

这边好像如果是直流分量在这里就进行量化ZIGZAG扫描了，不用等到x264_macroblock_encode( h)再完成了

b. x264_analyse_update_cache( h, &analysis );有对色度块的模式选择的计算，好像也有更新信息以为下次的预测作为参考

6. x264_macroblock_encode(h );

a. 判断宏块的类型

b. 根据判断的类型进行DCT，量化，ZIGZAG,并记录当前的模式为下次编码宏块（亚宏块）做参考

ZIGZAG的实现不明白（原来ZIGZAG有宏定义，在上面，现在明白了），反量化和IDCT的过程跟不进去，应该是汇编了！函数如下：（I 4×4 中 x264_mb_encode_i4x4( h, i, i_qp );）

x264_mb_dequant_4x4( dct4x4,h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );

h->dctf.add4x4_idct( p_dst, i_stride, dct4x4);

还有，这个函数跟踪不进去，应该是重构图像的反变换吧

h->dctf.add4x4_idct( p_dst, i_stride, dct4x4);

h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]]=x264_mb_pred_mode4x4_fix(i_mode);这个值到底是怎么根据前面的模式改变的，可能是上面两个函数没能更进去所以模糊

c. 对色度块进行编码，QP限制在0－51之间，选定预测模式（DC的话值全为128）

x264_mb_encode_8x8_chroma( h, !IS_INTRA(h->mb.i_type ), i_qp );里面对两个色度信号分别编码，与亮度信号类似

d. 求亮度和色度的cbp，完全不明白是怎么求的，需要解决！现在有点明白，每个比特代表子块是不是全为0，但还没有全部明白，色度块cbp中0x02表示有AC,DC0x01表示只有DC，

e．利用CBP判断要不要SKIP.,里面还关系到向量预测，明天好好看一下。其中

h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy] =h->mb.i_last_qp;这个为读下一个 qp的保存，不然解码端是读不出下一个 qp的,

关于CBP的理解还存在问题，他的8位比特各个代表的意思还不是十分明确，反正是对DC,AC的编码的选择。185页有介绍（新一代视频压缩标准毕厚杰）

7. 选用CABAC还是CAVLC

CABAC的原理实现没仔细看

8. x264_macroblock_cache_save( h );保存以为下次的预测作为参考