最简单的基于FFMPEG的视频编码器(YUV编码为H.264)

来源:互联网 发布:好玩的手机网游 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/03/29 01:37

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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)

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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 <stdio.h>#define __STDC_CONSTANT_MACROS#ifdef _WIN32//Windowsextern "C"{#include "libavutil/opt.h"#include "libavcodec/avcodec.h"#include "libavformat/avformat.h"};#else//Linux...#ifdef __cplusplusextern "C"{#endif#include <libavutil/opt.h>#include <libavcodec/avcodec.h>#include <libavformat/avformat.h>#ifdef __cplusplus};#endif#endifint 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 dataint in_w=480,in_h=272;                              //Input data's width and heightint 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 Formatfmt = 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 URLif (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 setpCodecCtx = 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 ParampCodecCtx->max_b_frames=3;// Set OptionAVDictionary *param = 0;//H.264if(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.265if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H265){av_dict_set(¶m, "preset", "ultrafast", 0);av_dict_set(¶m, "tune", "zero-latency", 0);}//Show some Informationav_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 Headeravformat_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 dataif (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;              // YpFrame->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;//Encodeint 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 Encoderint ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);if (ret < 0) {printf("Flushing encoder failed\n");return -1;}//Write file trailerav_write_trailer(pFormatCtx);//Cleanif (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;}


结果

软件运行截图(受限于文件体积,原始YUV帧数很少):


编码前的YUV序列:


编码后的H.264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


下载地址:

http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7324115

【修正】之前发现编码后的H.264码流与YUV输入的帧数不同。经过观察对比其他程序后发现需要调用flush_encoder()将编码器中剩余的视频帧输出。已经将该问题修正。

CSDN下载地址(修正后):

http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7466649

PUDN下载地址(修正后):

http://www.pudn.com/downloads644/sourcecode/multimedia/detail2605258.html

SourceForge上已经更新。


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。

::VS2010 Environmentcall "D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\vcvarsall.bat"::include@set INCLUDE=include;%INCLUDE%::lib@set LIB=lib;%LIB%::compile and linkcl 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。

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。

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。


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