s5pv210中MFC的编码过程



在上一篇《s5pv210中MFC的帧内存格式》中我们知道了MFC编码所需要的格式，现在我们就来看看他的编码过程。首先说一下编码环境，我用的开发板是天嵌的TQ210，运行linux系统，其他开发板差别应该不会很大。

linear mode

MFC可以接收两种帧内存格式：linear mode和tile mode，因为tile比较麻烦，我这里就用linear模式来编码。修改MFC_ENC_MAP_FOR_CUR寄存器，让MFC选择linear mode，打开文件drivers/media/video/samsung/mfc50/mfc_opr.c，在676行左右把MEM_STRUCT_TILE_ENC改成MEM_STRUCT_LINEAR。WRITEL(MEM_STRUCT_LINEAR, MFC_ENC_MAP_FOR_CUR); 保存，重新编译内核。我使用的是TQ210自带的内核，他的MFC默认是使用tile模式的，如果传给他的数据是linear模式的话就会导致花屏。

SsbSipMfcApi

这是三星官方的MFC库函数，我也不清楚在哪里找到的，好像是android源码里的，在linux上也可以使用，需要的话可以在文章最后的github上下载。他里面定义了一些MFC的API，这里我说一下和编码相关的几个函数和结构体。首先是h264的编码参数结构体SSBSIP_MFC_ENC_H264_PARAM，他的定义如下：

typedef struct {
    /* common parameters */
    SSBSIP_MFC_CODEC_TYPE codecType; /* [IN] codec type */
    int SourceWidth; /* [IN] width of video to be encoded */
    int SourceHeight; /* [IN] height of video to be encoded */
    int IDRPeriod; /* [IN] GOP number(interval of I-frame) */
    int SliceMode; /* [IN] Multi slice mode */
    int RandomIntraMBRefresh; /* [IN] cyclic intra refresh */
    int EnableFRMRateControl; /* [IN] frame based rate control enable */
    int Bitrate; /* [IN] rate control parameter(bit rate) */
    int FrameQp; /* [IN] The quantization parameter of the frame */
    int FrameQp_P; /* [IN] The quantization parameter of the P frame */
    int QSCodeMax; /* [IN] Maximum Quantization value */
    int QSCodeMin; /* [IN] Minimum Quantization value */
    int CBRPeriodRf; /* [IN] Reaction coefficient parameter for rate control */
    int PadControlOn; /* [IN] Enable padding control */
    int LumaPadVal; /* [IN] Luma pel value used to fill padding area */
    int CbPadVal; /* [IN] CB pel value used to fill padding area */
    int CrPadVal; /* [IN] CR pel value used to fill padding area */
    int FrameMap; /* [IN] Encoding input mode(0=linear, 1=tiled) */
    /* H.264 specific parameters */
    int ProfileIDC; /* [IN] profile */
    int LevelIDC; /* [IN] level */
    int FrameQp_B; /* [IN] The quantization parameter of the B frame */
    int FrameRate; /* [IN] rate control parameter(frame rate) */
    int SliceArgument; /* [IN] MB number or byte number */
    int NumberBFrames; /* [IN] The number of consecutive B frame inserted */
    int NumberReferenceFrames; /* [IN] The number of reference pictures used */
    int NumberRefForPframes; /* [IN] The number of reference pictures used for encoding P pictures */
    int LoopFilterDisable; /* [IN] disable the loop filter */
    int LoopFilterAlphaC0Offset; /* [IN] Alpha & C0 offset for H.264 loop filter */
    int LoopFilterBetaOffset; /* [IN] Beta offset for H.264 loop filter */
    int SymbolMode; /* [IN] The mode of entropy coding(CABAC, CAVLC) */
    int PictureInterlace; /* [IN] Enables the interlace mode */
    int Transform8x8Mode; /* [IN] Allow 8x8 transform(This is allowed only for high profile) */
    int EnableMBRateControl; /* [IN] Enable macroblock-level rate control */
    int DarkDisable; /* [IN] Disable adaptive rate control on dark region */
    int SmoothDisable; /* [IN] Disable adaptive rate control on smooth region */
    int StaticDisable; /* [IN] Disable adaptive rate control on static region */
    int ActivityDisable; /* [IN] Disable adaptive rate control on high activity region */
} SSBSIP_MFC_ENC_H264_PARAM;

这些参数中对码率影响比较大的是FrameQp，取值范围0～51,越小码率越大，取30就差不多了。下面说一下编码相关的函数：

//打开MFC
void *SsbSipMfcEncOpen(void);
//初始化MFC，param就是上面介绍的配置结构体
SSBSIP_MFC_ERROR_CODE SsbSipMfcEncInit(void *openHandle, void *param);
//获取输入缓存
SSBSIP_MFC_ERROR_CODE SsbSipMfcEncGetInBuf(void *openHandle, SSBSIP_MFC_ENC_INPUT_INFO *input_info);
//编码
SSBSIP_MFC_ERROR_CODE SsbSipMfcEncExe(void *openHandle);
//获取输出缓存
SSBSIP_MFC_ERROR_CODE SsbSipMfcEncGetOutBuf(void *openHandle, SSBSIP_MFC_ENC_OUTPUT_INFO *output_info);
//关闭MFC
SSBSIP_MFC_ERROR_CODE SsbSipMfcEncClose(void *openHandle);

知道了这些后下面我们就可以进行h264编码了。

main()

我这里只说一下大致的过程，在最后我会把源码传到github上去。首先打开两个文件，YUV数据源和保存h264的文件。

fp_yuv = fopen("CITY_704x576_30_orig_01.yuv", "rb");
fp_strm = fopen("CITY_704x576_30_orig_01.h264", "wb");

定义param变量，根据视频的参数赋值。

SSBSIP_MFC_ENC_H264_PARAM *param;
param = (SSBSIP_MFC_ENC_H264_PARAM*)malloc(sizeof(SSBSIP_MFC_ENC_H264_PARAM));
memset(param, 0 , sizeof(SSBSIP_MFC_ENC_H264_PARAM));
param->SourceWidth=704;
param->SourceHeight=576;
param->FrameQp=30;
//等等。。。

打开MFC，并用param初始化。

hOpen = SsbSipMfcEncOpen();
SsbSipMfcEncInit(hOpen, param);

获取输入缓存地址，以及h264文件头。

SSBSIP_MFC_ENC_INPUT_INFO input_info;
SSBSIP_MFC_ENC_OUTPUT_INFO output_info;
//获取输入缓存地址
SsbSipMfcEncGetInBuf(hOpen, &input_info);
//获取视频文件头
SsbSipMfcEncGetOutBuf(hOpen, &output_info);
//把文件头写入h264文件
fwrite(output_info.StrmVirAddr, 1, output_info.headerSize, fp_strm);

下面就是把视频一帧一帧的读取，编码，写入文件的过程了。

//读取一帧的Y分量，保存到MFC的输入缓存中。
fread(input_info.YVirAddr, 1, 704 * 576, fp_yuv);
//UV分量，保存到临时数组中，要转换成NV12格式
fread(CbCrBuf, 1, (704 * 576) >> 1, fp_yuv);
// convert YV12 -> NV12
p_nv12 = (char *)input_info.CVirAddr;
p_cb = CbCrBuf;
p_cr = CbCrBuf;
p_cr += ((704 * 576) >> 2);
for(i = 0; i < (704 * 576) >> 2; i++){
    *p_nv12 = *p_cb;
    p_nv12++;
    *p_nv12 = *p_cr;
    p_nv12++;
    p_cb++;
    p_cr++;
}
//编码
SsbSipMfcEncExe(hOpen);
//获取输出缓存地址，和大小
SsbSipMfcEncGetOutBuf(hOpen, &output_info);
//写入h264文件
fwrite(output_info.StrmVirAddr, 1, output_info.dataSize, fp_strm);

这样全部编码完成后，关闭MFC和文件。

SsbSipMfcEncClose(hOpen);
fclose(fp_yuv);
fclose(fp_strm);

至此，编码过程结束了。程序：https://github.com/wuyuans/TQ210/tree/master/MFC，我稍微对API进行了一下包装，写的不太好，见笑了。