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最简单的基于FFmpeg的编码器-纯净版(不包含libavformat)

来源:程序员人生   发布时间:2015-01-04 09:06:54 阅读次数:4097次

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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(不包括libavformat)

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本文记录1个更加“纯净”的基于FFmpeg的视频编码器。此前记录过1个基于FFmpeg的视频编码器:

 《最简单的基于FFmpeg的视频编码器-更新版(YUV编码为HEVC(H.265))》

这个视频编码器调用了FFmpeg中的libavformat和libavcodec两个库完成了视频编码工作。但是这不是1个“纯净”的编码器。上述两个库中libavformat完成封装格式处理,而libavcodec完成编码工作。1个“纯净”的编码器,理论上说只需要使用libavcodec就足够了,其实不需要使用libavformat。本文记录的编码器就是这样的1个“纯净”的编码器,它仅仅通过调用libavcodec将YUV数据编码为H.264/HEVC等格式的紧缩视频码流。


流程图

仅使用libavcodec(不使用libavformat)编码视频的流程以下图所示。


流程图中关键函数的作用以下所列:

avcodec_register_all():注册所有的编解码器。
avcodec_find_encoder():查找编码器。
avcodec_alloc_context3():为AVCodecContext分配内存。
avcodec_open2():打开编码器。
avcodec_encode_video2():编码1帧数据。

两个存储数据的结构体以下所列:
AVFrame:存储1帧未编码的像素数据。
AVPacket:存储1帧紧缩编码数据。

对照

简单记录1下这个只使用libavcodec的“纯净版”视频编码器和使用libavcodec+libavformat的视频编码器的不同。

PS:使用libavcodec+libavformat的编码器参考文章 《最简单的基于FFmpeg的视频编码器-更新版(YUV编码为HEVC(H.265))》

(1) 以下与libavformat相干的函数在“纯净版”视频编码器中都不存在。
av_register_all():注册所有的编解码器,复用/解复用器等等组件。其中调用了avcodec_register_all()注册所有编解码器相干的组件。
avformat_alloc_context():创建AVFormatContext结构体。
avformat_alloc_output_context2():初始化1个输出流。
avio_open():打开输出文件。
avformat_new_stream():创建AVStream结构体。avformat_new_stream()中会调用avcodec_alloc_context3()创建AVCodecContext结构体。
avformat_write_header():写文件头。
av_write_frame():写编码后的文件帧。
av_write_trailer():写文件尾。
(2) 新增了以下几个函数
avcodec_register_all():只注册编解码器有关的组件。

avcodec_alloc_context3():创建AVCodecContext结构体。

可以看出,相比于“完全”的编码器,这个纯净的编码器函数调用更加简单,功能相对少1些,相对来讲更加的“轻量”。


源代码

/** * 最简单的基于FFmpeg的视频编码器(纯净版) * Simplest FFmpeg Video Encoder Pure * * 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)。 * 它仅仅使用了libavcodec(而没有使用libavformat)。 * 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 video bitstream * (Such as H.264, H.265, VP8, MPEG2 etc). * It only uses libavcodec to encode video (without libavformat) * It's the simplest video encoding software based on FFmpeg. * Suitable for beginner of FFmpeg */ #include <stdio.h> extern "C" { #include "libavutilopt.h" #include "libavcodecavcodec.h" #include "libavutilimgutils.h" }; //test different codec #define TEST_H264 0 #define TEST_HEVC 1 int main(int argc, char* argv[]) { AVCodec *pCodec; AVCodecContext *pCodecCtx= NULL; int i, ret, x, y, got_output; FILE *fp_in; FILE *fp_out; AVFrame *pFrame; AVPacket pkt; int y_size; int framecnt=0; char filename_in[]="../ds_480x272.yuv"; #if TEST_HEVC AVCodecID codec_id=AV_CODEC_ID_HEVC; char filename_out[]="ds.hevc"; #else AVCodecID codec_id=AV_CODEC_ID_H264; char filename_out[]="ds.h264"; #endif int in_w=480,in_h=272; int framenum=100; avcodec_register_all(); pCodec = avcodec_find_encoder(codec_id); if (!pCodec) { printf("Codec not found "); return ⑴; } pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(pCodec); if (!pCodecCtx) { printf("Could not allocate video codec context "); return ⑴; } pCodecCtx->bit_rate = 400000; pCodecCtx->width = in_w; pCodecCtx->height = in_h; pCodecCtx->time_base.num=1; pCodecCtx->time_base.den=25; pCodecCtx->gop_size = 10; pCodecCtx->max_b_frames = 1; pCodecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P; if (codec_id == AV_CODEC_ID_H264) av_opt_set(pCodecCtx->priv_data, "preset", "slow", 0); if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, NULL) < 0) { printf("Could not open codec "); return ⑴; } pFrame = av_frame_alloc(); if (!pFrame) { printf("Could not allocate video frame "); return ⑴; } pFrame->format = pCodecCtx->pix_fmt; pFrame->width = pCodecCtx->width; pFrame->height = pCodecCtx->height; ret = av_image_alloc(pFrame->data, pFrame->linesize, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt, 16); if (ret < 0) { printf("Could not allocate raw picture buffer "); return ⑴; } //Input raw data fp_in = fopen(filename_in, "rb"); if (!fp_in) { printf("Could not open %s ", filename_in); return ⑴; } //Output bitstream fp_out = fopen(filename_out, "wb"); if (!fp_out) { printf("Could not open %s ", filename_out); return ⑴; } y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height; //Encode for (i = 0; i < framenum; i++) { av_init_packet(&pkt); pkt.data = NULL; // packet data will be allocated by the encoder pkt.size = 0; //Read raw YUV data if (fread(pFrame->data[0],1,y_size,fp_in)< 0|| // Y fread(pFrame->data[1],1,y_size/4,fp_in)< 0|| // U fread(pFrame->data[2],1,y_size/4,fp_in)< 0){ // V return ⑴; }else if(feof(fp_in)){ break; } pFrame->pts = i; /* encode the image */ ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt, pFrame, &got_output); if (ret < 0) { printf("Error encoding frame "); return ⑴; } if (got_output) { printf("Succeed to encode frame: %5d size:%5d ",framecnt,pkt.size); framecnt++; fwrite(pkt.data, 1, pkt.size, fp_out); av_free_packet(&pkt); } } //Flush Encoder for (got_output = 1; got_output; i++) { ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt, NULL, &got_output); if (ret < 0) { printf("Error encoding frame "); return ⑴; } if (got_output) { printf("Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame! size:%5d ",pkt.size); fwrite(pkt.data, 1, pkt.size, fp_out); av_free_packet(&pkt); } } fclose(fp_out); avcodec_close(pCodecCtx); av_free(pCodecCtx); av_freep(&pFrame->data[0]); av_frame_free(&pFrame); return 0; }


运行结果

通过设定定义在程序开始的宏,肯定需要使用的编码器。

//test different codec #define TEST_H264 0 #define TEST_HEVC 1

当TEST_H264设置为1的时候,编码H.264文件“ds.h264”。
当TEST_HEVC设置为1的时候,解码HEVC文件“ds.hevc”。
输入文件是“ds_480x272.yuv”。

程序运行的截图以下所示。


输入的YUV文件以下图所示。


输出的HEVC文件以下图所示。


下载

Simplest ffmpeg encoder pure工程被作为子工程添加到了simplest ffmpeg video encoder工程中。新版的simplest ffmpeg video encoder的信息以下。


Simplest ffmpeg video encoder

SourceForge主页:https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegvideoencoder/
CSDN下载地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8322003


本程序实现了YUV像素数据编码为视频码流(H.265,H264,MPEG2,VP8等等)。

是最简单的FFmpeg视频编码方面的教程。

它包括以下两个子项目:

simplest_ffmpeg_video_encoder:最简单的基于FFmpeg的视频编码器。使用libavcodec和libavformat编码并且封装视频。
simplest_ffmpeg_video_encoder_pure:最简单的基于FFmpeg的视频编码器-纯净版。仅使用libavcodec编码视频,不使用libavformat。


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