音视频处理 ffmpeg中级开发 H264编码

开发介绍

libavcodec/avcodec.h
常用的数据结构
- AVCodec 编码器结构体
- AVCodecContext 编码器上下文
- AVFrame 解码后的帧
结构体内存的分配和释放
- av_frame_alloc 申请
- av_frame_free() 释放
- avcodec_alloc_context3() 创建编码器上下文
- avcodec_free_context() 释放编码器上下文
解码步骤
- avcodec_find_decoder 查找解码器
- avcodec_open2 打开解码器
- avcodec_decode_video2 解码

FFMpegH264编码

avcodec_find_encoder_by_name 查找编码器
avcodec_open3 设置编码参数（分辨率、高、宽），并打开编码器，(解码的时候直接拷贝对应参数即可，无需再次设置)
avcodec_encode_video2 编码
- 真正执行编码的由第三方库进行
- 如libx264 libopenh264
注意
- 通过ID 查找编/解码器
- 通过Name 查找编/解码器
参考链接：FFmpeg h264编码 - 简书

代码

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>extern "C" {#include<libavutil/opt.h>#include<libavutil/imgutils.h>#include<libavcodec/avcodec.h>
}//对每一帧数据进行编码
static void encode(AVCodecContext *enc_ctx,AVFrame *frame,AVPacket *pkt,FILE *outfile){int ret = 0;//send the frame to the encoderif (frame){printf("Send frame %3"PRId64"\n",frame->pts);}ret = avcodec_send_frame(enc_ctx,frame);if (ret < 0){fprintf(stderr,"Error sending a frame for encoding\n");exit(1);}while (ret >= 0){ret = avcodec_receive_packet(enc_ctx,pkt);if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF){return;} else if (ret < 0){fprintf(stderr,"Error during encoding\n");exit(1);}printf("Write packet %3"PRId64" (size=%5d)\n",pkt->pts,pkt->size);fwrite(pkt->data,1,pkt->size,outfile);av_packet_unref(pkt);}
}
int main(int argc,char** argv){const char *file_name,*codec_name;//输出文件路径和编码器名字，由运行程序时传入参数(要编码的内容是从摄像头获取的)const AVCodec *codec;             //编码器AVCodecContext *codec_context = nullptr;//编码上下文环境int i,ret,x,y,got_output;         //got_output用于标记一帧是否压缩成功FILE *file;AVFrame *frame;                   //原始帧(未压缩的数据)AVPacket pkt;uint8_t endcode[]={0,0,1,0xb7};if (argc <= 2){fprintf(stderr,"Usage: %s <output file> <codec name>\n",argv[0]);exit(0);}file_name = argv[1];codec_name = argv[2];     //h264编码器名字是libx264//avcodec_register_all()  //delete//通过名字查找编码器codec = avcodec_find_encoder_by_name(codec_name);if (!codec){fprintf(stderr,"Codec not found\n");exit(1);}//生成编码上下文环境codec_context = avcodec_alloc_context3(codec);if (!codec_context){fprintf(stderr,"Could not allocate video codec context\n");exit(1);}// 设置码率codec_context->bit_rate = 400000;// 设置视频宽高codec_context->width = 352;codec_context->height = 288;// 设置时间基、帧率(时间基根据帧率而变化)codec_context->time_base = (AVRational){1,25}; //一秒钟25帧，刻度就是1/25codec_context->framerate = (AVRational){25,1}; //时间基根据帧率进行变化// 设置多少帧产生一个关键帧，也就是一组帧是多少帧// 如果同一个镜头没有变化，只需要设定一个关键帧，一组帧以这个关键帧作为参照，从而降低数据存储codec_context->gop_size = 10;// 设置b帧(前后参考帧)// P帧 向前参考帧codec_context->max_b_frames = 1;// 要编码的原始数据的YUV格式codec_context->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;// 如果编码器id是h264if (codec->id == AV_CODEC_ID_H264){// preset表示采用一个预先设定好的参数集，级别是slow// slow表示压缩速度是慢的，慢的可以保证视频质量，用快的会降低视频质量av_opt_set(codec_context->priv_data,"preset","slow",0);}// 打开编码器if (avcodec_open2(codec_context,codec,NULL) < 0){fprintf(stderr,"Could not open codec\n");exit(1);}file = fopen(file_name,"wb");if (!file){fprintf(stderr,"Could not open %s\n",file_name);exit(1);}// 初始化帧并设置帧的YUV格式和分辨率frame = av_frame_alloc();if (!frame){fprintf(stderr,"Could not allocate video frame\n");exit(1);}frame->format = codec_context->pix_fmt;frame->width = codec_context->width;frame->height = codec_context->height;ret = av_frame_get_buffer(frame,32);if (ret < 0){fprintf(stderr,"Could not allocate the video frame data\n");exit(1);}// 这里是人工添加数据模拟生成1秒钟(25帧)的视频(真实应用中是从摄像头获取的原始数据，摄像头拿到数据后会传给编码器，然后编码器进行编码形成一帧帧数据。)for (i = 0; i < 25; i++) {av_init_packet(&pkt);//packet data will be allocated by the encoderpkt.data = NULL;pkt.size = 0;// 强制输出写入文件fflush(stdout);/* make sure the frame data is writable */ret = av_frame_make_writable(frame);if (ret < 0){exit(1);}// 下面2个循环是人工往frame里面添的数据/* Y */for (int y = 0; y < codec_context->height; y++) {for (int x = 0; x < codec_context->width; x++) {frame->data[0][y * frame->linesize[0] + x] = x + y + i*3;}}/* Cb and Cr */for (int y = 0; y < codec_context->height/2; y++) {for (int x = 0; x < codec_context->width/2; x++) {frame->data[1][y * frame->linesize[1] +x] = 128 + y + i*2;frame->data[2][y * frame->linesize[2] +x] = 64 + x + i*5;}}frame->pts = i;// 进行编码压缩encode(codec_context,frame,&pkt,file);}/* flush the encoder */encode(codec_context,NULL,&pkt,file);/* add sequence end code to have a real MPEG file */fwrite(endcode,1,sizeof (endcode),file);fclose(file);avcodec_free_context(&codec_context);av_frame_free(&frame);return 0;
}