最简单的基于FFmpeg的编码器-纯净版（不包含libavformat）

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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)）

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本文记录一个更加“纯净”的基于FFmpeg的视频编码器。此前记录过一个基于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。但是这不是一个“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。一个“纯净”的编码器，理论上说只需要使用libavcodec就足够了，并不需要使用libavformat。本文记录的编码器就是这样的一个“纯净”的编码器，它仅仅通过调用libavcodec将YUV数据编码为H.264/HEVC等格式的压缩视频码流。

流程图

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

流程图中关键函数的作用如下所列：

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()：编码一帧数据。

两个存储数据的结构体如下所列：

AVFrame：存储一帧未编码的像素数据。
AVPacket：存储一帧压缩编码数据。

对比

简单记录一下这个只使用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）下列与libavformat相关的函数在“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关的组件。
avformat_alloc_context()：创建AVFormatContext结构体。
avformat_alloc_output_context2()：初始化一个输出流。
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）新增了如下几个函数

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“完整”的编码器，这个纯净的编码器函数调用更加简单，功能相对少一些，相对来说更加的“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>
#define __STDC_CONSTANT_MACROS
#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"
{
#include "libavutil/opt.h"
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavutil/imgutils.h"
};
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
#ifdef __cplusplus
};
#endif
#endif
//test different codec
#define TEST_H264 1
#define TEST_HEVC 0
int main(int argc, char* argv[])
{
AVCodec *pCodec;
AVCodecContext *pCodecCtx= NULL;
int i, ret, 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\n");
return -1;
}
pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(pCodec);
if (!pCodecCtx) {
printf("Could not allocate video codec context\n");
return -1;
}
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\n");
return -1;
}
pFrame = av_frame_alloc();
if (!pFrame) {
printf("Could not allocate video frame\n");
return -1;
}
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\n");
return -1;
}
//Input raw data
fp_in = fopen(filename_in, "rb");
if (!fp_in) {
printf("Could not open %s\n", filename_in);
return -1;
}
//Output bitstream
fp_out = fopen(filename_out, "wb");
if (!fp_out) {
printf("Could not open %s\n", filename_out);
return -1;
}
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 -1;
}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\n");
return -1;
}
if (got_output) {
printf("Succeed to encode frame: %5d\tsize:%5d\n",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\n");
return -1;
}
if (got_output) {
printf("Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame!\tsize:%5d\n",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，确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”。

程序运行的截图如下所示。

输入的YUV文件如下图所示。

输出的HEVC文件如下图所示。

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的信息如下。

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

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。

它包含以下两个子项目：

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。

version 1.1

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 Environment
call "D:\Program Files\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\vcvarsall.bat"
::include
@set INCLUDE=include;%INCLUDE%
::lib
@set LIB=lib;%LIB%
::compile and link
cl simplest_ffmpeg_video_encoder_pure.cpp /link avcodec.lib avutil.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_pure.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_encoder_pure.exe \
-I /usr/local/include -L /usr/local/lib \
-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_pure.cpp -g -o simplest_ffmpeg_video_encoder_pure.out \
-I /usr/local/include -L /usr/local/lib -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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最简单的基于FFmpeg的编码器-纯净版（不包含libavformat）

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