ffmpeg实战教程（三）音频PCM采样为AAC，视频YUV编码为H264/HEVC

https://blog.csdn.net/King1425/article/details/71180330

音频PCM采样数据编码为压缩码流（MP3，WMA，AAC等)

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_audio2()：编码音频。即将AVFrame（存储PCM采样数据）编码为AVPacket（存储AAC，MP3等格式的码流数据）。av_write_frame()：将编码后的视频码流写入文件。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）。

源代码如下：

#include <stdio.h>#define __STDC_CONSTANT_MACROS#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
};
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#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_audio2 (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* audio_st;AVCodecContext* pCodecCtx;AVCodec* pCodec;uint8_t* frame_buf;AVFrame* pFrame;AVPacket pkt;int got_frame=0;int ret=0;int size=0;FILE *in_file=NULL;                         //Raw PCM dataint framenum=1000;                          //Audio frame numberconst char* out_file = "ws.aac";          //Output URLint i;in_file= fopen("ws.pcm", "rb");av_register_all();pFormatCtx = avformat_alloc_context();//得到最合适的AVOutputFormat并且返回给avformat_alloc_output_context2()，赋值给刚刚新建的AVFormatContextfmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);pFormatCtx->oformat = fmt;//Open output URL 创建的AVIOContext结构体 打开输出文件if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0){printf("Failed to open output file!\n");return -1;}//初始化AVFrameaudio_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);if (audio_st==NULL){return -1;}pCodecCtx = audio_st->codec;pCodecCtx->codec_id = fmt->audio_codec;pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;pCodecCtx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;pCodecCtx->sample_rate= 44100;pCodecCtx->channel_layout=AV_CH_LAYOUT_STEREO;pCodecCtx->channels = av_get_channel_layout_nb_channels(pCodecCtx->channel_layout);pCodecCtx->bit_rate = 64000;  /*av_dump_format()是一个手工调试的函数，能使我们看到pFormatCtx->streams里面有什么内容。一般接下来我们使用av_find_stream_info()函数，它的作用是为pFormatCtx->streams填充上正确的信息。*/av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);//查找编码器if (!pCodec){printf("Can not find encoder!\n");return -1;}if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL) < 0){//初始化一个编解码器的AVCodecContextprintf("Failed to open encoder!\n");return -1;}pFrame = av_frame_alloc();pFrame->nb_samples= pCodecCtx->frame_size;pFrame->format= pCodecCtx->sample_fmt;size = av_samples_get_buffer_size(NULL, pCodecCtx->channels,pCodecCtx->frame_size,pCodecCtx->sample_fmt, 1);frame_buf = (uint8_t *)av_malloc(size);avcodec_fill_audio_frame(pFrame, pCodecCtx->channels, pCodecCtx->sample_fmt,(const uint8_t*)frame_buf, size, 1);//Write Headeravformat_write_header(pFormatCtx,NULL);av_new_packet(&pkt,size);for (i=0; i<framenum; i++){//Read PCMif (fread(frame_buf, 1, size, in_file) <= 0){printf("Failed to read raw data! \n");return -1;}else if(feof(in_file)){break;}pFrame->data[0] = frame_buf;  //PCM DatapFrame->pts=i*100;got_frame=0;//Encoderet = avcodec_encode_audio2(pCodecCtx, &pkt,pFrame, &got_frame);if(ret < 0){printf("Failed to encode!\n");return -1;}if (got_frame==1){printf("Succeed to encode 1 frame! \tsize:%5d\n",pkt.size);pkt.stream_index = audio_st->index;ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);av_free_packet(&pkt);}}//Flush Encoderret = flush_encoder(pFormatCtx,0);if (ret < 0) {printf("Flushing encoder failed\n");return -1;}//Write Trailerav_write_trailer(pFormatCtx);//Cleanif (audio_st){avcodec_close(audio_st->codec);av_free(pFrame);av_free(frame_buf);}avio_close(pFormatCtx->pb);avformat_free_context(pFormatCtx);fclose(in_file);return 0;
}

程序运行完成后，会将跟目录中的一个PCM采样数据文件（ws.pcm）编码为AAC码流文件（ws.aac）。

const char* out_file = "ws.aac";
in_file= fopen("ws.pcm", "rb");

下面我们实现将YUV数据编码为h264/h265

调用libavcodec将YUV数据编码为H.264/HEVC等格式的压缩视频码流。

关键函数：
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，创建AVCodecContext结构体。
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。

下面先看看运行效果：

可见运行程序后编码生成了ws.h264和ws.hevc文件，暴风竟然识别hevc文件(⊙o⊙)。

#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  0
#define TEST_HEVC  1int 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[]="ws_output.yuv";#if TEST_HEVCAVCodecID codec_id=AV_CODEC_ID_HEVC;char filename_out[]="ws.hevc";
#elseAVCodecID codec_id=AV_CODEC_ID_H264;char filename_out[]="ws.h264";
#endifint 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 datafp_in = fopen(filename_in, "rb");if (!fp_in) {printf("Could not open %s\n", filename_in);return -1;}//Output bitstreamfp_out = fopen(filename_out, "wb");if (!fp_out) {printf("Could not open %s\n", filename_out);return -1;}y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;//Encodefor (i = 0; i < framenum; i++) {av_init_packet(&pkt);pkt.data = NULL;    // packet data will be allocated by the encoderpkt.size = 0;//Read raw YUV dataif (fread(pFrame->data[0],1,y_size,fp_in)<= 0||     // Yfread(pFrame->data[1],1,y_size/4,fp_in)<= 0||   // Ufread(pFrame->data[2],1,y_size/4,fp_in)<= 0){   // Vreturn -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 Encoderfor (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;
}

注意：
当TEST_H264设置为1的时候，编码H.264文件。
当TEST_HEVC设置为1的时候，解码HEVC文件。

#define TEST_H264  0
#define TEST_HEVC  1