H.264编码系统几个比较重要的算法
H.264编码系统比较复杂,这里是它的几个比较重要的算法:
1. Configure()函数,用于解析命令行参数,读取配置文件,其中,ac表示命令行参数数量,av表示命令行参数。void Configure(int ac, char *av[ ]){……}
2. AllocNalPayloadBuffer()函数,用于初始化NAL模块,即分配NAL_Payload_buffer缓冲区。AllocNalPayloadBuffer(){……}
3. init_poc()函数的作用是用适合的参数初始化进程结构。init_poc(){……}
4. init_img()函数的作用是用合适的参数初始化图像结构,其中输入参数结构为inp_par *inp;输出参数结构为img_par *img。
5. malloc_picture()函数用于按照数据结构分配图像结构,其返回值为一个指向图像的指针。Picture *malloc_picture(){……}
6. init_rdopt()函数产生用于RD_最优化模式判断结构。void init_rdopt(){……}
7. init_dpb()函数分配用于解码图像所需的缓冲区并初始化值。void init_dpb(){……}
8. init_out_buffuer()函数用于初始化输出缓冲区以便直接输出。
9. init_global_buffers()函数为Global.h文件中定义的全局缓冲区分配动态内存,分配的内存必须在free_global_buffers()函数中释放。其中,输入参数为inp_par *inp和图像参数结构img_par *img;输出参数为分配的内存字节数。
10.create_context_memory()函数用于创建关联内存。
11.Init_Motion_Search_Module()函数用于初始化运动搜索。
12.rc_init_seq()函数用于初始化速率控制参数。
13.encode_one_frame()函数为帧编码函数。
关于encode_one_frame ()中的几个主要函数的简单说明
encode_one_frame ()
从这个函数开始才开始真正进入编码阶段,在次之前都是做的一些准备工作,但是这个函数不是核心函数,这个函数的主要功能是通过调用其他的函数对一帧数据进行编码,每调用该函数一次,处理完一帧数据。
刚进入encode_one_frame (),前面几个函数如put_buffer_frame();CalculateFrameNumber(); init_frame ();等都比较简单。
frame_picture (frame_pic)函数是encode_one_frame ()这个函数中的主要函数!完成一帧数据的编码是通过这个函数来实现的。下面来看看这个函数具体做了那些事情。
进入函数,首先为要编码的图像申请空间并进行初始化,比较简单,没什么好说的。看看这个函数code_a_picture(frame);看函数名就知道它是这个函数中的最重要的函数。继续跟踪下去,看看code_a_picture(frame)这个函数的内容。进入这个函数体,
直接看FmoInit()这个函数,这个函数与片组相关,确定宏块到片组的映射关系。主要调用
FmoGenerateMapUnitToSliceGroupMap(img, pps);
FmoGenerateMBAmap(img, sps);
这两个函数,前面一个函数主要根据slice_group_map_type这个变量决定片到片组的映射关系,既确定那些片属于同一个片组。FmoGenerateMBAmap()确定宏块到片的映射,既那些宏块属于一个片。
FmoStartPicture ()得到每一个片中的第一个宏块地址。
看看下面这个循环
while (NumberOfCodedMBs < img->total_number_mb) // loop over slices
{
while (!FmoSliceGroupCompletelyCoded (SliceGroup))
{
NumberOfCodedMBs += encode_one_slice (SliceGroup, pic);
FmoSetLastMacroblockInSlice (img->current_mb_nr);
// Proceed to next slice
img->current_slice_nr++;
stat->bit_slice = 0;
}
}
可以说是编码器的核心地方,外层循环以片为单位循环编码所有片,内层循环以片组为单位循环处理每个片组中的所有片数据。
顺便说一下,若想一个frame中有多个slice,配置文件中设置如下的参数可以实现
##########################################################################################
# Error Resilience / Slices
##########################################################################################
SliceMode = 0 # Slice mode (0=off 1=fixed #mb in slice 2=fixed #bytes in slice 3=use callback)
SliceArgument = 50 # Slice argument (Arguments to modes 1 and 2 above)
num_slice_groups_minus1 = 0 # Number of Slice Groups Minus 1, 0 == no FMO, 1 == two slice groups, etc.
slice_group_map_type = 6 # 0: Interleave, 1: Dispersed, 2: Foreground with left-over,
# 3: Box-out, 4: Raster Scan 5: Wipe
# 6: Explicit, slice_group_id read from SliceGroupConfigFileName
slice_group_change_direction_flag = 0 # 0: box-out clockwise, raster scan or wipe right,
# 1: box-out counter clockwise, reverse raster scan or wipe left
slice_group_change_rate_minus1 = 85 #
SliceGroupConfigFileName = "sg6conf.cfg" # Used for slice_group_map_type 0, 2, 6
UseRedundantSlice = 0 # 0: not used, 1: one redundant slice used for each slice (other modes not supported yet)
SliceMode = 0 为默认值,既不使用分组,也就是一帧为一个slice。
具体的可以参照相应资料。
下面看看这个函数中的核心函数encode_one_slice();
看名字也知道是对一个slice进行编码!下面进入这个函数体:
CurrentMbAddr = FmoGetFirstMacroblockInSlice (SliceGroupId); 取得当前片的第一个宏块,init_slice(),为当前要编码的slice申请一个Slice类型结构体,并进行初始化。
len = start_slice ()函数,写slice_header.
while (end_of_slice == FALSE)
{
...............
........................
}
这个循环对每个slice进行编码,用帧或场方式。不管是哪种编码方式,核心函数是encode_one_macroblock ();可以说这才是整个编码器的核心部分!关于这个函数的结构可以参照firsttime 的 encode_one_macroblock()的程序结构——Wisting
(说明:由于本人主要研究的不是jm代码,要是有写的不对的地方,请指教共同学习,关于其中涉及的各个函数,哪位熟悉的话,如果愿意,可以跟帖补充具体的内容)
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