YUV编码为HEVC(H.265)

流程

下面附上一张FFmpeg编码视频的流程图。通过该流程，不仅可以编码H.264/H.265的码流，而且可以编码MPEG4/MPEG2/VP9/VP8等多种码流。实际上使用FFmpeg编码视频的方式都是一样的。图中蓝色背景的函数是实际输出数据的函数。浅绿色的函数是视频编码的函数。

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_video2()：编码一帧视频。即将AVFrame（存储YUV像素数据）编码为AVPacket（存储H.264等格式的码流数据）。
av_write_frame()：将编码后的视频码流写入文件。
flush_encoder()：输入的像素数据读取完成后调用此函数。用于输出编码器中剩余的AVPacket。
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）。

代码

下面直接贴上代码

*
* 本程序实现了YUV像素数据编码为视频码流（HEVC(H.265)，H264，MPEG2，VP8等等）。
* 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 HEVC(H.265) bitstream (or
* H.264, MPEG2, VP8 etc.).
* It's the simplest video encoding software based on FFmpeg.
* Suitable for beginner of FFmpeg
*/
#include <stdio.h>
extern "C"
{
#include "libavutil\opt.h"
#include "libavcodec\avcodec.h"
#include "libavformat\avformat.h"
#include "libswscale\swscale.h"
};
int 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) {
printf("Flushing stream #%u encoder\n", stream_index);
//ret = encode_write_frame(NULL, stream_index, &got_frame);
enc_pkt.data = NULL;
enc_pkt.size = 0;
av_init_packet(&enc_pkt);
ret = avcodec_encode_video2 (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("Succeed to encode 1 frame! 编码成功1帧！\n");
/* 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* video_st;
AVCodecContext* pCodecCtx;
AVCodec* pCodec;
uint8_t* picture_buf;
AVFrame* picture;
int size;
//FILE *in_file = fopen("src01_480x272.yuv", "rb"); //Input YUV data 视频YUV源文件
FILE *in_file = fopen("ds_480x272.yuv", "rb"); //Input YUV data 视频YUV源文件
int in_w=480,in_h=272;//宽高
//Frames to encode
int framenum=100;
//const char* out_file = "src01.h264"; //Output Filepath 输出文件路径
//const char* out_file = "src01.ts";
//const char* out_file = "src01.hevc";
const char* out_file = "ds.hevc";
av_register_all();
//Method1 方法1.组合使用几个函数
pFormatCtx = avformat_alloc_context();
//Guess Format 猜格式
fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);
pFormatCtx->oformat = fmt;
//Method 2 方法2.更加自动化一些
//avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);
//fmt = pFormatCtx->oformat;
//Output Format 注意输出路径
if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0)
{
printf("Failed to open output file! 输出文件打开失败");
return -1;
}
video_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);
video_st->time_base.num = 1;
video_st->time_base.den = 25;
if (video_st==NULL)
{
return -1;
}
//Param that must set
pCodecCtx = video_st->codec;
//pCodecCtx->codec_id =AV_CODEC_ID_HEVC;
pCodecCtx->codec_id = fmt->video_codec;
pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
pCodecCtx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
pCodecCtx->width = in_w;
pCodecCtx->height = in_h;
pCodecCtx->time_base.num = 1;
pCodecCtx->time_base.den = 25;
pCodecCtx->bit_rate = 400000;
pCodecCtx->gop_size=250;
//H264
//pCodecCtx->me_range = 16;
//pCodecCtx->max_qdiff = 4;
//pCodecCtx->qcompress = 0.6;
pCodecCtx->qmin = 10;
pCodecCtx->qmax = 51;
//Optional Param
pCodecCtx->max_b_frames=3;
// Set Option
AVDictionary *param = 0;
//H.264
if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
av_dict_set(?m, "preset", "slow", 0);
av_dict_set(?m, "tune", "zerolatency", 0);
}
//H.265
if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H265){
av_dict_set(?m, "x265-params", "qp=20", 0);
av_dict_set(?m, "preset", "ultrafast", 0);
av_dict_set(?m, "tune", "zero-latency", 0);
}
//Dump Information 输出格式信息
av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);
pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);
if (!pCodec){
printf("Can not find encoder! 没有找到合适的编码器！\n");
return -1;
}
if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,?m) < 0){
printf("Failed to open encoder! 编码器打开失败！\n");
return -1;
}
picture = avcodec_alloc_frame();
size = avpicture_get_size(pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
picture_buf = (uint8_t *)av_malloc(size);
avpicture_fill((AVPicture *)picture, picture_buf, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
//Write File Header 写文件头
avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);
AVPacket pkt;
int y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
av_new_packet(&pkt,y_size*3);
for (int i=0; i<framenum; i++){
//Read YUV 读入YUV
if (fread(picture_buf, 1, y_size*3/2, in_file) < 0){
printf("Failed to read YUV data! 文件读取错误\n");
return -1;
}else if(feof(in_file)){
break;
}
picture->data[0] = picture_buf; // 亮度Y
picture->data[1] = picture_buf+ y_size; // U
picture->data[2] = picture_buf+ y_size*5/4; // V
//PTS
picture->pts=i;
int got_picture=0;
//Encode 编码
int ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt,picture, &got_picture);
if(ret < 0){
printf("Failed to encode! 编码错误！\n");
return -1;
}
if (got_picture==1){
printf("Succeed to encode 1 frame! 编码成功1帧！\n");
pkt.stream_index = video_st->index;
ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);
av_free_packet(&pkt);
}
}
//Flush Encoder
int ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);
if (ret < 0) {
printf("Flushing encoder failed\n");
return -1;
}
//Write file trailer 写文件尾
av_write_trailer(pFormatCtx);
//Clean 清理
if (video_st){
avcodec_close(video_st->codec);
av_free(picture);
av_free(picture_buf);
}
avio_close(pFormatCtx->pb);
avformat_free_context(pFormatCtx);
fclose(in_file);
return 0;
}
雷霄骅 (Lei Xiaohua)
leixiaohua1020@126.com
http://blog.csdn.net/leixiaohua1020

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