流程

下面附一张使用FFmpeg编码视频的流程图。使用该流程，不仅可以编码H.264的视频，而且可以编码MPEG4/MPEG2/VP8等等各种FFmpeg支持的视频。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）。

程序源码

/*** 本程序实现了YUV像素数据编码为视频码流（H264）**/#include <stdio.h>#define __STDC_CONSTANT_MACROSextern "C"
{
#include "libavdevice/avdevice.h"
#include "libavutil/imgutils.h"
#include "libavutil/opt.h"
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
};int flush_encoder(AVFormatContext *fmtCtx,unsigned int streamIndex){int ret;int got_frame;AVPacket enc_pkt;if (!(fmtCtx->streams[streamIndex]->codec->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_DELAY)){return 0;}while (1){enc_pkt.data = NULL;enc_pkt.size = 0;av_init_packet(&enc_pkt);ret = avcodec_encode_video2 (fmtCtx->streams[streamIndex]->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(fmtCtx, &enc_pkt);if (ret < 0)break;}return ret;
}int main(int argc, char *argv[])
{AVFormatContext *pFormatCtx = NULL;AVCodecContext *pCodecCtx = NULL;AVCodec *pCodec = NULL;AVOutputFormat *pOutFmt = NULL;const char *inFilename = "input.yuv";const char *outFilename = "output.h264";//1.注册组件：编解码器等avdevice_register_all();//2.初始化封装格式上下文//方法一：
//  pFormatCtx = avformat_alloc_context();
//  pOutFmt = av_guess_format(NULL, outFilename, NULL);
//  pFormatCtx->oformat = pOutFmt;//方法二：avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, outFilename);pOutFmt = pFormatCtx->oformat;//3.打开输出文件if (avio_open(&pFormatCtx->pb, outFilename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0){printf("can't open output file\n");return -1;}//4.创建输出码流AVStream *pOutStream = avformat_new_stream(pFormatCtx, NULL);if (!pOutStream){printf("can't allocate new stream\n");return -1;}//5.查找视频编码器//获取编码器上下文
//  avcodec_parameters_to_context(pCodecCtx, pOutStream->codecpar);pCodecCtx = pOutStream->codec;//设置编码器上下文参数pCodecCtx->codec_id = pOutFmt->video_codec;pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;pCodecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;//视频的宽度和高度：确保等于输入文件的宽度和高度pCodecCtx->width = 960;pCodecCtx->height = 544;//设置帧率25fpspCodecCtx->time_base.num = 1;pCodecCtx->time_base.den = 25;//设置码率pCodecCtx->bit_rate = 400000;//设置GOPpCodecCtx->gop_size = 250;//设置量化参数pCodecCtx->qmin = 10;pCodecCtx->qmax = 51;pCodecCtx->max_b_frames = 3;//6.查找编码器pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);if (!pCodec){printf("can't find encoder\n");return -1;}printf("pCodec.name = %s\n", pCodec->name);//若是H264编码器，要设置一些参数AVDictionary *param = NULL;if (pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264){av_dict_set(&param, "preset", "slow", 0);av_dict_set(&param, "tune", "zerolatency", 0);}//7.打开编码器if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, &param) < 0){printf("can't open encoder\n");return -1;}//8.写入头文件信息avformat_write_header(pFormatCtx, NULL);//9.循环编码YUV文件为H264//(1)开辟缓冲区int bufSize = av_image_get_buffer_size(pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, 1);int ySize = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;uint8_t *outBuffer = (uint8_t *)av_malloc(bufSize);FILE *inFile = fopen(inFilename, "rb");if (!inFile){printf("can't find input file\n");return -1;}//(2) 内容空间填充AVFrame *pFrame = av_frame_alloc();//设置真的格式、宽度和高度，否则会出现//1.AVFrame.format is not set//AVFrame.width or height is not setpFrame->format = pCodecCtx->pix_fmt;pFrame->width = pCodecCtx->width;pFrame->height = pCodecCtx->height;av_image_fill_arrays(pFrame->data,pFrame->linesize,outBuffer,pCodecCtx->pix_fmt,pCodecCtx->width,pCodecCtx->height,1);//(3)开辟packetAVPacket *pPacket = (AVPacket *)av_malloc(bufSize);int i = 0, frameIndex = 0;//(4)循环编码while(1){//从YUV文件里面读取缓冲区//读取大小：ySize * 3 / 2if (fread(outBuffer, 1, ySize * 3 / 2, inFile) <= 0){printf("finished to read data\n");break;}else if (feof(inFile)){break;}//将缓冲区数据转换成AVFrame类型pFrame->data[0] = outBuffer;          //Y值pFrame->data[1] = outBuffer + ySize;   //U值pFrame->data[2] = outBuffer + ySize * 5 / 4;   //V值pFrame->pts = i * (pOutStream->time_base.den) / (pOutStream->time_base.num * 25);//10.视频编码处理//（1）发送一帧视频像素数据if (avcodec_send_frame(pCodecCtx, pFrame) < 0){printf("failed to encoder\n");return -1;}//(2)接收一帧视频压缩数据格式（像素数据编码而来）if (avcodec_receive_packet(pCodecCtx, pPacket) >= 0){//编码成功//11.将视频写入到输出文件pPacket->stream_index = pOutStream->index;if (av_write_frame(pFormatCtx, pPacket) < 0){printf("failed to write frame\n");return -1;}printf("succeed to write frame: %d\tsize:%d\n", frameIndex++, pPacket->size);}av_packet_unref(pPacket);}//写入剩余帧数据->可能没有flush_encoder(pFormatCtx, 0);//写入文件尾部信息av_write_trailer(pFormatCtx);//释放内存avcodec_close(pCodecCtx);av_free(pFrame);av_free(outBuffer);av_packet_free(&pPacket);avio_close(pFormatCtx->pb);avformat_free_context(pFormatCtx);fclose(inFile);return 0;
}

代码分析

1、注册组件

av_register_all();

2、初始化化封装格式上下文

AVFormatContext* avformat_context = avformat_alloc_context();

获取视频压缩格式类型（h254、h265、mpeg2等）

AVOutputFormat *avoutput_format = av_guess_format(NULL, coutFilePath, NULL);

3、打开输出文件

avio_open(&avformat_context->pb, coutFilePath, AVIO_FLAG_WRITE)

参数一：输出流
参数二：输出文件
参数三：权限->输出到文件中

4、创建输出码流

AVStream* av_video_stream = avformat_new_stream(avformat_context, NULL);

注意：这里只是开辟了一块内存空间，还不知道他是什么类型

5、查找视频编码器（重点）

5.1、获取上下文

AVCodecContext *avcodec_context = av_video_stream->codec;

上下文种类：视频解码器、视频编码器、音频解码器、音频编码器

5.2、设置为视频编码器上下文

1、设置视频编码器ID

avcodec_context->codec_id = avoutput_format->video_codec;

2、设置编码器类型

avcodec_context->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;

3、设置读取像素格式

//注意：这个类型是根据你解码的时候指定的解码的视频像素数据格式类型
avcodec_context->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;

4、设置视频宽高

avcodec_context->width = 640;
avcodec_context->height = 352;

这里的尺寸是通过一定工具查看的，不同的视频不一样。
5、设置帧率（重点）

avcodec_context->time_base.num = 1;
avcodec_context->time_base.den = 25;

这两个参数表示帧率为25.000fps

帧率越大越流畅。视频卡顿说明掉帧了。

6、设置码率（重点）

码率：也叫比特率，单位bps。也就是每秒传送的比特数，码率越高传送速度越快。
视频码率：单位为kbps，千位每秒

视频码率的计算方式：视频文件大小/视频时间

注意：一个视频的总文件包括视频文件和音频文件，上面公式中，是指视频文件的大小。

e.g 一个视频，视频文件的大小是1.34MB，时长是24s，那么他的视频帧率为：1.34 * 1024 * 8 / 24 / 1000 = 468 Kbps

每个文件的码率不一样，都要经过计算得到

avcodec_context->bit_rate = 468000;

从上面的分析可以看出：码率越大，视频越大

7、设置GOP（重点）

GOP:画面组，一组连续画面（一个完整的画面）

MPEG格式的画面类型有3种：
I帧：内部编码帧，原始帧，也叫关键帧。视频的第一帧都是I帧，可独立编码。
P帧：向前预测帧。编码需要依赖前一帧。
B帧：前后预测帧，也叫双向预测帧。编码需要依赖本帧与前一帧和后一帧的对比。B帧压缩率高，但对性能要求高

701545128389_.pic.jpg

avcodec_context->gop_size = 250;

这里设置250，表示每250帧插入一个I帧。I帧约少，视频越小。但过分的少，会导致视频编码失败，所以要适量。

8、设置量化参数（难点，我们一般设置默认值）

avcodec_context->qmin = 10;
avcodec_context->qmax = 51;

量化系数越小，视频越是清晰。一般情况下都是默认值，最小量化系数默认值是10，最大量化系数默认值是51。

9、设置B帧最大值

avcodec_context->max_b_frames = 0;

我们设置为0，表示不需要B帧

5.3、查找编码器h264

查找编码器h264：找不到？？？深坑
原因：编译库没有依赖x264库（默认情况下FFmpeg没有编译进行h264库）

如何编译x264库？
1、下载x264的库
2、编译x264的.a静态库，也可以便以动态库，根据需要而定
3、重新编译ffmpeg库，使ffmpeg依赖2中生成的x264库
4、替换代码中之前生成的ffmpeg库

6、打开视频编码器

对于h264解码器，要多设置参数如下

    AVDictionary *param = 0;if (avcodec_context->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {// 查看h264.c源码av_dict_set(&param, "preset", "slow", 0);av_dict_set(&param, "tune", "zerolatency", 0);}

打开视频编码器

if (avcodec_open2(avcodec_context, avcodec, &param) < 0) {NSLog(@"打开编码器失败");return;
}

7、写入头文件信息

avformat_write_header(avformat_context, NULL);

8、循环编码视频像素数据为视频压缩数据（YUV-->h264）-- 视频编码处理

1、申请缓冲区

av_frame_alloc()
av_image_fill_arrays
(AVPacket *)av_malloc(buffer_size)

2、将缓冲区数据填充到AVFrame中
3、avcodec_send_frame
4、avcodec_receive_packet

9、将编码后的视频压缩数据写入文件中

av_packet->stream_index = av_video_stream->index;
result = av_write_frame(avformat_context, av_packet);

10、写入剩余帧数据(可能没有)

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) {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;}NSLog(@"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;
}

11、写入文件尾部信息

av_write_trailer(avformat_context);

12、释放内存，关闭编码器等等

avcodec_close(avcodec_context);
av_free(av_frame);
av_free(out_buffer);
av_packet_free(&av_packet);
avio_close(avformat_context->pb);
avformat_free_context(avformat_context);
fclose(in_file);

问题总结

出错问题1：AVFrame.format is not set

这是因为没有设置帧的格式

解决办法：

pFrame->format = pCodecCtx->pix_fmt;

出错问题2：AVFrame.width or height is not set

这是因为没有设置帧的宽度和高度

解决办法：

pFrame->width = pCodecCtx->width;
pFrame->height = pCodecCtx->height;

参考

参考：

https://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/25430425

https://www.jianshu.com/p/5d661ba25ffa

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