基本流程
从本地读取YUV数据编码为h264格式的数据，然后再存⼊到本地，编码后的数据有带startcode。
与FFmpeg 示例⾳频编码的流程基本⼀致。
函数说明：
avcodec_find_encoder_by_name：根据指定的编码器名称查找注册的编码器。
avcodec_alloc_context3：为AVCodecContext分配内存。
avcodec_open2：打开编解码器。
avcodec_send_frame：将AVFrame⾮压缩数据给编码器。
avcodec_receive_packet：获取到编码后的AVPacket数据。
av_frame_get_buffer: 为⾳频或视频数据分配新的buffer。在调⽤这个函数之前，必须在AVFame上设置好以下属性：format(视频为像素格式，⾳频为样本格式)、nb_samples(样本个数，针对⾳频)、channel_layout(通道类型，针对⾳频)、width/height(宽⾼，针对视频）。
av_frame_make_writable：确保AVFrame是可写的，尽可能避免数据的复制。如果AVFrame不是是可写的，将分配新的buffer和复制数据。
av_image_fill_arrays: 存储⼀帧像素数据存储到AVFrame对应的data buffer。
编码：
/**
* @projectName 08-02-encode_video
* @brief 视频编码，从本地读取YUV数据进行H264编码
* @author Liao Qingfu
* @date 2020-04-16
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/time.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
int64_t get_time()
{
return av_gettime_relative() / 1000; // 换算成毫秒
}
static int encode(AVCodecContext *enc_ctx, AVFrame *frame, AVPacket *pkt,
FILE *outfile)
{
int ret;
/* send the frame to the encoder */
if (frame)
printf("Send frame %3"PRId64"\n", frame->pts);
/* 通过查阅代码，使用x264进行编码时，具体缓存帧是在x264源码进行，
* 不会增加avframe对应buffer的reference*/
ret = avcodec_send_frame(enc_ctx, frame);
if (ret < 0)
{
fprintf(stderr, "Error sending a frame for encoding\n");
return -1;
}
while (ret >= 0)
{
ret = avcodec_receive_packet(enc_ctx, pkt);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
return 0;
} else if (ret < 0) {
fprintf(stderr, "Error encoding audio frame\n");
return -1;
}
if(pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY)
printf("Write packet flags:%d pts:%3"PRId64" dts:%3"PRId64" (size:%5d)\n",
pkt->flags, pkt->pts, pkt->dts, pkt->size);
if(!pkt->flags)
printf("Write packet flags:%d pts:%3"PRId64" dts:%3"PRId64" (size:%5d)\n",
pkt->flags, pkt->pts, pkt->dts, pkt->size);
fwrite(pkt->data, 1, pkt->size, outfile);
}
return 0;
}
/**
* @brief 提取测试文件：ffmpeg -i test_1280x720.flv -t 5 -r 25 -pix_fmt yuv420p yuv420p_1280x720.yuv
* 参数输入: yuv420p_1280x720.yuv yuv420p_1280x720.h264 libx264
* @param argc
* @param argv
* @return
*/
int main(int argc, char **argv)
{
int ret = 0;
const char *in_yuv_file = "yuv420p_1280x720.yuv"; // 输入YUV文件
const char *out_h264_file = "yuv420p_1280x720.h264";
const char *codec_name = "libx264";
// 1.查找编码器
const AVCodec *codec = avcodec_find_encoder_by_name(codec_name);
if (!codec) {
fprintf(stderr, "Codec '%s' not found\n", codec_name);
exit(1);
}
// 2.分配内存
AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
if (!codec_ctx) {
fprintf(stderr, "Could not allocate video codec context\n");
exit(1);
}
// 3.设置编码参数
/* 设置分辨率*/
codec_ctx->width = 1280;
codec_ctx->height = 720;
/* 设置time base */
codec_ctx->time_base = (AVRational){1, 25};
codec_ctx->framerate = (AVRational){25, 1};
/* 设置I帧间隔
* 如果frame->pict_type设置为AV_PICTURE_TYPE_I, 则忽略gop_size的设置，一直当做I帧进行编码
*/
codec_ctx->gop_size = 25; // I帧间隔
codec_ctx->max_b_frames = 2; // 如果不想包含B帧则设置为0
codec_ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
//
if (codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
// 相关的参数可以参考libx264.c的 AVOption options
ret = av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "preset", "medium", 0);
if(ret != 0) {
printf("av_opt_set preset failed\n");
}
ret = av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "profile", "main", 0); // 默认是high
if(ret != 0) {
printf("av_opt_set profile failed\n");
}
ret = av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "tune","zerolatency",0); // 直播是才使用该设置
// ret = av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "tune","film",0); // 画质film
if(ret != 0) {
printf("av_opt_set tune failed\n");
}
}
/* 设置bitrate */
codec_ctx->bit_rate = 3000000;
// codec_ctx->rc_max_rate = 3000000;
// codec_ctx->rc_min_rate = 3000000;
// codec_ctx->rc_buffer_size = 2000000;
// codec_ctx->thread_count = 4; // 开了多线程后也会导致帧输出延迟, 需要缓存thread_count帧后再编程。
// codec_ctx->thread_type = FF_THREAD_FRAME; // 并 设置为FF_THREAD_FRAME
//对于H264 AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER 设置则只包含I帧，此时sps pps需要从codec_ctx->extradata读取 不设置则每个I帧都带 sps pps sei
//codec_ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER; // 存本地文件时不要去设置
// 4.将codec_ctx和codec进行绑定
ret = avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL);
if (ret < 0) {
fprintf(stderr, "Could not open codec: %s\n", av_err2str(ret));
exit(1);
}
printf("thread_count: %d, thread_type:%d\n", codec_ctx->thread_count, codec_ctx->thread_type);
// 5.打开输入和输出文件
FILE *infile = fopen(in_yuv_file, "rb");
if (!infile) {
fprintf(stderr, "Could not open %s\n", in_yuv_file);
exit(1);
}
FILE *outfile = fopen(out_h264_file, "wb");
if (!outfile) {
fprintf(stderr, "Could not open %s\n", out_h264_file);
exit(1);
}
// 6.分配pkt和frame
AVPacket *pkt = av_packet_alloc();
if (!pkt) {
fprintf(stderr, "Could not allocate video frame\n");
exit(1);
}
AVFrame *frame = av_frame_alloc();
if (!frame) {
fprintf(stderr, "Could not allocate video frame\n");
exit(1);
}
// 7.为frame分配buffer
frame->format = codec_ctx->pix_fmt;
frame->width = codec_ctx->width;
frame->height = codec_ctx->height;
ret = av_frame_get_buffer(frame, 0);
if (ret < 0) {
fprintf(stderr, "Could not allocate the video frame data\n");
exit(1);
}
// 计算出每一帧的数据 像素格式 * 宽 * 高
// 1382400
int frame_bytes = av_image_get_buffer_size(frame->format, frame->width,
frame->height, 1);
printf("frame_bytes %d\n", frame_bytes);
uint8_t *yuv_buf = (uint8_t *)malloc(frame_bytes);
if(!yuv_buf) {
printf("yuv_buf malloc failed\n");
return 1;
}
int64_t begin_time = get_time();
int64_t end_time = begin_time;
int64_t all_begin_time = get_time();
int64_t all_end_time = all_begin_time;
int64_t pts = 0;
// 8.循环读取数据
printf("start enode\n");
for (;;) {
memset(yuv_buf, 0, frame_bytes);
size_t read_bytes = fread(yuv_buf, 1, frame_bytes, infile);
if(read_bytes <= 0) {
printf("read file finish\n");
break;
}
/* 确保该frame可写, 如果编码器内部保持了内存参考计数，则需要重新拷贝一个备份
目的是新写入的数据和编码器保存的数据不能产生冲突
*/
int frame_is_writable = 1;
if(av_frame_is_writable(frame) == 0) { // 这里只是用来测试
printf("the frame can't write, buf:%p\n", frame->buf[0]);
if(frame->buf && frame->buf[0]) // 打印referenc-counted，必须保证传入的是有效指针
printf("ref_count1(frame) = %d\n", av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));
frame_is_writable = 0;
}
ret = av_frame_make_writable(frame);
if(frame_is_writable == 0) { // 这里只是用来测试
printf("av_frame_make_writable, buf:%p\n", frame->buf[0]);
if(frame->buf && frame->buf[0]) // 打印referenc-counted，必须保证传入的是有效指针
printf("ref_count2(frame) = %d\n", av_buffer_get_ref_count(frame->buf[0]));
}
if(ret != 0) {
printf("av_frame_make_writable failed, ret = %d\n", ret);
break;
}
int need_size = av_image_fill_arrays(frame->data, frame->linesize, yuv_buf,
frame->format,
frame->width, frame->height, 1);
if(need_size != frame_bytes) {
printf("av_image_fill_arrays failed, need_size:%d, frame_bytes:%d\n",
need_size, frame_bytes);
break;
}
pts += 40;
// 设置pts
frame->pts = pts; // 使用采样率作为pts的单位，具体换算成秒 pts*1/采样率
begin_time = get_time();
ret = encode(codec_ctx, frame, pkt, outfile);
end_time = get_time();
printf("encode time:%lldms\n", end_time - begin_time);
if(ret < 0) {
printf("encode failed\n");
break;
}
}
// 9.冲刷编码器
encode(codec_ctx, NULL, pkt, outfile);
all_end_time = get_time();
printf("all encode time:%lldms\n", all_end_time - all_begin_time);
// 10.结束
fclose(infile);
fclose(outfile);
// 释放内存
if(yuv_buf) {
free(yuv_buf);
}
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&pkt);
avcodec_free_context(&codec_ctx);
printf("main finish, please enter Enter and exit\n");
getchar();
return 0;
}preset设置 预设是⼀系列参数的集合，这个集合能够在编码速度和压缩率之间做出⼀个权衡。⼀个编码速度稍慢的预设会提供更⾼的压缩效率（压缩效率是以⽂件⼤⼩来衡量的)。 这就是说，假如你想得到⼀个指定⼤⼩的⽂件或者采⽤恒定⽐特率编码模式，你可以采⽤⼀个较慢的预设来获得更好的质量。同样的，对于恒定质量编码模式，你可以 通过选择⼀个较慢的预设轻松地节省⽐特率。如果你很有耐⼼，通常的建议是使⽤最慢的预设。⽬前所有的预设按照编码速度降序排列为： 常用设置：
- ultrafast
- superfast
- veryfast
- faster
- fast
- medium – default preset
- slow
- slower
- veryslow
设置为ultrafa
设置为slower，明显编码时间慢了很多，码率会低一点
tune设置
tune是x264中重要性仅次于preset的选项，它是视觉优化的参数，tune可以理解为视频偏好（或者视频类型），tune不是⼀个单⼀的参数，⽽是由⼀组参数构成-tune来改变参数设置。当前的 tune包括：
film：电影类型，对视频的质量⾮常严格时使⽤该选项
animation：动画⽚，压缩的视频是动画⽚时使⽤该选项
grain：颗粒物很重，该选项适⽤于颗粒感很重的视频
stillimage：静态图像，该选项主要⽤于静⽌画⾯⽐较多的视频
psnr：提⾼psnr，该选项编码出来的视频psnr⽐较⾼