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

1.  *  
2.  * 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）。 
3.  * 是最简单的FFmpeg视频编码方面的教程。 
4.  * 通过学习本例子可以了解FFmpeg的编码流程。 
5.  * This software encode YUV420P data to HEVC(H.265) bitstream (or 
6.  * H.264, MPEG2, VP8 etc.). 
7.  * It's the simplest video encoding software based on FFmpeg.  
8.  * Suitable for beginner of FFmpeg  
9.  */  
10.   
11. #include <stdio.h>  
12.   
13. extern "C"  
14. {  
15. #include "libavutil\opt.h"  
16. #include "libavcodec\avcodec.h"  
17. #include "libavformat\avformat.h"  
18. #include "libswscale\swscale.h"  
19. };  
20.   
21.   
22. int flush_encoder(AVFormatContext *fmt_ctx,unsigned int stream_index)  
23. {  
24.     int ret;  
25.     int got_frame;  
26.     AVPacket enc_pkt;  
27.     if (!(fmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &  
28.         CODEC_CAP_DELAY))  
29.         return 0;  
30.     while (1) {  
31.         printf("Flushing stream #%u encoder\n", stream_index);  
32.         //ret = encode_write_frame(NULL, stream_index, &got_frame);  
33.         enc_pkt.data = NULL;  
34.         enc_pkt.size = 0;  
35.         av_init_packet(&enc_pkt);  
36.         ret = avcodec_encode_video2 (fmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,  
37.             NULL, &got_frame);  
38.         av_frame_free(NULL);  
39.         if (ret < 0)  
40.             break;  
41.         if (!got_frame){  
42.             ret=0;  
43.             break;  
44.         }  
45.         printf("Succeed to encode 1 frame! 编码成功1帧！\n");  
46.         /* mux encoded frame */  
47.         ret = av_write_frame(fmt_ctx, &enc_pkt);  
48.         if (ret < 0)  
49.             break;  
50.     }  
51.     return ret;  
52. }  
53.   
54. int main(int argc, char* argv[])  
55. {  
56.     AVFormatContext* pFormatCtx;  
57.     AVOutputFormat* fmt;  
58.     AVStream* video_st;  
59.     AVCodecContext* pCodecCtx;  
60.     AVCodec* pCodec;  
61.   
62.     uint8_t* picture_buf;  
63.     AVFrame* picture;  
64.     int size;  
65.   
66.     //FILE *in_file = fopen("src01_480x272.yuv", "rb"); //Input YUV data 视频YUV源文件   
67.     FILE *in_file = fopen("ds_480x272.yuv", "rb");  //Input YUV data 视频YUV源文件   
68.     int in_w=480,in_h=272;//宽高    
69.     //Frames to encode  
70.     int framenum=100;  
71.     //const char* out_file = "src01.h264";  //Output Filepath 输出文件路径  
72.     //const char* out_file = "src01.ts";  
73.     //const char* out_file = "src01.hevc";  
74.     const char* out_file = "ds.hevc";  
75.   
76.     av_register_all();  
77.     //Method1 方法1.组合使用几个函数  
78.     pFormatCtx = avformat_alloc_context();  
79.     //Guess Format 猜格式  
80.     fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);  
81.     pFormatCtx->oformat = fmt;  
82.       
83.     //Method 2 方法2.更加自动化一些  
84.     //avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);  
85.     //fmt = pFormatCtx->oformat;  
86.   
87.   
88.     //Output Format 注意输出路径  
89.     if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0)  
90.     {  
91.         printf("Failed to open output file! 输出文件打开失败");  
92.         return -1;  
93.     }  
94.   
95.     video_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);  
96.     video_st->time_base.num = 1;   
97.     video_st->time_base.den = 25;    
98.   
99.     if (video_st==NULL)  
100.     {  
101.         return -1;  
102.     }  
103.     //Param that must set  
104.     pCodecCtx = video_st->codec;  
105.     //pCodecCtx->codec_id =AV_CODEC_ID_HEVC;  
106.     pCodecCtx->codec_id = fmt->video_codec;  
107.     pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;  
108.     pCodecCtx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;  
109.     pCodecCtx->width = in_w;    
110.     pCodecCtx->height = in_h;  
111.     pCodecCtx->time_base.num = 1;    
112.     pCodecCtx->time_base.den = 25;    
113.     pCodecCtx->bit_rate = 400000;    
114.     pCodecCtx->gop_size=250;  
115.     //H264  
116.     //pCodecCtx->me_range = 16;  
117.     //pCodecCtx->max_qdiff = 4;  
118.     //pCodecCtx->qcompress = 0.6;  
119.     pCodecCtx->qmin = 10;  
120.     pCodecCtx->qmax = 51;  
121.   
122.     //Optional Param  
123.     pCodecCtx->max_b_frames=3;  
124.   
125.     // Set Option  
126.     AVDictionary *param = 0;  
127.     //H.264  
128.     if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {  
129.         av_dict_set(?m, "preset", "slow", 0);  
130.         av_dict_set(?m, "tune", "zerolatency", 0);  
131.     }  
132.     //H.265  
133.     if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H265){  
134.         av_dict_set(?m, "x265-params", "qp=20", 0);  
135.         av_dict_set(?m, "preset", "ultrafast", 0);  
136.         av_dict_set(?m, "tune", "zero-latency", 0);  
137.     }  
138.   
139.     //Dump Information 输出格式信息  
140.     av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);  
141.   
142.     pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);  
143.     if (!pCodec){  
144.         printf("Can not find encoder! 没有找到合适的编码器！\n");  
145.         return -1;  
146.     }  
147.     if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,?m) < 0){  
148.         printf("Failed to open encoder! 编码器打开失败！\n");  
149.         return -1;  
150.     }  
151.       
152.   
153.   
154.     picture = avcodec_alloc_frame();  
155.     size = avpicture_get_size(pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);  
156.     picture_buf = (uint8_t *)av_malloc(size);  
157.     avpicture_fill((AVPicture *)picture, picture_buf, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);  
158.   
159.     //Write File Header 写文件头  
160.     avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);  
161.   
162.     AVPacket pkt;  
163.     int y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;  
164.     av_new_packet(&pkt,y_size*3);  
165.   
166.     for (int i=0; i<framenum; i++){  
167.         //Read YUV 读入YUV  
168.         if (fread(picture_buf, 1, y_size*3/2, in_file) < 0){  
169.             printf("Failed to read YUV data! 文件读取错误\n");  
170.             return -1;  
171.         }else if(feof(in_file)){  
172.             break;  
173.         }  
174.         picture->data[0] = picture_buf;  // 亮度Y  
175.         picture->data[1] = picture_buf+ y_size;  // U   
176.         picture->data[2] = picture_buf+ y_size*5/4; // V  
177.         //PTS  
178.         picture->pts=i;  
179.         int got_picture=0;  
180.         //Encode 编码  
181.         int ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt,picture, &got_picture);  
182.         if(ret < 0){  
183.             printf("Failed to encode! 编码错误！\n");  
184.             return -1;  
185.         }  
186.         if (got_picture==1){  
187.             printf("Succeed to encode 1 frame! 编码成功1帧！\n");  
188.             pkt.stream_index = video_st->index;  
189.             ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);  
190.             av_free_packet(&pkt);  
191.         }  
192.     }  
193.     //Flush Encoder  
194.     int ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);  
195.     if (ret < 0) {  
196.         printf("Flushing encoder failed\n");  
197.         return -1;  
198.     }  
199.   
200.     //Write file trailer 写文件尾  
201.     av_write_trailer(pFormatCtx);  
202.   
203.     //Clean 清理  
204.     if (video_st){  
205.         avcodec_close(video_st->codec);  
206.         av_free(picture);  
207.         av_free(picture_buf);  
208.     }  
209.     avio_close(pFormatCtx->pb);  
210.     avformat_free_context(pFormatCtx);  
211.   
212.     fclose(in_file);  
213.   
214.     return 0;  
215. }  

216. 雷霄骅 (Lei Xiaohua)
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