音视频-H264编码
2021-08-16 本文已影响0人
li_礼光
H264编码原理和音视频-AAC编码原理几乎一样, 不同的是就buffer缓冲区的处理, 编码的事情都是通过H264编码器去实现
AAC编码的简略逻辑 :
源文件 ==》 AVFrame ==》编码器 ==》AVPacket ==> 输出文件
H264编码的简略逻辑
源文件 ==》 AVFrame ==》编码器 ==》AVPacket ==> 输出文件
是的, 两个是一样的。不同的是, YUV是以一帧一帧的数据读取。
#include "h264encodethread.h"
#include <QDebug>
#include <QFile>
extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/channel_layout.h>
#include <libavutil/common.h>
#include <libavutil/frame.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
}
#define ERROR_BUF(ret) \
char errbuf[1024]; \
av_strerror(ret, errbuf, sizeof (errbuf));
#define CHECK_IF_ERROR_BUF_END(ret, funcStr) \
if (ret) { \
ERROR_BUF(ret); \
qDebug() << #funcStr << " error :" << errbuf; \
goto end; \
}
#ifdef Q_OS_WIN
#define IN_YUV_FILEPATH "G:/BigBuckBunny_CIF_24fps.yuv"
#define OUT_H264_FILEPATH "G:/BigBuckBunny_CIF_24fps_h264.h264"
#define YUV_VIDEO_SIZE_WIDTH 352
#define YUV_VIDEO_SIZE_HEIGH 288
#else
#define IN_YUV_FILEPATH "/Users/liliguang/Desktop/in.yuv"
#define OUT_H264_FILEPATH "/Users/liliguang/Desktop/out.h264"
#define YUV_VIDEO_SIZE_WIDTH 352
#define YUV_VIDEO_SIZE_HEIGH 288
#endif
H264EncodeThread::H264EncodeThread(QObject *parent) : QThread(parent) {
// 当监听到线程结束时(finished),就调用deleteLater回收内存
connect(this, &H264EncodeThread::finished,
this, &H264EncodeThread::deleteLater);
}
H264EncodeThread::~H264EncodeThread() {
// 断开所有的连接
disconnect();
// 内存回收之前,正常结束线程
requestInterruption();
// 安全退出
quit();
wait();
qDebug() << this << "析构(内存被回收)";
}
/* check that a given pix_format is supported by the encoder */
static int check_pixel_fmt(const AVCodec *codec,
enum AVPixelFormat pix_fmt) {
const enum AVPixelFormat *p = codec->pix_fmts;
while (*p != AV_PIX_FMT_NONE) {
if (*p == pix_fmt) {
return 1;
}
p++;
}
return 0;
}
// H264编码
// 返回负数:中途出现了错误
// 返回0:编码操作正常完成
static int encode(AVCodecContext *ctx,
AVFrame *frame,
AVPacket *pkt,
QFile &outFile) {
// 发送数据到编码器
int ret = avcodec_send_frame(ctx, frame);
if (ret < 0) {
ERROR_BUF(ret);
qDebug() << "avcodec_send_frame error" << errbuf;
return ret;
}
// 不断从编码器中取出编码后的数据
// while (ret >= 0)
while (true) {
ret = avcodec_receive_packet(ctx, pkt);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
// output is not available in the current state - user must try to send input
// 继续读取数据到frame,然后送到编码器
return 0;
} else if (ret < 0) { // 其他错误
return ret;
}
// 成功从编码器拿到编码后的数据
// 将编码后的数据写入文件
outFile.write((char *) pkt->data, pkt->size);
// 释放pkt内部的资源
av_packet_unref(pkt);
}
}
void H264EncodeThread::run() {
// H264编码的思路和Acc编码的思路差不多
// 读取文件内容 -> buffer缓冲区 -> 一帧数据 -> 核心函数编码 -> 输出缓冲区 -> 输出文件
qDebug() << "H264EncodeThread run ";
// 输入输出文件
const char *infilename;
const char *outfilename;
// 编码器
const AVCodec *codec;
// 编码器上下文
AVCodecContext *codecCtx = nullptr;
// 源文件数据源存储结构指针
AVFrame *frame = nullptr;
// 编码文件数据源存储结构指针
AVPacket *pkt = nullptr;
int check_pixel_fmt_Ret;
int avcodec_open2_Ret;
int av_image_alloc_ret;
int infileOpen_Ret;
int outfileOpen_Ret;
int readFile_Ret;
int encode_ret;
int ptsIndex = 0;
int imageSize = YUV_VIDEO_SIZE_WIDTH * YUV_VIDEO_SIZE_HEIGH * 1.5;
infilename = IN_YUV_FILEPATH;
outfilename = OUT_H264_FILEPATH;
QFile inFile(infilename);
QFile outFile(outfilename);
// 编码器
codec = avcodec_find_encoder_by_name("libx264"); // 用查找编码器的名称的方式。 默认的可能找到的不一样
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(!codec, "avcodec_find_encoder");
// 创建编码器上下文
codecCtx = avcodec_alloc_context3(codec);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(!codecCtx, "avcodec_alloc_context3");
// 设置编码器上下文对应信息
codecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
codecCtx->width = YUV_VIDEO_SIZE_WIDTH;
codecCtx->height = YUV_VIDEO_SIZE_HEIGH;
// 这里要计算24 pfs
// fps = codecCtx->time_base.den / codecCtx->time_base.num
// 24 = 24 / 1
codecCtx->time_base.num = 1; //分子
codecCtx->time_base.den = 24; //分母
// 检查编码器支持的样本格式
check_pixel_fmt_Ret = check_pixel_fmt(codec, codecCtx->pix_fmt);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(!check_pixel_fmt_Ret, "check_sample_fmt");
// 打开编码器
avcodec_open2_Ret = avcodec_open2(codecCtx, codec, nullptr);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(avcodec_open2_Ret, "avcodec_open2");
// 打开源文件
infileOpen_Ret = !inFile.open(QFile::ReadOnly);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(infileOpen_Ret, "sourceFile.open");
// 打开源文件
outfileOpen_Ret = !outFile.open(QFile::WriteOnly);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(outfileOpen_Ret, "sourceFile.outFile");
// 创建输出Packet
pkt = av_packet_alloc();
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(!pkt, "av_packet_alloc");
// 创建AVFrame结构体本身
frame = av_frame_alloc();
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(!frame, "av_frame_alloc");
// 为音频或视频数据分配新的缓冲区。
// 在调用此函数之前,必须在框架上设置以下字段:
// - 格式(视频的像素格式,音频的样本格式)
// - 视频的宽度和高度
// 设置frame必要信息
frame->format = codecCtx->pix_fmt;//像素格式
frame->width = codecCtx->width;//分辨率宽
frame->height = codecCtx->height; //分辨率高
// 创建一帧的buffer缓冲区
av_image_alloc_ret = av_image_alloc(frame->data, frame->linesize, frame->width, frame->height, (AVPixelFormat)frame->format, 16);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(av_image_alloc_ret < 0, "av_image_alloc");
// 编码
// 源文件 ==> (AVFrame)输入缓冲区 ==> 编码器 ==> (AVPacket)输出缓冲区 ==> 输出文件
// 这里应该读取一帧的大小
while( (readFile_Ret = inFile.read((char *)frame->data[0], imageSize )) > 0 ) {
frame->pts = ptsIndex++;
// 编码
encode_ret = encode(codecCtx, frame, pkt, outFile);
CHECK_IF_ERROR_BUF_END(encode_ret < 0,
}
// 在读取最后一次, 冲刷缓冲区
encode(codecCtx, nullptr, pkt, outFile);
end:
// 关闭文件
inFile.close();
outFile.close();
// 释放资源
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&pkt);
avcodec_free_context(&codecCtx);
qDebug() << "AACEncodeThread end ";
}
注意点, 创建buffer缓冲区, 和音频的有点不一样,使用av_image_alloc
av_image_alloc_ret = av_image_alloc(frame->data, frame->linesize, frame->width, frame->height, (AVPixelFormat)frame->format, 16);
分别用命令行和程序运行进行H264编码
ffmpeg -video_size 352x288 -pixel_format yuv420p -framerate 24 -i .\BigBuckBunny_CIF_24fps.yuv -c:v libx264 .\ffmpeg_h264_out.h264
# -c:v libx264是指定使用libx264作为编码器
大小一致, 证明代码思路是没有问题, 现在再接着用ffplay播放一下