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關於視訊H264編解碼的應用實現

阿新 • • 發佈：2019-01-07

專案要用到視訊編解碼，最近半個月都在搞，說實話真是走了很多彎路，浪費了很多時間。將自己的最終成果記錄於此，期望會給其他人提供些許幫助。  

參考教程：

整體過程流程如下：

顯而易見，整個過程分為三個部分：採集、編碼、解碼。

1.        採集視訊

我是利用USB攝像頭採集視訊的，我的攝像頭只支援YUV422格式的影象採集，因為x264編碼庫只能編碼YUV420P(planar)格式，因此在採集到yuv422格式的影象資料後要變換成yuv420p格式。

採集視訊使用官方的那個採集程式，稍加修改即可，具體點說就是修改

static void  process_image (const char * p) ;函式

引數p指向一幀採集影象的yuv資料。

關於YUV格式和RGB格式，網上有很多教程。

在這兒，我講一下自己的理解。

假設有一幅4*4解析度的圖片，如下：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

每個畫素是由YUV資料構成，假設如下：

Y1

U1

V1

Y2

U2

V2

Y3

U3

V3

Y4

U4

V4

Y5

U5

V5

Y6

U6

V6

Y7

U7

V7

Y8

U8

V8

Y9

U9

V9

Y10

U10

V10

Y11

U11

V11

Y12

U12

V12

Y13

U13

V13

Y14

U14

V14

Y15

U15

V15

Y16

U16

V16

YUV422影象是這樣的，每個畫素採集Y，UV每隔兩個畫素採集一次：

Packed格式的YUV420是這樣的，每個畫素採集Y，UV隔行採集，每行是每兩個畫素採集一次：

以上幾種格式儲存就是按照從左到右，從上到下順序儲存的。

我想要得到是planar格式的YUV420，即在一段連續的記憶體中，先儲存所有的Y，接著是所有的U，最後是所有的V。

修改後的 process_image函式如下：

  1. static void  
  2. process_image                   (const char *           p)  
  3. {  
  4.         //fputc ('.', stdout);  
  5.     //convert yuv422 to yuv420p  
  6.             char *y=yuv420p;  
  7.             char *u=&yuv420p[IMAGE_WIDTH*IMAGE_HEIGHT];  
  8.             char *v=&yuv420p[IMAGE_WIDTH*IMAGE_HEIGHT+IMAGE_WIDTH*IMAGE_HEIGHT/4];  
  9.             int i=0,j=0,l=0;  
  10.             for(j=0;j<IMAGE_HEIGHT;j++)  
  11.                 for(i=0;i<IMAGE_WIDTH*2;i++,l++){  
  12.                     if(j%2==0){//even line to sample U-Chriminance  
  13.                         if(l==1){//sample U-Chriminance  
  14.                             *u=p[j*IMAGE_WIDTH*2+i];  
  15.                             u++;  
  16.                          }  
  17.                          else if(l==3){//abandon V-Chroma  
  18.                             l=-1;  
  19.                             continue;  
  20.                          }  
  21.                          else{  
  22.                             *y=p[j*IMAGE_WIDTH*2+i];  
  23.                             ++y;  
  24.                          }  
  25.                     }  
  26.                     else if(j%2==1){//odd lines to sample  V-Chroma  
  27.                         if(l==1){  
  28.                             continue;  
  29.                         }  
  30.                         else if(l==3){  
  31.                             l=-1;  
  32.                             *v=p[j*IMAGE_WIDTH*2+i];  
  33.                             ++v;  
  34.                         }  
  35.                         else {  
  36.                             *y=p[j*IMAGE_WIDTH*2+i];  
  37.                             ++y;  
  38.                         }  
  39.                     }  
  40.                 }  
  41.             fwrite(yuv420p,IMAGE_WIDTH*IMAGE_HEIGHT*3>>1,1,fp_yuv420p);  
  42.             fflush (stdout);  
  43. }  

2.編碼

採用x264編碼庫編碼yuv420p檔案。

程式如下：

  1. #include <stdint.h>  
  2. #include <x264.h>  
  3. #include <stdio.h>  
  4. #include <unistd.h>  
  5. #include <fcntl.h>  
  6. #include <stdlib.h>  
  7. #include <string.h>  
  8. #define DEBUG 0  
  9. #define CLEAR(x) (memset((&x),0,sizeof(x)))  
  10. #define IMAGE_WIDTH   320  
  11. #define IMAGE_HEIGHT  240  
  12. #define ENCODER_PRESET "veryfast"  
  13. #define ENCODER_TUNE   "zerolatency"  
  14. #define ENCODER_PROFILE  "baseline"  
  15. #define ENCODER_COLORSPACE X264_CSP_I420  
  16. typedef struct my_x264_encoder{  
  17.     x264_param_t  * x264_parameter;  
  18.     char parameter_preset[20];  
  19.     char parameter_tune[20];  
  20.     char parameter_profile[20];  
  21.     x264_t  * x264_encoder;  
  22.     x264_picture_t * yuv420p_picture;  
  23.     long colorspace;  
  24.     unsigned char *yuv;  
  25.     x264_nal_t * nal;  
  26. } my_x264_encoder;  
  27. char *read_filename="yuv420p.yuv";  
  28. char *write_filename="encode.h264";  
  29. int  
  30. main(int argc ,char **argv){  
  31.     int ret;  
  32.     int fd_read,fd_write;  
  33.     my_x264_encoder * encoder=(my_x264_encoder *)malloc(sizeof(my_x264_encoder));  
  34.     if(!encoder){  
  35.         printf("cannot malloc my_x264_encoder !\n");  
  36.         exit(EXIT_FAILURE);  
  37.     }  
  38.     CLEAR(*encoder);  
  39.     /**************************************************************************** 
  40.      * Advanced parameter handling functions 
  41.      ****************************************************************************/  
  42.     /* These functions expose the full power of x264's preset-tune-profile system for 
  43.      * easy adjustment of large numbers //free(encoder->yuv420p_picture);of internal parameters. 
  44.      * 
  45.      * In order to replicate x264CLI's option handling, these functions MUST be called 
  46.      * in the following order: 
  47.      * 1) x264_param_default_preset 
  48.      * 2) Custom user options (via param_parse or directly assigned variables) 
  49.      * 3) x264_param_apply_fastfirstpass 
  50.      * 4) x264_param_apply_profile 
  51.      * 
  52.      * Additionally, x264CLI does not apply step 3 if the preset chosen is "placebo" 
  53.      * or --slow-firstpass is set. */  
  54.     strcpy(encoder->parameter_preset,ENCODER_PRESET);  
  55.     strcpy(encoder->parameter_tune,ENCODER_TUNE);  
  56.     encoder->x264_parameter=(x264_param_t *)malloc(sizeof(x264_param_t));  
  57.     if(!encoder->x264_parameter){  
  58.         printf("malloc x264_parameter error!\n");  
  59.         exit(EXIT_FAILURE);  

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