H.264編碼系統幾個比較重要的演算法
H.264編碼系統比較複雜,這裡是它的幾個比較重要的演算法:
1. Configure()函式,用於解析命令列引數,讀取配置檔案,其中,ac表示命令列引數數量,av表示命令列引數。void Configure(int ac, char *av[ ]){……}
2. AllocNalPayloadBuffer()函式,用於初始化NAL模組,即分配NAL_Payload_buffer緩衝區。AllocNalPayloadBuffer(){……}
3. init_poc()函式的作用是用適合的引數初始化程序結構。init_poc(){……}
4. init_img()函式的作用是用合適的引數初始化影象結構,其中輸入引數結構為inp_par *inp
5. malloc_picture()函式用於按照資料結構分配影象結構,其返回值為一個指向影象的指標。Picture *malloc_picture(){……}
6. init_rdopt()函式產生用於RD_最優化模式判斷結構。void init_rdopt(){……}
7. init_dpb()函式分配用於解碼影象所需的緩衝區並初始化值。void init_dpb(){……}
8. init_out_buffuer()函式用於初始化輸出緩衝區以便直接輸出。
9. init_global_buffers()函式為Global.h檔案中定義的全域性緩衝區分配動態記憶體,分配的記憶體必須在free_global_buffers
10.create_context_memory()函式用於建立關聯記憶體。
11.Init_Motion_Search_Module()函式用於初始化運動搜尋。
12.rc_init_seq()函式用於初始化速率控制引數。
13.encode_one_frame()函式為幀編碼函式。
關於encode_one_frame ()中的幾個主要函式的簡單說明
encode_one_frame ()
從這個函式開始才開始真正進入編碼階段,在次之前都是做的一些準備工作,但是這個函式不是核心函式,這個函式的主要功能是通過呼叫其他的函式對一幀資料進行編碼,每呼叫該函式一次,處理完一幀資料。剛進入encode_one_frame ()
frame_picture (frame_pic)函式是encode_one_frame ()這個函式中的主要函式!完成一幀資料的編碼是通過這個函式來實現的。下面來看看這個函式具體做了那些事情。進入函式,首先為要編碼的影象申請空間並進行初始化,比較簡單,沒什麼好說的。看看這個函式code_a_picture(frame);看函式名就知道它是這個函式中的最重要的函式。繼續跟蹤下去,看看code_a_picture(frame)這個函式的內容。進入這個函式體,直接看FmoInit()這個函式,這個函式與片組相關,確定巨集塊到片組的對映關係。主要呼叫
FmoGenerateMapUnitToSliceGroupMap(img, pps);
FmoGenerateMBAmap(img, sps);
這兩個函式,前面一個函式主要根據slice_group_map_type這個變數決定片到片組的對映關係,既確定那些片屬於同一個片組。FmoGenerateMBAmap()確定巨集塊到片的對映,既那些巨集塊屬於一個片。
FmoStartPicture ()得到每一個片中的第一個巨集塊地址。看看下面這個迴圈
while (NumberOfCodedMBs < img->total_number_mb) // loop over slices
{
while (!FmoSliceGroupCompletelyCoded (SliceGroup))
{
NumberOfCodedMBs += encode_one_slice (SliceGroup, pic);
FmoSetLastMacroblockInSlice (img->current_mb_nr);
// Proceed to next slice
img->current_slice_nr++;
stat->bit_slice = 0;
}
}
可以說是編碼器的核心地方,外層迴圈以片為單位迴圈編碼所有片,內層迴圈以片組為單位迴圈處理每個片組中的所有片資料。順便說一下,若想一個frame中有多個slice,配置檔案中設定如下的引數可以實現
##########################################################################################
# Error Resilience / Slices
##########################################################################################
SliceMode = 0 # Slice mode (0=off 1=fixed #mb in slice 2=fixed #bytes in slice 3=use callback)
SliceArgument = 50 # Slice argument (Arguments to modes 1 and 2 above)
num_slice_groups_minus1 = 0 # Number of Slice Groups Minus 1, 0 == no FMO, 1 == two slice groups, etc.
slice_group_map_type = 6 # 0: Interleave, 1: Dispersed, 2: Foreground with left-over,
# 3: Box-out, 4: Raster Scan 5: Wipe
# 6: Explicit, slice_group_id read from SliceGroupConfigFileName
slice_group_change_direction_flag = 0 # 0: box-out clockwise, raster scan or wipe right,
# 1: box-out counter clockwise, reverse raster scan or wipe left
slice_group_change_rate_minus1 = 85 #
SliceGroupConfigFileName = "sg6conf.cfg" # Used for slice_group_map_type 0, 2, 6
UseRedundantSlice = 0 # 0: not used, 1: one redundant slice used for each slice (other modes not supported yet)
SliceMode = 0 為預設值,既不使用分組,也就是一幀為一個slice。具體的可以參照相應資料。下面看看這個函式中的核心函式encode_one_slice();看名字也知道是對一個slice進行編碼!下面進入這個函式體:
CurrentMbAddr = FmoGetFirstMacroblockInSlice (SliceGroupId); 取得當前片的第一個巨集塊,init_slice(),為當前要編碼的slice申請一個Slice型別結構體,並進行初始化。
len = start_slice ()函式,寫slice_header.
while (end_of_slice == FALSE)
{
...............
........................
}
這個迴圈對每個slice進行編碼,用幀或場方式。不管是哪種編碼方式,核心函式是encode_one_macroblock ();可以說這才是整個編碼器的核心部分!關於這個函式的結構可以參照firsttime 的 encode_one_macroblock()的程式結構——Wisting
(說明:由於本人主要研究的不是jm程式碼,要是有寫的不對的地方,請指教共同學習,關於其中涉及的各個函式,哪位熟悉的話,如果願意,可以跟帖補充具體的內容)
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