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H.264编码算法的实现
阅读量:4620 次
发布时间:2019-06-09

本文共 3872 字,大约阅读时间需要 12 分钟。

H.264编码算法的实现

         在H.264编码具体实现过程中,采用了目前国际上应用最广泛的开源编码器X.264作为实现的基础。X.264和JM系列编码器、T.264编码器相比 有着优秀的性能和出色效果。由于X.264没有提供直接的开发API,所以在本系统中的编码部分重新封装了X.264的编码API,便于软件系统的设计和 使用。以下是本系统中H.264编码的具体实现过程:

1)      RGB和YUV颜色空间的转换

         在系统中通过Logitech摄像头获得的视频数据为RGB24格式,但是X.264的输入流为标准的YUV(4:2:0)的图像子采样格式。因此,在编 码前需要将RGB颜色空间转换为YUV的颜色空间。实现的函数调用有InitLookupTable()用于初始化色彩空间转换;

RGB2YUV420(int x_dim, int y_dim, unsigned char *bmp, unsigned char *yuv, int flip);用于实际的转换。由于人眼的生理特性,经过图像子采样后,实际的图像大小已经减小为采样前的1.5个样本点,即减小了一半的数据量。

2)      设置H.264编码参数

         使用x264_param_default(x264_param_t *param)对当前需要编码的图像参数进行设置。包括数据帧数量(param .i_frame_total)、采样图像的长宽度和高度(param .i_width,param .i_height)、视频数据比特率(param .rc.i_bitrate) 、视频数据帧率(param .i_fps_num)等参数进行设置,以完成编码前预设置。

3)      初始化编码器

         将上步中的设置作为编码器初始化的参数,x264_t *x264_encoder_open   ( x264_param_t *param )。如果初始化失败将返回NULL,在这里需要对编码器初始化结果进行处理。

4)      分配编码空间

         如果编码器初始化成功,则需要为本次处理分配内存空间

Void x264_picture_alloc(x264_picture_t *pic, int i_csp, int i_width, int i_height)。

5)      图像编码

         将以上步骤初始化后的数据作为编码输入,使用下面的方法进行编码:

int x264_encoder_encode( x264_t *h,x264_nal_t **pp_nal, int *pi_nal,x264_picture_t *pic_in,x264_picture_t *pic_out );

6)      资源回收

         编码完成后,需要回收系统资源和关闭编码器,使用以下函数调用实现回收。

void x264_picture_clean( x264_picture_t *pic );

void x264_encoder_close( x264_t *h );

至此,完成了H.264编码,编码后的数据量将大大减小。我们可以对编码后的数据做相关的进一步处理。

H.264编码算法的完整源代码

文件:VideoEncoderX264.h

class CVideoEncoderX264 : 

{
public:
 CVideoEncoderX264(void);
 ~CVideoEncoderX264(void);

 virtual bool Connect(CVideoEnDecodeNotify* pNotify, const CVideoEnDecodeItem& Item);

 virtual void Release(void);
 virtual void Encode(BYTE* pInData, int nLen, BYTE* pOutBuf, int& nOutLen, int& nKeyFrame);

private:

  x264_picture_t m_Pic;
  x264_t *h;
  x264_param_t param;

  void Flush(void);

};

文件:VideoEncoderX264.cpp

bool CVideoEncoderX264::Connect(CVideoEnDecodeNotify* pNotify, const CVideoEnDecodeItem& Item)

{
 CBase::Connect(pNotify, Item);

 ParseSize(Item.m_stSize);

 x264_param_default( &param );

 param.i_threads = 1;

 param.i_frame_total = 0;

 param.i_width  = m_nWidth;

 param.i_height = m_nHeight;

 param.i_keyint_min = Item.m_nKeyInterval;

 param.i_keyint_max = Item.m_nKeyInterval * 10;

 param.i_fps_num = Item.m_nFps;*/

 param.i_log_level = X264_LOG_NONE;

if( ( h = x264_encoder_open( &param ) ) == NULL )

    {
        return false;
    }

    /* Create a new pic */

    x264_picture_alloc( &m_Pic, X264_CSP_I420, param.i_width, param.i_height );

 return true;

}

void CVideoEncoderX264::Release(void)

{
 Flush();

 x264_picture_clean( &m_Pic );

    x264_encoder_close( h );

 CBase::Release();

}

void CVideoEncoderX264::Encode(BYTE* pInData, int nLen, BYTE* pOutBuf, int& nOutLen, int& nKeyFrame)

{
 if(nLen != param.i_width * param.i_height * 3)
  return;

 param.i_frame_total ++;

 memcpy(m_Pic.img.plane[0], pInData, param.i_width * param.i_height);

 memcpy(m_Pic.img.plane[1], pInData + param.i_width * param.i_height, param.i_width * param.i_height / 4);
 memcpy(m_Pic.img.plane[2], pInData + param.i_width * param.i_height * 5 / 4, param.i_width * param.i_height / 4);  

 m_Pic.i_pts = (int64_t)param.i_frame_total * param.i_fps_den;

 static x264_picture_t pic_out;

    x264_nal_t *nal = NULL;
    int i_nal, i;

    if( &m_Pic )

    {
        m_Pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
        m_Pic.i_qpplus1 = 0;
    }

 //TraceTime("x264_encoder_encode begin");

    if( x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, &m_Pic, &pic_out ) < 0 )   {

  return;
    }

 //TraceTime("x264_encoder_encode   end");

 int nOutCanUse = nOutLen;

 nOutLen = 0;
    for( i = 0; i < i_nal; i++ )
    {
  int i_size = 0;

  if( ( i_size = x264_nal_encode( pOutBuf + nOutLen, &nOutCanUse, 1, &nal[i] ) ) > 0 )

  {
   nOutLen += i_size;
   nOutCanUse -= i_size;
  } 
 }

 nKeyFrame = pic_out.i_type==X264_TYPE_IDR;// || (pic_out.i_type==X264_TYPE_I && coCfg->x264_max_ref_frames==1);

}

void CVideoEncoderX264::Flush(void)
{
 x264_picture_t pic_out;
    x264_nal_t *nal;
    int i_nal, i;
    int i_file = 0;

    if( x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, NULL, &pic_out ) < 0 ){

    }

}

转载于:https://www.cnblogs.com/shulianghe/archive/2012/11/21/3724155.html

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