YUV420P的像素数据编码为H.264的压缩编码数据
Posted 魏长志
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了YUV420P的像素数据编码为H.264的压缩编码数据相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本文介绍一个最简单的基于FFMPEG的视频编码器。该编码器实现了YUV420P的像素数据编码为H.264的压缩编码数据。编码器代码十分简单，但是每一行代码都很重要，适合好好研究一下。弄清楚了本代码也就基本弄清楚了FFMPEG的编码流程。
下面附一张使用FFmpeg编码视频的流程图。使用该流程，不仅可以编码H.264的视频，而且可以编码MPEG4/MPEG2/VP8等等各种FFmpeg支持的视频。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）。
* 本程序实现了YUV像素数据编码为视频码流（H264，MPEG2，VP8等等）。
* 是最简单的FFmpeg视频编码方面的教程。
* 通过学习本例子可以了解FFmpeg的编码流程。
* This software encode YUV420P data to H.264 bitstream.
* It's the simplest video encoding software based on FFmpeg.
* Suitable for beginner of FFmpeg
*/
#include <stdio.h>
#define __STDC_CONSTANT_MACROS
#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"
#include "libavutil/opt.h"
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
;
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
#endif
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#ifdef __cplusplus
;
#endif
#endif
int flush_encoder(AVFormatContext *fmt_ctx,unsigned int stream_index)
int ret;
int got_frame;
AVPacket enc_pkt;
if (!(fmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &
CODEC_CAP_DELAY))
return 0;
while (1)
enc_pkt.data = NULL;
enc_pkt.size = 0;
av_init_packet(&enc_pkt);
ret = avcodec_encode_video2 (fmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,
NULL, &got_frame);
av_frame_free(NULL);
if (ret < 0)
break;
if (!got_frame)
ret=0;
break;
printf("Flush Encoder: Succeed to encode 1 frame!\\tsize:%5d\\n",enc_pkt.size);
/* mux encoded frame */
ret = av_write_frame(fmt_ctx, &enc_pkt);
if (ret < 0)
break;
return ret;
int main(int argc, char* argv[])
AVFormatContext* pFormatCtx;
AVOutputFormat* fmt;
AVStream* video_st;
AVCodecContext* pCodecCtx;
AVCodec* pCodec;
AVPacket pkt;
uint8_t* picture_buf;
AVFrame* pFrame;
int picture_size;
int y_size;
int framecnt=0;
//FILE *in_file = fopen("src01_480x272.yuv", "rb"); //Input raw YUV data
FILE *in_file = fopen("../ds_480x272.yuv", "rb"); //Input raw YUV data
int in_w=480,in_h=272; //Input data's width and height
int framenum=100; //Frames to encode
//const char* out_file = "src01.h264"; //Output Filepath
//const char* out_file = "src01.ts";
//const char* out_file = "src01.hevc";
const char* out_file = "ds.h264";
av_register_all();
//Method1.
pFormatCtx = avformat_alloc_context();
//Guess Format
fmt = av_guess_format(NULL, out_file, NULL);
pFormatCtx->oformat = fmt;
//Method 2.
//avformat_alloc_output_context2(&pFormatCtx, NULL, NULL, out_file);
//fmt = pFormatCtx->oformat;
//Open output URL
if (avio_open(&pFormatCtx->pb,out_file, AVIO_FLAG_READ_WRITE) < 0)
printf("Failed to open output file! \\n");
return -1;
video_st = avformat_new_stream(pFormatCtx, 0);
//video_st->time_base.num = 1;
//video_st->time_base.den = 25;
if (video_st==NULL)
return -1;
//Param that must set
pCodecCtx = video_st->codec;
//pCodecCtx->codec_id =AV_CODEC_ID_HEVC;
pCodecCtx->codec_id = fmt->video_codec;
pCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
pCodecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
pCodecCtx->width = in_w;
pCodecCtx->height = in_h;
pCodecCtx->bit_rate = 400000;
pCodecCtx->gop_size=250;
pCodecCtx->time_base.num = 1;
pCodecCtx->time_base.den = 25;
//H264
//pCodecCtx->me_range = 16;
//pCodecCtx->max_qdiff = 4;
//pCodecCtx->qcompress = 0.6;
pCodecCtx->qmin = 10;
pCodecCtx->qmax = 51;
//Optional Param
pCodecCtx->max_b_frames=3;
// Set Option
AVDictionary *param = 0;
//H.264
if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264)
av_dict_set(¶m, "preset", "slow", 0);
av_dict_set(¶m, "tune", "zerolatency", 0);
//av_dict_set(¶m, "profile", "main", 0);
//H.265
if(pCodecCtx->codec_id == AV_CODEC_ID_H265)
av_dict_set(¶m, "preset", "ultrafast", 0);
av_dict_set(¶m, "tune", "zero-latency", 0);
//Show some Information
av_dump_format(pFormatCtx, 0, out_file, 1);
pCodec = avcodec_find_encoder(pCodecCtx->codec_id);
if (!pCodec)
printf("Can not find encoder! \\n");
return -1;
if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,¶m) < 0)
printf("Failed to open encoder! \\n");
return -1;
pFrame = av_frame_alloc();
picture_size = avpicture_get_size(pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
picture_buf = (uint8_t *)av_malloc(picture_size);
avpicture_fill((AVPicture *)pFrame, picture_buf, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
//Write File Header
avformat_write_header(pFormatCtx,NULL);
av_new_packet(&pkt,picture_size);
y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
for (int i=0; i<framenum; i++)
//Read raw YUV data
if (fread(picture_buf, 1, y_size*3/2, in_file) <= 0)
printf("Failed to read raw data! \\n");
return -1;
else if(feof(in_file))
break;
pFrame->data[0] = picture_buf; // Y
pFrame->data[1] = picture_buf+ y_size; // U
pFrame->data[2] = picture_buf+ y_size*5/4; // V
//PTS
//pFrame->pts=i;
pFrame->pts=i*(video_st->time_base.den)/((video_st->time_base.num)*25);
int got_picture=0;
//Encode
int ret = avcodec_encode_video2(pCodecCtx, &pkt,pFrame, &got_picture);
if(ret < 0)
printf("Failed to encode! \\n");
return -1;
if (got_picture==1)
printf("Succeed to encode frame: %5d\\tsize:%5d\\n",framecnt,pkt.size);
framecnt++;
pkt.stream_index = video_st->index;
ret = av_write_frame(pFormatCtx, &pkt);
av_free_packet(&pkt);
//Flush Encoder
int ret = flush_encoder(pFormatCtx,0);
if (ret < 0)
printf("Flushing encoder failed\\n");
return -1;
//Write file trailer
av_write_trailer(pFormatCtx);
//Clean
if (video_st)
avcodec_close(video_st->codec);
av_free(pFrame);
av_free(picture_buf);
avio_close(pFormatCtx->pb);
avformat_free_context(pFormatCtx);
fclose(in_file);
return 0;
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以上是关于YUV420P的像素数据编码为H.264的压缩编码数据的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章