FFMPEG4.1 - 視頻編碼與解碼（下）

二、視頻編碼

1、將yuv文件編碼爲flv格式的視頻文件

解碼的過程，請看上一篇
本篇是對上一篇解碼出來的yuv文件，進行編碼
上一篇獲取的yuv爲320x320，fps調整爲15的yuv420p文件

#include <memory>

extern "C" {
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
#include "libavutil/imgutils.h"
}

// 申請智能指針變量
#define NEW_PTR(T, P, V, Fn) T *P = V; std::shared_ptr<T> P##P(P, [&P](T *){if(P != nullptr){Fn;}})
// 打印異常信息，並退出main函數
#define FATAL(M, ...) printf(M, ##__VA_ARGS__); return -1

// 自定義變量
const char *src_media = "D:/2.yuv";
const char *dst_media = "D:/2.flv";

// yuv420p的參數
#define YUV_IN_WIDTH 320
#define YUV_IN_HEIGHT 320
#define YUV_IN_FORMAT AV_PIX_FMT_YUV420P
#define YUV_IN_FPS    15

int main(int argc, char **argv) {
    // 申請一個輸出的上下文
    NEW_PTR(AVFormatContext, fmt_ctx, nullptr, avio_closep(&fmt_ctx->pb); avformat_close_input(&fmt_ctx));
    avformat_alloc_output_context2(&fmt_ctx, nullptr, nullptr, dst_media);
    if (fmt_ctx == nullptr) {
        FATAL("alloc output format context failed.");
    }

    // 查詢編碼器
    AVCodec *video_enc;
    if ((video_enc = avcodec_find_encoder(fmt_ctx->oformat->video_codec)) == nullptr) {
        FATAL("find video encoder failed.");
    }

    AVStream *video_stream = avformat_new_stream(fmt_ctx, video_enc);
    video_stream->id = fmt_ctx->nb_streams - 1;

    // 爲編碼器申請上下文
    NEW_PTR(AVCodecContext, video_enc_ctx, nullptr, avcodec_free_context(&video_enc_ctx));
    if ((video_enc_ctx = avcodec_alloc_context3(video_enc)) == nullptr) {
        FATAL("allocate video enc context failed.");
    }

    // 爲編碼器配置編碼參數
    video_enc_ctx->pix_fmt = video_enc->pix_fmts ? video_enc->pix_fmts[0] : AV_PIX_FMT_YUV420P;
    video_enc_ctx->bit_rate = 400000;
    video_enc_ctx->width = YUV_IN_WIDTH * 2;
    video_enc_ctx->height = YUV_IN_HEIGHT * 2;
    video_enc_ctx->time_base = AVRational{1, YUV_IN_FPS};
    video_enc_ctx->framerate = AVRational{YUV_IN_FPS, 1};
    video_enc_ctx->gop_size = 10;
    // video_enc_ctx->max_b_frames = 1; // flv格式的視頻，不支持該參數
    video_enc_ctx->qmin = 10;
    video_enc_ctx->qmax = 50;

    if (fmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER) {
        video_enc_ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
    }

    NEW_PTR(AVDictionary, dict, nullptr, av_dict_free(&dict));
    av_dict_set(&dict, "preset", "slow", 0);

    // 打開編碼器
    if (avcodec_open2(video_enc_ctx, video_enc, &dict) < 0) {
        FATAL("codec open failed.");
    }

    if (avcodec_parameters_from_context(video_stream->codecpar, video_enc_ctx) < 0) {
        FATAL("copy params failed.");
    }

    if (avio_open(&fmt_ctx->pb, dst_media, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
        FATAL("open dst file failed.");
    }

    // 寫入頭信息
    if (avformat_write_header(fmt_ctx, nullptr) < 0) {
        FATAL("write header failed.");
    }

    // 申請一個視頻frame
    NEW_PTR(AVFrame, video_frame, nullptr, av_frame_free(&video_frame));
    if ((video_frame = av_frame_alloc()) == nullptr) {
        FATAL("allocate frame failed.");
    }

    // 給frame的data和size分配空間
    video_frame->format = video_enc_ctx->pix_fmt;
    video_frame->width = video_enc_ctx->width;
    video_frame->height = video_enc_ctx->height;
    if (av_frame_get_buffer(video_frame, 32) < 0) {
        FATAL("allocate frame data failed.");
    }

    // 申請一個轉換後的視頻幀
    NEW_PTR(AVFrame, buf_frame, nullptr, av_frame_free(&buf_frame));
    if ((buf_frame = av_frame_alloc()) == nullptr) {
        FATAL("allocate buf frame failed.");
    }

    // 給frame的data和size分配空間
    buf_frame->format = YUV_IN_FORMAT;
    buf_frame->width = YUV_IN_WIDTH;
    buf_frame->height = YUV_IN_HEIGHT;
    if (av_frame_get_buffer(buf_frame, 32) < 0) {
        FATAL("allocate buf frame data failed.");
    }

    // 申請一塊內存，用來讀取frame數據
    int frameSize = av_image_get_buffer_size((AVPixelFormat)buf_frame->format, buf_frame->width, buf_frame->height, 1);
    NEW_PTR(uint8_t, pFrameBuf, (uint8_t *) av_malloc((size_t) frameSize), av_freep(&pFrameBuf));

    // 申請一個sws視頻轉換器
    NEW_PTR(SwsContext, sws_ctx, nullptr, sws_freeContext(sws_ctx));
    sws_ctx = sws_getContext(buf_frame->width, buf_frame->height, (AVPixelFormat)buf_frame->format,
                             video_frame->width, video_frame->height, (AVPixelFormat) video_frame->format,
                             SWS_BILINEAR, nullptr, nullptr, nullptr);

    // 申請一個packet，並初始化
    AVPacket pkt;
    av_init_packet(&pkt);
    pkt.data = nullptr;
    pkt.size = 0;

    NEW_PTR(FILE, input, nullptr, fclose(input));
    if ((input = fopen(src_media, "rb")) == nullptr) {
        FATAL("no readable file.");
    }

    // 循環讀取frame數據
    int frame_count = 0;
    while (true) {
        // 聲明一個用來編碼的幀
        AVFrame *encode_frame = nullptr;

        if (fread(pFrameBuf, 1, (size_t) frameSize, input) < 0) {
            FATAL("read input file failed.");
        } else if (!feof(input)) {
            // 文件沒有到結尾，則獲取編碼幀
            av_image_fill_arrays(buf_frame->data, buf_frame->linesize, pFrameBuf, (AVPixelFormat)buf_frame->format, buf_frame->width, buf_frame->height, 1);

            sws_scale(sws_ctx, (const uint8_t *const *) buf_frame->data,
                      buf_frame->linesize, 0, buf_frame->height, video_frame->data,
                      video_frame->linesize);

            video_frame->pts = frame_count++;

            encode_frame = video_frame;
        } else {
            // 文件結束了，則發送一個空指針的frame，用來清空緩衝區
            encode_frame = nullptr;
        }

        // 發送一個frame
        if (avcodec_send_frame(video_enc_ctx, encode_frame) < 0) {
            FATAL("send frame exception.");
        }
        // 接受編碼完的內容
        while (true) {
            auto packet_ret = avcodec_receive_packet(video_enc_ctx, &pkt);
            // 判斷是否完全接受了packet
            if (packet_ret == AVERROR(EAGAIN) || packet_ret == AVERROR_EOF) {
                break;
            }
            // 檢查是否接受異常
            if (packet_ret < 0) {
                FATAL("receive packet exception.");
            }

            av_packet_rescale_ts(&pkt, video_enc_ctx->time_base, video_stream->time_base);
            pkt.stream_index = video_stream->index;

            av_interleaved_write_frame(fmt_ctx, &pkt);

            av_packet_unref(&pkt);
        }

        // 編碼幀爲空，則表示已經處理完所有的編碼，退出該循環
        if (encode_frame == nullptr) break;
    }

    av_write_trailer(fmt_ctx);

    return 0;
}