作者：熊皮皮
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本文记录读写VideoToolbox VTDecompressionOutputCallbackRecord解码回调函数中的CVImageBufferRef中的YUV或RGB数据的处理方法。CVImageBufferRef是CVPixelBufferRef的别称，两者操作一致，原因如下。
// CVPixelBuffer.htypedef CVImageBufferRef CVPixelBufferRef;
1、读取CVImageBufferRef（CVPixelBufferRef）
在解码回调中，传递过来的帧数据由CVImageBufferRef指向。如果需取出其中像素数据作进一步处理，得访问其中真正存储像素的内存。
由于VideoToolbox解码后的数据并不能直接给CPU访问，需要先用CVPixelBufferLockBaseAddress()锁定地址才能从主存访问，否则调用CVPixelBufferGetBaseAddressOfPlane等函数则返回NULL或无效值。然而，用CVImageBuffer -> CIImage -> UIImage则无需显式调用锁定基地址函数。
// CVPixelBufferLockBaseAddress(imageBuffer, kCVPixelBufferLock_ReadOnly); // 可以不加CIImage *ciImage = [CIImage imageWithCVPixelBuffer:imageBuffer];CIContext *temporaryContext = [CIContext contextWithOptions:nil];CGImageRef videoImage = [temporaryContext
createCGImage:ciImage
fromRect:CGRectMake(0, 0,
CVPixelBufferGetWidth(imageBuffer),
CVPixelBufferGetHeight(imageBuffer))];UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithCGImage:videoImage];UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithImage:image];CGImageRelease(videoImage);// CVPixelBufferUnlockBaseAddress(imageBuffer, kCVPixelBufferLock_ReadOnly);
CVPixelBufferIsPlanar可得到像素的存储方式是Planar或Chunky。若是Planar，则通过CVPixelBufferGetPlaneCount获取YUV Plane数量。通常是两个Plane，Y为一个Plane，UV由VTDecompressionSessionCreate创建解码会话时通过destinationImageBufferAttributes指定需要的像素格式（可不同于视频源像素格式）决定是否同属一个Plane，每个Plane可当作表格按行列处理，像素是行顺序填充的。下面以Planar Buffer存储方式作说明。
CVPixelBufferGetPlaneCount得到像素缓冲区平面数量，然后由CVPixelBufferGetBaseAddressOfPlane(索引)得到相应的通道，一般是Y、U、V通道存储地址，UV是否分开由解码会话指定，如前面所述。而CVPixelBufferGetBaseAddress返回的对于Planar Buffer则是指向PlanarComponentInfo结构体的指针，相关定义如下：
/*
Planar pixel buffers have the following descriptor at their base address.
Clients should generally use CVPixelBufferGetBaseAddressOfPlane,
CVPixelBufferGetBytesPerRowOfPlane, etc. instead of accessing it directly.
*/struct CVPlanarComponentInfo { int32_t offset; /* offset from main base address to base address of this plane, big-endian */
uint32_t rowBytes; /* bytes per row of this plane, big-endian */};typedef struct CVPlanarComponentInfo CVPlanarComponentInfo;struct CVPlanarPixelBufferInfo {
CVPlanarComponentInfo componentInfo[1];
};typedef struct CVPlanarPixelBufferInfo CVPlanarPixelBufferInfo;struct CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrPlanar {
CVPlanarComponentInfo componentInfoY;
CVPlanarComponentInfo componentInfoCb;
CVPlanarComponentInfo componentInfoCr;
};typedef struct CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrPlanar CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrPlanar;struct CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar {
CVPlanarComponentInfo componentInfoY;
CVPlanarComponentInfo componentInfoCbCr;
};typedef struct CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar CVPlanarPixelBufferInfo_YCbCrBiPlanar;
根据CVPixelBufferGetPixelFormatType得到像素格式，以对应的方式读取，比如YUV420SP跨距读取所有的U到一个缓冲区。
2、写入CVImageBufferRef（CVPixelBufferRef）
下面代码展示了以向Y、UV Planar拷贝数据的过程：
NSDictionary *pixelAttributes = @{(id)kCVPixelBufferIOSurfacePropertiesKey : @{}};
CVPixelBufferRef pixelBuffer = NULL;
CVReturn result = CVPixelBufferCreate(kCFAllocatorDefault,
width,
height,
kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange,
(__bridge CFDictionaryRef)pixelAttributes)
&pixelBuffer);
CVPixelBufferLockBaseAddress(pixelBuffer, 0);uint8_t *yDestPlane = CVPixelBufferGetBaseAddressOfPlane(pixelBuffer, 0);memcpy(yDestPlane, yPlane, width * height);uint8_t *uvDestPlane = CVPixelBufferGetBaseAddressOfPlane(pixelBuffer, 1);memcpy(uvDestPlane, uvPlane, numberOfElementsForChroma);
CVPixelBufferUnlockBaseAddress(pixelBuffer, 0);if (result != kCVReturnSuccess) {
NSLog(@"Unable to create cvpixelbuffer %d", result);
}
CIImage *coreImage = [CIImage imageWithCVPixelBuffer:pixelBuffer];
CVPixelBufferRelease(pixelBuffer);
上述代码通过- [CIImage imageWithCVPixelBuffer:]创建CIImage在iPad Air 2、iPhone 6p等真机上存在的问题：
1、当使用kCVPixelFormatType_420YpCbCr8PlanarFullRange时提示[CIImage initWithCVPixelBuffer:options:] failed because its pixel format f420 is not supported.，即不支持由YUV420P格式的CVPixelBuffer创建CIImage。
经测试，视频源格式为yuvj420p(pc, bt709)，在VTDecompressionSessionCreate不指定destinationImageBufferAttributes的kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey值时，Video Toolbox解码出来的CVImageBufferRef对应为f420。
当指定destinationImageBufferAttributes需要kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange时，解码出来的ImageBuffer为420v，然后创建YUV时指定PixelFormat为f420会出现上述问题。原因是，以420v方式拷贝YUV数据，其存储布局与f420不同，导致创建CIImage失败。
2、决定CVPixelBufferCreate创建的格式是其参数pixelFormatType，而非参数pixelAttributes使用kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey指定的像素格式。
3、CVPixelBufferPool内存池
自行创建CVPixelBufferPool且通过CVPixelBufferPool创建CVPixelBuffer，容易出现CVPixelBuffer被错误释放或内存泄露，以ijkplayer为例演示CVPixelBubffer泄露的情况。
CVPixelBuffer泄露
CVPixelBuffer结束引用时引用计数不为0导致内存泄露
而自行创建CVPixelBuffer，则容易出现内存暴涨问题，如创建一个960x480的YUV420SP格式的CVPixelBuffer所占内存为700多M，如果是异步解码且没作内存大小限制，将导致应用崩溃。
CVPixelBufferCreate占用的内存
如果不想自行创建CVPixelBufferPool，也不想自己创建CVPixelBuffer，取巧的办法是，使用解码回调函数的CVPixelBuffer，则无需担心内存消耗问题。前提是，修改后的像素数据在原数据的宽高范围内。
对于解码->图像处理->编码流程，且处理后的图像与原图像大小不同，则创建编码器时再创建CVPixelBufferPool，让系统管理CVPixelBuffer也是可靠的做法。
另外，在图像处理过程中，Video Toolbox无论指定FullRange还是VideoRange，解码出来的YUV420SP数据在图像处理后存在部分区域颜色有误。通过指定Video Toolbox输出yuv420p再进行图像处理则无颜色异常问题。
参考与推荐阅读
Create CVPixelBuffer from YUV with IOSurface backed
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