FFmpeg笔记（四）--编码过程

编码过程可以看做解码的逆过程，语法、思路基本一致。

1.导入头文件,比解码多用到个image工具类。

#import <libavformat/avformat.h>
#import <libswscale/swscale.h>
#import <libswresample/swresample.h>
#import <libavutil/pixdesc.h>
#import <libavutil/imgutils.h>

2.注册协议、格式、编解码器。

av_register_all();

3.初始化上下文，获取输出文件格式。

AVFormatContext *avformat_context = avformat_alloc_context();
const char *coutFilePath = [outFilePath UTF8String];
AVOutputFormat *avoutput_format = av_guess_format(NULL,coutFilePath,NULL);
avformat_context->oformat = avoutput_format;

4.打开输出文件。

if (avio_open(&avformat_context->pb,coutFilePath,AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
   NSLog(@"打开输出文件失败");
   return;
}

5.获取编码器上下文并设置音视频编码器。

视频编码器：

AVStream *av_video_stream = avformat_new_stream(avformat_context,NULL);
AVCodecContext *avcodec_context = avcodec_alloc_context3(NULL);
if (avcodec_context == NULL)  {
  NSLog(@"Could not allocate AVCodecContext\n");
  return;
}

int avcodec_parameters_to_context_result = avcodec_parameters_to_context(avcodec_context, av_video_stream->codecpar);
if (avcodec_parameters_to_context_result != 0) {
  // 0 成功 
  NSLog(@"获取解码器上下文失败");
  return;
}

avcodec_context->codec_id = avoutput_format->video_codec;
avcodec_context->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
avcodec_context->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
avcodec_context->width = 640;
avcodec_context->height = 352;
//每1秒25帧
avcodec_context->time_base.num = 1;
avcodec_context->time_base.den = 25;

//码率->单位时间传送的数据位数
avcodec_context->bit_rate = 468000;
avcodec_context->gop_size = 250;

//量化系数越小，视频越是清晰
//一般情况下都是默认值，最小量化系数默认值是10，最大量化系数默认值是51
avcodec_context->qmin = 10;
avcodec_context->qmax = 51;

//设置b帧最大值->设置不需要B帧
avcodec_context->max_b_frames = 0;
// 查找编码器h264 （默认情况下FFmpeg没有编译进行h264库 需下载x264编译）
AVCodec *avcodec = avcodec_find_encoder(avcodec_context->codec_id);
if (avcodec == NULL) {
   NSLog(@"找不到编码器");
   return;
}

音频编码器：

    AVStream *av_video_stream = avformat_new_stream(avformat_context,NULL);
    AVCodecContext *avcodec_context = avcodec_alloc_context3(NULL);;
    avcodec_parameters_to_context(avcodec_context, av_video_stream->codecpar);
    //设置编解码器上下文->目标：设置为是一个音频编码器上下文->指定的是音频编码器
    avcodec_context->codec_id = avcodec_alloc_context3(NULL);

    //设置编码器类型->音频编码器
    //视频编码器->AVMEDIA_TYPE_VIDEO
    //音频编码器->AVMEDIA_TYPE_AUDIO
    avcodec_context->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;

    // 设置读取音频采样数据格式->编码的是音频采样数据格式->音频采样数据格式->pcm格式
    //注意：这个类型是根据你解码的时候指定的解码的音频采样数据格式类型
    avcodec_context->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;

    //设置采样率
    avcodec_context->sample_rate = 44100;
    //立体声
    avcodec_context->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    //声道数量
    int channels = av_get_channel_layout_nb_channels(avcodec_context->channel_layout);
    avcodec_context->channels = channels;
    //设置码率 基本的算法是：【码率】(kbps)=【视频大小 - 音频大小】(bit位) /【时间】(秒)
    avcodec_context->bit_rate = 128000;

6.打开编码器。

视频编码器：

    AVDictionary *param = 0;
    if (avcodec_context->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
        //需要查看x264源码->x264.c文件
        //第一个值：预备参数
        //key: preset
        //value: slow->慢
        //value: superfast->超快
        av_dict_set(&param, "preset", "slow", 0);
        //第二个值：调优
        //key: tune->调优
        //value: zerolatency->零延迟
        av_dict_set(&param, "tune", "zerolatency", 0);
    }
    if (avcodec_open2(avcodec_context, avcodec, &param) < 0) {
        
        NSLog(@"打开编码器失败");
        return;
    }

音频编码器：

    //查找音频编码器->aac libfdk_aac ffmpeg ./configre help 查看
    AVCodec *avcodec = avcodec_find_encoder_by_name("libfdk_aac");
    if (avcodec == NULL) {
        NSLog(@"找不到音频编码器");
        return;
    }
    if (avcodec_open2(avcodec_context,avcodec,NULL)<0) {
        NSLog(@"打开音频编码器失败");
        return;
    }

7.写入文件头信息。

  int avformat_write_header_result = avformat_write_header(avformat_context, NULL);
  if (avformat_write_header_result != 0) {
      NSLog(@"写入头部信息失败");
      return;
  }

8.设置缓冲区。

视频缓冲区：

    // 获取缓冲区大小
    int buffer_size = av_image_get_buffer_size(avcodec_context->pix_fmt,
                                               avcodec_context->width,
                                               avcodec_context->height,
                                               1);
    //创建一个缓冲区
    int y_size = avcodec_context->width * avcodec_context->height;
    uint8_t *out_buffer = (uint8_t *) av_malloc(buffer_size);

    //打开输入文件
    const char *cinFilePath = [inFilePath cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    FILE *in_file = fopen(cinFilePath, "rb");
    if (in_file == NULL) {
        NSLog(@"文件不存在");
        return;
    }

    //开辟一块内存空间->av_frame_alloc
    AVFrame *av_frame = av_frame_alloc();
    //设置缓冲区和AVFrame类型保持一致->填充数据 linesize:yuv/rgb这些值
    av_image_fill_arrays(av_frame->data,
                         av_frame->linesize,
                         out_buffer,
                         avcodec_context->pix_fmt,
                         avcodec_context->width,
                         avcodec_context->height,
                         1);

音频缓冲区：

    AVFrame *av_frame = av_frame_alloc();
    av_frame->nb_samples = avcodec_context->frame_size;
    av_frame->format = avcodec_context->sample_fmt;

    //得到音频采样数据缓冲区大小
    int buffer_size = av_samples_get_buffer_size(NULL,
                                                 avcodec_context->channels,
                                                 avcodec_context->frame_size,
                                                 avcodec_context->sample_fmt,
                                                 1);
    //创建缓冲区
    uint8_t *out_buffer = (uint8_t *) av_malloc(buffer_size);
    avcodec_fill_audio_frame(av_frame,
                             avcodec_context->channels,
                             avcodec_context->sample_fmt,
                             (const uint8_t *)out_buffer,
                             buffer_size,
                             1);

9.开始编码。

视频编码:

    AVPacket *av_packet = (AVPacket *) av_malloc(buffer_size);
    int i = 0;
    int result = 0;
    int current_frame_index = 1;

    while (true) {
        //从yuv文件里面读取缓冲区 读取大小：y_size * 3 / 2
        if (fread(out_buffer, 1, y_size * 3 / 2, in_file) <= 0) {
            NSLog(@"读取完毕...");
            break;
        } else if (feof(in_file)) {
            break;
        }

        // 将缓冲区数据->转成AVFrame类型
        //给AVFrame填充数据 void * restrict->->转成->AVFrame->ffmpeg数据类型
        //Y值 4
        av_frame->data[0] = out_buffer;
        //U值
        av_frame->data[1] = out_buffer + y_size;
        //V值 1
        av_frame->data[2] = out_buffer + y_size * 5 / 4;
        av_frame->pts = i;
        //注意时间戳
        i++;
        //总结：这样一来我们的AVFrame就有数据了

        //发送一帧视频像素数据
        int send_result = avcodec_send_frame(avcodec_context, av_frame);
        int receive_result = 0;
        if (send_result == AVERROR(EAGAIN)) {
            while (receive_result != AVERROR(EAGAIN)) {
                receive_result = avcodec_receive_packet(avcodec_context, av_packet);
            }
        } else {
            receive_result = avcodec_receive_packet(avcodec_context, av_packet);
            if (receive_result == AVERROR(EAGAIN)) {
                continue;
            }
        }

        //编码成功
        //将视频压缩数据->写入到输出文件中->outFilePath
        av_packet->stream_index = av_video_stream->index;
        result = av_write_frame(avformat_context, av_packet);
        NSLog(@"当前是第%d帧", current_frame_index);
        current_frame_index++;
        //是否输出成功
        if (result < 0) {
             NSLog(@"输出一帧数据失败");
             return;
        }
    }
    //写入剩余帧数据->可能没有
    flush_encoder(avformat_context, 0);

    //写入文件尾部信息
    av_write_trailer(avformat_context);

音频编码:

    AVPacket *av_packet = (AVPacket *) av_malloc(buffer_size);

   //循环读取音频帧
    int frame_current = 1;
    int i = 0, ret = 0;

    //即将AVFrame（存储pcm采样数据）编码为AVPacket (acc)
    while (true) {

        // 读取一帧音频采样数据
        if (fread(out_buffer, 1, buffer_size, in_file) <=0) {
            NSLog(@"读取数据失败");
            break;
        } else if (feof(in_file)) {
            break;
        }

        //设置音频采样数据格式
        av_frame->data[0] = out_buffer;
        av_frame->pts = i;
        i++;

        // 编码一帧音频采样数据->得到音频压缩数据->aac

        // 发送一帧音频采样数据
        ret = avcodec_send_frame(avcodec_context, av_frame);
        if (ret != 0) {
            NSLog(@"发送数据失败");
        }

        // 编码一帧音频采样数据
        ret = avcodec_receive_packet(avcodec_context, av_packet);
        if (ret == 0) {
            /**第十一步：将编码后的音频码流写入文件*/
            NSLog(@"当前编码到了第%d帧", frame_current);
            frame_current++;
            av_packet->stream_index = audio_st->index;
            ret = av_write_frame(avformat_context, av_packet);
            if (ret < 0) {
                NSLog(@"main","写入失败");
                return;
            }
        } else {
            NSLog(@"无采样数据编码");
            return;
        }
    }

    //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。
    ret = flush_encoder(avformat_context, 0);
    if (ret < 0) {
        NSLog(@"无剩余压缩包");
        return;
    }

    // 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）
    av_write_trailer(avformat_context);

10.释放内存。

    avcodec_close(avcodec_context);
    av_free(av_frame);
    av_free(out_buffer);
    av_free_packet(av_packet);
    avio_close(avformat_context->pb);
    avformat_free_context(avformat_context);
    fclose(in_file);

注释来自这里