Hi3516a——HDMI接口获取数据后编码保存
前言
本文将从hi3516a基础的例程出发，分析海思提供的编码应用案例。
调试背景 ： hi3516a开发板通过HDMI接口获取BT1120数据后进行编码，然后进行本地保存。
硬件平台：hi3516a
软件平台：Hi3516A_SDK_V1.0.5.0
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源码解析
/******************************************************************************
* function : H.264@1080p@30fps+H.265@1080p@30fps+H.264@D1@30fps
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_VENC_1080P_CLASSIC(HI_VOID)
{
PAYLOAD_TYPE_E enPayLoad[3] = {PT_H264, PT_H265, PT_H264}; // 载荷方式
#ifdef CVBSMODE
PIC_SIZE_E enSize[3] = {PIC_D1, PIC_D1, PIC_CIF};
printf("CVBS MODE\n");
#else
PIC_SIZE_E enSize[3] = {PIC_HD1080, PIC_HD720, PIC_D1}; //分辨率
printf("HDMI/SDI 1080P MODE\n");
#endif
HI_U32 u32Profile = 0;
VB_CONF_S stVbConf; //内存池配置结构体
SAMPLE_VI_CONFIG_S stViConfig = {0}; //视频输入配置结构体清零
VPSS_GRP VpssGrp; //VPSS(Video Process Sub-System)的组号
VPSS_CHN VpssChn; //VPSS(Video Process Sub-System)的通道号
VPSS_GRP_ATTR_S stVpssGrpAttr; //视频处理子模块的组属性
VPSS_CHN_ATTR_S stVpssChnAttr; //视频处理子模块的通道属性
VPSS_CHN_MODE_S stVpssChnMode; //视频处理子模块的通道工作模式
VENC_CHN VencChn; //视频编码的通道号
SAMPLE_RC_E enRcMode = SAMPLE_RC_CBR; //视频编码方式，，恒定码率
HI_S32 s32ChnNum;
HI_S32 s32Ret = HI_SUCCESS;
HI_U32 u32BlkSize; //块的大小，一个内存池有许多个块
SIZE_S stSize; //图像宽和高
char c;
if ((SONY_IMX178_LVDS_5M_30FPS == SENSOR_TYPE)
|| (APTINA_AR0330_MIPI_1536P_25FPS == SENSOR_TYPE)
|| (APTINA_AR0330_MIPI_1296P_25FPS == SENSOR_TYPE))
{
s32ChnNum = 2;
}
else
{
s32ChnNum = 3;
}
/******************************************
step 1: init sys variable
******************************************/
memset(&stVbConf, 0, sizeof(VB_CONF_S)); //分配的内存池结构体清零
SAMPLE_COMM_VI_GetSizeBySensor(&enSize[0]); //由传感器的类型得到分辨率的尺寸
switch (SENSOR_TYPE)
{
case SONY_IMX178_LVDS_5M_30FPS:
case APTINA_AR0330_MIPI_1536P_25FPS:
case APTINA_AR0330_MIPI_1296P_25FPS:
enSize[1] = PIC_VGA;
break;
default:
break;
}
stVbConf.u32MaxPoolCnt = 128; //最大的内存池数量
/*video buffer*/
u32BlkSize = SAMPLE_COMM_SYS_CalcPicVbBlkSize(gs_enNorm, \
enSize[0], SAMPLE_PIXEL_FORMAT, SAMPLE_SYS_ALIGN_WIDTH);
//由视频格式gs_enNorm、分辨率enSize[0]、像素格式SAMPLE_PIXEL_FORMAT、对齐宽度SAMPLE_SYS_ALIGN_WIDTH
//这4个输入计算得到内存块的大小
printf("u32BlkSize=%d\r\n",u32BlkSize);
stVbConf.astCommPool[0].u32BlkSize = u32BlkSize;
stVbConf.astCommPool[0].u32BlkCnt = 20;
u32BlkSize = SAMPLE_COMM_SYS_CalcPicVbBlkSize(gs_enNorm, \
enSize[1], SAMPLE_PIXEL_FORMAT, SAMPLE_SYS_ALIGN_WIDTH);
stVbConf.astCommPool[1].u32BlkSize = u32BlkSize;
stVbConf.astCommPool[1].u32BlkCnt = 20;
u32BlkSize = SAMPLE_COMM_SYS_CalcPicVbBlkSize(gs_enNorm, \
enSize[2], SAMPLE_PIXEL_FORMAT, SAMPLE_SYS_ALIGN_WIDTH);
stVbConf.astCommPool[2].u32BlkSize = u32BlkSize;
stVbConf.astCommPool[2].u32BlkCnt = 20;
/******************************************
step 2: mpp system init.
******************************************/
s32Ret = SAMPLE_COMM_SYS_Init(&stVbConf);
/*SAMPLE_COMM_SYS_Init()即 ：
HI_MPI_SYS_Exit();
HI_MPI_VB_Exit();
HI_MPI_VB_SetConf(pstVbConf);
HI_MPI_VB_Init();
HI_MPI_SYS_SetConf(&stSysConf);
HI_MPI_SYS_Init();
*/
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("system init failed with %d!\n", s32Ret);
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_0;
}
/******************************************
step 3: start vi dev & chn to capture
******************************************/
stViConfig.enViMode = SENSOR_TYPE; //SAMPLE_VI_MODE_BT1120_1080P
stViConfig.enRotate = ROTATE_NONE; //不翻转
stViConfig.enNorm = VIDEO_ENCODING_MODE_AUTO;//自动模式
stViConfig.enViChnSet = VI_CHN_SET_NORMAL;//正常模式,非镜像、翻转
stViConfig.enWDRMode = WDR_MODE_NONE; //不使用宽动态
s32Ret = SAMPLE_COMM_VI_StartVi(&stViConfig);//传入视频输入结构体stViConfig的参数，开启vi-视频输入
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("start vi failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_1;
}
/******************************************
step 4: start vpss and vi bind vpss
******************************************/
s32Ret = SAMPLE_COMM_SYS_GetPicSize(gs_enNorm, enSize[0], &stSize);
//根据视频格式gs_enNorm、分辨率enSize[0]、长宽结构体stSize得到图像尺寸
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("SAMPLE_COMM_SYS_GetPicSize failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_1;
}
VpssGrp = 0;
stVpssGrpAttr.u32MaxW = stSize.u32Width;
stVpssGrpAttr.u32MaxH = stSize.u32Height;
stVpssGrpAttr.bIeEn = HI_FALSE;
stVpssGrpAttr.bNrEn = HI_TRUE;
stVpssGrpAttr.bHistEn = HI_FALSE;
stVpssGrpAttr.bDciEn = HI_FALSE;
stVpssGrpAttr.enDieMode = VPSS_DIE_MODE_NODIE; //Hi3516A/Hi3518EV200/Hi3519V100 不支持 DIE，故配置为VPSS_DIE_MODE_NODIE，关闭去交错功能
stVpssGrpAttr.enPixFmt = SAMPLE_PIXEL_FORMAT; //PIXEL_FORMAT_YUV_SEMIPLANAR_420
s32Ret = SAMPLE_COMM_VPSS_StartGroup(VpssGrp, &stVpssGrpAttr);//由视频处理子程序的组号和组的属性参数来开启组
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Vpss failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_2;
}
s32Ret = SAMPLE_COMM_VI_BindVpss(stViConfig.enViMode);//根据输入的视频格式进行绑定
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Vi bind Vpss failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_3;
}
VpssChn = 0;
stVpssChnMode.enChnMode = VPSS_CHN_MODE_USER;
stVpssChnMode.bDouble = HI_FALSE;
stVpssChnMode.enPixelFormat = SAMPLE_PIXEL_FORMAT;
stVpssChnMode.u32Width = stSize.u32Width;
stVpssChnMode.u32Height = stSize.u32Height;
stVpssChnMode.enCompressMode = COMPRESS_MODE_SEG;
memset(&stVpssChnAttr, 0, sizeof(stVpssChnAttr));//vpss通道的属性结构体清零
stVpssChnAttr.s32SrcFrameRate = -1;
stVpssChnAttr.s32DstFrameRate = -1;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VPSS_EnableChn(VpssGrp, VpssChn, &stVpssChnAttr, &stVpssChnMode, HI_NULL);//使能通道0
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Enable vpss chn failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_4;
}
VpssChn = 1;
stVpssChnMode.enChnMode = VPSS_CHN_MODE_USER;
stVpssChnMode.bDouble = HI_FALSE;
stVpssChnMode.enPixelFormat = SAMPLE_PIXEL_FORMAT;
stVpssChnMode.u32Width = stSize.u32Width;
stVpssChnMode.u32Height = stSize.u32Height;
stVpssChnMode.enCompressMode = COMPRESS_MODE_SEG;
stVpssChnAttr.s32SrcFrameRate = -1;
stVpssChnAttr.s32DstFrameRate = -1;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VPSS_EnableChn(VpssGrp, VpssChn, &stVpssChnAttr, &stVpssChnMode, HI_NULL);//使能通道1
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Enable vpss chn failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_4;
}
if ((SONY_IMX178_LVDS_5M_30FPS != SENSOR_TYPE)
&& (APTINA_AR0330_MIPI_1536P_25FPS != SENSOR_TYPE)
&& (APTINA_AR0330_MIPI_1296P_25FPS != SENSOR_TYPE))
{
VpssChn = 2;
stVpssChnMode.enChnMode = VPSS_CHN_MODE_USER;
stVpssChnMode.bDouble = HI_FALSE;
stVpssChnMode.enPixelFormat = SAMPLE_PIXEL_FORMAT;
stVpssChnMode.u32Width = 720;
stVpssChnMode.u32Height = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == gs_enNorm) ? 576 : 480;;
stVpssChnMode.enCompressMode = COMPRESS_MODE_NONE;
stVpssChnAttr.s32SrcFrameRate = -1;
stVpssChnAttr.s32DstFrameRate = -1;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VPSS_EnableChn(VpssGrp, VpssChn, &stVpssChnAttr, &stVpssChnMode, HI_NULL);//使能通道2
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Enable vpss chn failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_4;
}
}
/******************************************
step 5: start stream venc
******************************************/
enRcMode = SAMPLE_RC_CBR; //编码方式cbr
VpssGrp = 0;
VpssChn = 0;
VencChn = 0;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_Start(VencChn, enPayLoad[0], \
gs_enNorm, enSize[0], enRcMode, u32Profile); // 开启编码模块VencChn=0
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_BindVpss(VencChn, VpssGrp, VpssChn); //把视频处理模块VpssChn=0绑定到视频编码模块VencChn=0
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
/*** 1080p **/
VpssChn = 1;
VencChn = 1;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_Start(VencChn, enPayLoad[1], \
gs_enNorm, enSize[1], enRcMode, u32Profile);// 开启编码模块VencChn=1
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_BindVpss(VencChn, VpssGrp, VpssChn);//把视频处理模块VpssChn=1绑定到视频编码模块VencChn=1
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
/*** D1 **/
if (SONY_IMX178_LVDS_5M_30FPS != SENSOR_TYPE)
{
VpssChn = 2;
VencChn = 2;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_Start(VencChn, enPayLoad[2], \
gs_enNorm, enSize[2], enRcMode, u32Profile);// 开启编码模块VencChn=2
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_BindVpss(VencChn, VpssGrp, VpssChn);//把视频处理模块VpssChn=2绑定到视频编码模块VencChn=2
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
}
/******************************************
step 6: stream venc process -- get stream, then save it to file.
******************************************/
printf("6");
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_StartGetStream(s32ChnNum);
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
printf("7");
printf("please press twice ENTER to exit this sample\n");
getchar();
getchar();
/******************************************
step 7: exit process
******************************************/
SAMPLE_COMM_VENC_StopGetStream();
END_VENC_1080P_CLASSIC_5:
VpssGrp = 0;
VpssChn = 0;
VencChn = 0;
SAMPLE_COMM_VENC_UnBindVpss(VencChn, VpssGrp, VpssChn);
SAMPLE_COMM_VENC_Stop(VencChn);
VpssChn = 1;
VencChn = 1;
SAMPLE_COMM_VENC_UnBindVpss(VencChn, VpssGrp, VpssChn);
SAMPLE_COMM_VENC_Stop(VencChn);
if (SONY_IMX178_LVDS_5M_30FPS != SENSOR_TYPE)
{
VpssChn = 2;
VencChn = 2;
SAMPLE_COMM_VENC_UnBindVpss(VencChn, VpssGrp, VpssChn);
SAMPLE_COMM_VENC_Stop(VencChn);
}
SAMPLE_COMM_VI_UnBindVpss(stViConfig.enViMode);
END_VENC_1080P_CLASSIC_4: //vpss stop
VpssGrp = 0;
VpssChn = 0;
SAMPLE_COMM_VPSS_DisableChn(VpssGrp, VpssChn);
VpssChn = 1;
SAMPLE_COMM_VPSS_DisableChn(VpssGrp, VpssChn);
if (SONY_IMX178_LVDS_5M_30FPS != SENSOR_TYPE)
{
VpssChn = 2;
SAMPLE_COMM_VPSS_DisableChn(VpssGrp, VpssChn);
}
END_VENC_1080P_CLASSIC_3: //vpss stop
SAMPLE_COMM_VI_UnBindVpss(stViConfig.enViMode);
END_VENC_1080P_CLASSIC_2: //vpss stop
SAMPLE_COMM_VPSS_StopGroup(VpssGrp);
END_VENC_1080P_CLASSIC_1: //vi stop
SAMPLE_COMM_VI_StopVi(&stViConfig);
END_VENC_1080P_CLASSIC_0: //system exit
SAMPLE_COMM_SYS_Exit();
return s32Ret;
}
先分析SAMPLE_VENC_1080P_CLASSIC函数用到的结构体。
VB_CONF_S结构体
typedef struct hiVB_CONF_S
{
HI_U32 u32MaxPoolCnt; /* max count of pools, (0,VB_MAX_POOLS] */
struct hiVB_CPOOL_S
{
HI_U32 u32BlkSize; //每一块是多大
HI_U32 u32BlkCnt; //一共有多少块
HI_CHAR acMmzName[MAX_MMZ_NAME_LEN]; //该内存块的名字，16个字符
}astCommPool[VB_MAX_COMM_POOLS]; //16个内存池 ，用于16个通道
} VB_CONF_S;//该结构体定义了16个内存池数组，每个内存池有多个内存块
SAMPLE_VI_CONFIG_S结构体
typedef struct sample_vi_config_s
{
SAMPLE_VI_MODE_E enViMode; //模式
VIDEO_NORM_E enNorm; /*DC: VIDEO_ENCODING_MODE_AUTO */ //制式
ROTATE_E enRotate; //旋转
SAMPLE_VI_CHN_SET_E enViChnSet; //通道设置
WDR_MODE_E enWDRMode; //宽动态，这种技术需要sensor硬件支持。
//动态范围：在一幅图像中，能看到最亮与最暗的比例
} SAMPLE_VI_CONFIG_S;
VPSS_GRP_ATTR_S结构体
/*Define attributes of vpss GROUP*/
typedef struct hiVPSS_GRP_ATTR_S
{
/*statistic attributes*/
HI_U32 u32MaxW; /*MAX width of the group*/ //最大图像宽度
HI_U32 u32MaxH; /*MAX height of the group*/ //最大图像高度
PIXEL_FORMAT_E enPixFmt; /*Pixel format*/ //像素格式，包括rgb 、 yuv等。Hi3516a仅支持SemiPlannar422 和SemiPlannar420。
HI_BOOL bIeEn; /*Image enhance enable*/ //图像增强,必须设置为 HI_FALSE
HI_BOOL bDciEn; /*Dynamic contrast Improve enable*/ //动态对比度增强,必须设置为 HI_FALSE
HI_BOOL bNrEn; /*Noise reduce enable*/ //去噪
HI_BOOL bHistEn; /*Hist enable*/ //必须设置为 HI_FALSE
VPSS_DIE_MODE_E enDieMode; /*De-interlace enable*/ //去交叉,必须设置为VPSS_DIE_MODE_NODIE
}VPSS_GRP_ATTR_S;
VPSS_CHN_ATTR_S结构体
/*Define attributes of vpss channel*/
typedef struct hiVPSS_CHN_ATTR_S
{
HI_BOOL bSpEn; /*Sharpen enable*/ //锐化
HI_BOOL bBorderEn; /*Frame enable*/ //边框
HI_BOOL bMirror; /*mirror enable*/ //镜像
HI_BOOL bFlip; /*flip enable*/ //翻转
HI_S32 s32SrcFrameRate; /* source frame rate */ //源帧率
HI_S32 s32DstFrameRate; /* dest frame rate */ //目的帧率
BORDER_S stBorder; //边框
}VPSS_CHN_ATTR_S;
VPSS_CHN_MODE_S
/*Define attributes of vpss channel's work mode*/
typedef struct hiVPSS_CHN_MODE_S
{
VPSS_CHN_MODE_E enChnMode; /*Vpss channel's work mode*/
HI_U32 u32Width; /*Width of target image*/
HI_U32 u32Height; /*Height of target image*/
HI_BOOL bDouble; /*Field-frame transfer��only valid for VPSS_PRE0_CHN*/ //保留
PIXEL_FORMAT_E enPixelFormat;/*Pixel format of target image*/ //像素格式
COMPRESS_MODE_E enCompressMode; /*Compression mode of the output*/ //压缩模式
}VPSS_CHN_MODE_S;
SAMPLE_RC_E
typedef enum sample_rc_e
{
SAMPLE_RC_CBR = 0, //Constant Bit Rate,恒定比特率方式进行编码
SAMPLE_RC_VBR, //Variable Bit Rate,动态比特率，其码率可以随着图像的复杂程度的不同而变化，因此其编码效率比较高
SAMPLE_RC_FIXQP //固定的量化参数
} SAMPLE_RC_E;
首先，进行变量的初始化工作，init sys variable。
下面先来分析SAMPLE_COMM_SYS_CalcPicVbBlkSize函数。
/******************************************************************************
* function : calculate VB Block size of picture.
******************************************************************************/
HI_U32 SAMPLE_COMM_SYS_CalcPicVbBlkSize(VIDEO_NORM_E enNorm, PIC_SIZE_E enPicSize, PIXEL_FORMAT_E enPixFmt, HI_U32 u32AlignWidth)
{
HI_S32 s32Ret = HI_FAILURE;
SIZE_S stSize;
HI_U32 u32VbSize;
HI_U32 u32HeaderSize;
s32Ret = SAMPLE_COMM_SYS_GetPicSize(enNorm, enPicSize, &stSize);//根据enNorm, enPicSize得到stSize图片尺寸
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("get picture size[%d] failed!\n", enPicSize);
return HI_FAILURE;
}
if (PIXEL_FORMAT_YUV_SEMIPLANAR_422 != enPixFmt && PIXEL_FORMAT_YUV_SEMIPLANAR_420 != enPixFmt) //hi3516a只支持这两种格式
{
SAMPLE_PRT("pixel format[%d] input failed!\n", enPixFmt);
return HI_FAILURE;
}
if (16 != u32AlignWidth && 32 != u32AlignWidth && 64 != u32AlignWidth)
{
SAMPLE_PRT("system align width[%d] input failed!\n", \
u32AlignWidth);
return HI_FAILURE;
}
//SAMPLE_PRT("w:%d, u32AlignWidth:%d\n", CEILING_2_POWER(stSize.u32Width,u32AlignWidth), u32AlignWidth);
//CEILING_2_POWER(stSize.u32Width, u32AlignWidth) 这个宏的意思是stSize.u32Width向u32AlignWidth对齐
//怎么对齐，stSize.u32Width向上取整，u32AlignWidth是64，stSize.u32Width为1920，往上数，
//一直数到够第一个够64整除的数，意思就是往上留点余量.1920/64=32，是整数，还去1920即可
//怎么对齐，stSize.u32Height向上取整，u32AlignWidth是64，stSize.u32Width为1080，往上数，一直数到够第一个够64整除的数是1088
printf("CEILING_2_POWER(stSize.u32Width, u32AlignWidth)=%d\r\n",CEILING_2_POWER(stSize.u32Width, u32AlignWidth) );
printf("CEILING_2_POWER(stSize.u32Height, u32AlignWidth)=%d\r\n",CEILING_2_POWER(stSize.u32Height, u32AlignWidth) );
u32VbSize = ( CEILING_2_POWER(stSize.u32Width, u32AlignWidth) * \ //stSize.u32Width=1920,u32AlignWidth=64，1920
CEILING_2_POWER(stSize.u32Height, u32AlignWidth) * \ //stSize.u32Height=1080,u32AlignWidth=64,1088
((PIXEL_FORMAT_YUV_SEMIPLANAR_422 == enPixFmt) ? 2 : 1.5) ); //PIXEL_FORMAT_YUV_SEMIPLANAR_420 ,1.5
//1920x1088x1.5（本例用420，取1.5）
printf("u32VbSize=%d\r\n",u32VbSize );
VB_PIC_HEADER_SIZE(stSize.u32Width, stSize.u32Height, enPixFmt, u32HeaderSize);//u32HeaderSize=16x1080x3>>1
printf("u32HeaderSize=%d\r\n",u32HeaderSize );
u32VbSize += u32HeaderSize;//1920x1088x1.5+16x1080x1.5
printf("u32VbSize=%d\r\n",u32VbSize);
return u32VbSize;
}
运行并打印出实际值，按照上述分析进行计算，计算值完全匹配的。
接着分析SAMPLE_COMM_SYS_Init函数，实现mpp system init。
/******************************************************************************
* function : vb init & MPI system init
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_SYS_Init(VB_CONF_S* pstVbConf)
{
MPP_SYS_CONF_S stSysConf = {0};
HI_S32 s32Ret = HI_FAILURE;
//去初始化 MPP 系统。包括音频输入输出、视频输入输出、视频编码、视频叠加区域、
//视频侦测分析通道等都会被销毁或者禁用
//由于系统去初始化不会销毁音频的编解码通道，因此这些通道的销毁需要用户主
//动进行。如果创建这些通道的进程退出，则通道随之被销毁。
HI_MPI_SYS_Exit(); //MPI代表MPP interface, MPP-Media Process Platform
//必须先调用 HI_MPI_SYS_Exit 去初始化 MPP 系统，再去初始化缓存池，否则返
//回失败。
//可以反复去初始化，不返回失败。
//去初始化不会清除先前对缓存池的配置
HI_MPI_VB_Exit();
if (NULL == pstVbConf)
{
SAMPLE_PRT("input parameter is null, it is invaild!\n");
return HI_FAILURE;
}
//只能在系统处于未初始化的状态下，才可以设置缓存池属性，否则会返回失败
s32Ret = HI_MPI_VB_SetConf(pstVbConf);
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VB_SetConf failed!\n");
return HI_FAILURE;
}
//必须先调用 HI_MPI_VB_SetConf 配置缓存池属性，再初始化缓存池，否则会失败
s32Ret = HI_MPI_VB_Init();
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VB_Init failed!\n");
return HI_FAILURE;
}
//只有在 MPP 整个系统处于未初始化状态，才可调用此函数配置 MPP 系统，否则会配置失败
stSysConf.u32AlignWidth = SAMPLE_SYS_ALIGN_WIDTH; //64
s32Ret = HI_MPI_SYS_SetConf(&stSysConf);
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_SYS_SetConf failed\n");
return HI_FAILURE;
}
//初始化 MPP 系统。包括音频输入输出、视频输入输出、视频编码、视频叠加区域、视频侦测分析等都会被初始化。
//必须先调用 HI_MPI_SYS_SetConf 配置 MPP 系统后才能初始化，否则初始化会失败。
//由于 MPP 系统的正常运行依赖于缓存池，因此必须先调用 HI_MPI_VB_Init 初始
//化缓存池，再初始化 MPP 系统。
s32Ret = HI_MPI_SYS_Init();
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_SYS_Init failed!\n");
return HI_FAILURE;
}
return HI_SUCCESS;
}
实际上，上述函数主要按照以下顺序调用海思的接口库进行配置：
SAMPLE_COMM_SYS_Init()即 ：
HI_MPI_SYS_Exit();
HI_MPI_VB_Exit();
HI_MPI_VB_SetConf(pstVbConf);
HI_MPI_VB_Init();
HI_MPI_SYS_SetConf(&stSysConf);
HI_MPI_SYS_Init()；
接着继续解析SAMPLE_COMM_VI_StartVi函数，start vi dev & chn to capture，开启vi设备和通道进行采集及数据。
HI_S32 SAMPLE_COMM_VI_StartVi(SAMPLE_VI_CONFIG_S* pstViConfig)
{
HI_S32 s32Ret = HI_SUCCESS;
SAMPLE_VI_MODE_E enViMode;
if (!pstViConfig)
{
SAMPLE_PRT("%s: null ptr\n", __FUNCTION__);
return HI_FAILURE;
}
enViMode = pstViConfig->enViMode;
if (!IsSensorInput(enViMode)) //非摄像头传感器接口输入
{
s32Ret = SAMPLE_COMM_VI_StartBT656(pstViConfig);
}
else //传感器接口输入
{
// s32Ret = SAMPLE_COMM_VI_StartIspAndVi(pstViConfig);
}
return s32Ret;
}
接着start vpss and vi bind vpss，开启vpss视频处理子程序，并把vpss绑定到vi,相当于把vi的数据传给vpss进行处理。
开启VPSS函数SAMPLE_COMM_VPSS_StartGroup 和 vpss绑定到vi函数SAMPLE_COMM_VI_BindVpss如下：
HI_S32 SAMPLE_COMM_VPSS_StartGroup(VPSS_GRP VpssGrp, VPSS_GRP_ATTR_S* pstVpssGrpAttr)
{
HI_S32 s32Ret;
VPSS_GRP_PARAM_S stVpssParam;
if (VpssGrp < 0 || VpssGrp > VPSS_MAX_GRP_NUM) //128
{
printf("VpssGrp%d is out of rang. \n", VpssGrp);
return HI_FAILURE;
}
if (HI_NULL == pstVpssGrpAttr)
{
printf("null ptr,line%d. \n", __LINE__);
return HI_FAILURE;
}
s32Ret = HI_MPI_VPSS_CreateGrp(VpssGrp, pstVpssGrpAttr);//由组号VpssGrp和 组参数pstVpssGrpAttr创建组
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VPSS_CreateGrp failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
/*** set vpss param ***/
s32Ret = HI_MPI_VPSS_GetGrpParam(VpssGrp, &stVpssParam); //由组号VpssGrp得到组参数pstVpssGrpAttr
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
s32Ret = HI_MPI_VPSS_SetGrpParam(VpssGrp, &stVpssParam);//设置对应的组参数
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
s32Ret = HI_MPI_VPSS_StartGrp(VpssGrp); //开启组
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VPSS_StartGrp failed with %#x\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
return HI_SUCCESS;
}
/*****************************************************************************
* function : Vi chn bind vpss group
*****************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VI_BindVpss(SAMPLE_VI_MODE_E enViMode)
{
HI_S32 j, s32Ret;
VPSS_GRP VpssGrp;
MPP_CHN_S stSrcChn;
MPP_CHN_S stDestChn;
SAMPLE_VI_PARAM_S stViParam;
VI_CHN ViChn;
s32Ret = SAMPLE_COMM_VI_Mode2Param(enViMode, &stViParam);//视频输入模式enViMode转换为视频输入参数stViParam
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("SAMPLE_COMM_VI_Mode2Param failed!\n");
return HI_FAILURE;
}
VpssGrp = 0;
for (j = 0; j < stViParam.s32ViChnCnt; j++)
{
ViChn = j * stViParam.s32ViChnInterval;
stSrcChn.enModId = HI_ID_VIU; //源通道的类型，是vi
stSrcChn.s32DevId = 0;
stSrcChn.s32ChnId = ViChn;
stDestChn.enModId = HI_ID_VPSS; //目的通道的类型，是vpss
stDestChn.s32DevId = VpssGrp;
stDestChn.s32ChnId = 0;
s32Ret = HI_MPI_SYS_Bind(&stSrcChn, &stDestChn);//绑定源通道和目的通道
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
VpssGrp ++;
}
return HI_SUCCESS;
}
vi和vpss绑定后，使能vpss 的通道，SAMPLE_COMM_VPSS_EnableChn。
HI_S32 SAMPLE_COMM_VPSS_StartGroup(VPSS_GRP VpssGrp, VPSS_GRP_ATTR_S* pstVpssGrpAttr)
{
HI_S32 s32Ret;
VPSS_GRP_PARAM_S stVpssParam;
if (VpssGrp < 0 || VpssGrp > VPSS_MAX_GRP_NUM) //128
{
printf("VpssGrp%d is out of rang. \n", VpssGrp);
return HI_FAILURE;
}
if (HI_NULL == pstVpssGrpAttr)
{
printf("null ptr,line%d. \n", __LINE__);
return HI_FAILURE;
}
s32Ret = HI_MPI_VPSS_CreateGrp(VpssGrp, pstVpssGrpAttr);//由组号VpssGrp和 组参数pstVpssGrpAttr创建组
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VPSS_CreateGrp failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
/*** set vpss param ***/
s32Ret = HI_MPI_VPSS_GetGrpParam(VpssGrp, &stVpssParam); //由组号VpssGrp得到组参数pstVpssGrpAttr
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
s32Ret = HI_MPI_VPSS_SetGrpParam(VpssGrp, &stVpssParam);//设置对应的组参数
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("failed with %#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
s32Ret = HI_MPI_VPSS_StartGrp(VpssGrp); //开启组
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VPSS_StartGrp failed with %#x\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
return HI_SUCCESS;
}
接着，开启编码设备，把venc和vpss绑定，这样vpss处理完的数据就进入了编码venc设备中。
开启venc函数SAMPLE_COMM_VENC_Start如下:
/******************************************************************************
* funciton : Start venc stream mode (h264, mjpeg)
* note : rate control parameter need adjust, according your case.
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VENC_Start(VENC_CHN VencChn, PAYLOAD_TYPE_E enType, VIDEO_NORM_E enNorm, PIC_SIZE_E enSize, SAMPLE_RC_E enRcMode, HI_U32 u32Profile)
{
HI_S32 s32Ret;
VENC_CHN_ATTR_S stVencChnAttr;
VENC_ATTR_H264_S stH264Attr;
VENC_ATTR_H264_CBR_S stH264Cbr;
VENC_ATTR_H264_VBR_S stH264Vbr;
VENC_ATTR_H264_FIXQP_S stH264FixQp;
VENC_ATTR_H265_S stH265Attr;
VENC_ATTR_H265_CBR_S stH265Cbr;
VENC_ATTR_H265_VBR_S stH265Vbr;
VENC_ATTR_H265_FIXQP_S stH265FixQp;
VENC_ATTR_MJPEG_S stMjpegAttr;
VENC_ATTR_MJPEG_FIXQP_S stMjpegeFixQp;
VENC_ATTR_JPEG_S stJpegAttr;
SIZE_S stPicSize;
s32Ret = SAMPLE_COMM_SYS_GetPicSize(enNorm, enSize, &stPicSize);//由视频模式enNorm和enSize大小得到图像尺寸
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Get picture size failed!\n");
return HI_FAILURE;
}
/******************************************
step 1: Create Venc Channel
******************************************/
stVencChnAttr.stVeAttr.enType = enType;
switch (enType)
{
case PT_H264:
{
stH264Attr.u32MaxPicWidth = stPicSize.u32Width;
stH264Attr.u32MaxPicHeight = stPicSize.u32Height;
stH264Attr.u32PicWidth = stPicSize.u32Width;/*the picture width*/
stH264Attr.u32PicHeight = stPicSize.u32Height;/*the picture height*/
stH264Attr.u32BufSize = stPicSize.u32Width * stPicSize.u32Height * 2;/*stream buffer size*/
stH264Attr.u32Profile = u32Profile;/*0: baseline; 1:MP; 2:HP; 3:svc_t */
stH264Attr.bByFrame = HI_TRUE;/*get stream mode is slice mode or frame mode?*/
stH264Attr.u32BFrameNum = 0;/* 0: not support B frame; >=1: number of B frames */ //是否支持B帧，前后预测帧
stH264Attr.u32RefNum = 1;/* 0: default; number of refrence frame*/ //参考帧的数量
memcpy(&stVencChnAttr.stVeAttr.stAttrH264e, &stH264Attr, sizeof(VENC_ATTR_H264_S));
if (SAMPLE_RC_CBR == enRcMode) //CBR（ Constant Bit Rate）固定比特率。即在码率统计时间内保证编码码率平稳
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_H264CBR;
stH264Cbr.u32Gop = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264Cbr.u32StatTime = 1; /* stream rate statics time(s) */
stH264Cbr.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30; /* input (vi) frame rate */
stH264Cbr.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30; /* target frame rate */
switch (enSize)
{
case PIC_QCIF:
stH264Cbr.u32BitRate = 256; /* average bit rate */
break;
case PIC_QVGA: /* 320 * 240 */
case PIC_CIF:
stH264Cbr.u32BitRate = 512;
break;
case PIC_D1:
case PIC_VGA: /* 640 * 480 */
stH264Cbr.u32BitRate = 1024 * 2;
break;
case PIC_HD720: /* 1280 * 720 */
stH264Cbr.u32BitRate = 1024 * 2;
break;
case PIC_HD1080: /* 1920 * 1080 */
stH264Cbr.u32BitRate = 1024 * 4;
break;
case PIC_5M: /* 2592 * 1944 */
stH264Cbr.u32BitRate = 1024 * 8;
break;
default :
stH264Cbr.u32BitRate = 1024 * 4;
break;
}
stH264Cbr.u32FluctuateLevel = 0; /* average bit rate */
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrH264Cbr, &stH264Cbr, sizeof(VENC_ATTR_H264_CBR_S));
}
else if (SAMPLE_RC_FIXQP == enRcMode) //Fix Qp 固定 Qp 值。在码率统计时间内，编码图像所有宏块 Qp 值相同
//采用用户设定的图像 Qp 值， I 帧和 P 帧的 QP 值可以分别设置
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_H264FIXQP;
stH264FixQp.u32Gop = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264FixQp.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264FixQp.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264FixQp.u32IQp = 20;
stH264FixQp.u32PQp = 23;
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrH264FixQp, &stH264FixQp, sizeof(VENC_ATTR_H264_FIXQP_S));
}
else if (SAMPLE_RC_VBR == enRcMode) //VBR（ Variable Bit Rate）可变比特率，即允许在码率统计时间内编码码率波动，从而保证编码图像质量平稳。
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_H264VBR;
stH264Vbr.u32Gop = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264Vbr.u32StatTime = 1;
stH264Vbr.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264Vbr.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH264Vbr.u32MinQp = 10;
stH264Vbr.u32MaxQp = 40;
switch (enSize)
{
case PIC_QCIF:
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 256 * 3; /* average bit rate */
break;
case PIC_QVGA: /* 320 * 240 */
case PIC_CIF:
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 512 * 3;
break;
case PIC_D1:
case PIC_VGA: /* 640 * 480 */
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 2;
break;
case PIC_HD720: /* 1280 * 720 */
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 3;
break;
case PIC_HD1080: /* 1920 * 1080 */
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 6;
break;
case PIC_5M: /* 2592 * 1944 */
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 8;
break;
default :
stH264Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 4;
break;
}
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrH264Vbr, &stH264Vbr, sizeof(VENC_ATTR_H264_VBR_S));
}
else
{
return HI_FAILURE;
}
}
break;
case PT_MJPEG:
{
stMjpegAttr.u32MaxPicWidth = stPicSize.u32Width;
stMjpegAttr.u32MaxPicHeight = stPicSize.u32Height;
stMjpegAttr.u32PicWidth = stPicSize.u32Width;
stMjpegAttr.u32PicHeight = stPicSize.u32Height;
stMjpegAttr.u32BufSize = stPicSize.u32Width * stPicSize.u32Height * 2;
stMjpegAttr.bByFrame = HI_TRUE; /*get stream mode is field mode or frame mode*/
memcpy(&stVencChnAttr.stVeAttr.stAttrMjpeg, &stMjpegAttr, sizeof(VENC_ATTR_MJPEG_S));
if (SAMPLE_RC_FIXQP == enRcMode)
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_MJPEGFIXQP;
stMjpegeFixQp.u32Qfactor = 90;
stMjpegeFixQp.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stMjpegeFixQp.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeFixQp, &stMjpegeFixQp,
sizeof(VENC_ATTR_MJPEG_FIXQP_S));
}
else if (SAMPLE_RC_CBR == enRcMode)
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_MJPEGCBR;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32StatTime = 1;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32FluctuateLevel = 0;
switch (enSize)
{
case PIC_QCIF:
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 384 * 3; /* average bit rate */
break;
case PIC_QVGA: /* 320 * 240 */
case PIC_CIF:
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 768 * 3;
break;
case PIC_D1:
case PIC_VGA: /* 640 * 480 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 1024 * 3 * 3;
break;
case PIC_HD720: /* 1280 * 720 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 1024 * 5 * 3;
break;
case PIC_HD1080: /* 1920 * 1080 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 1024 * 10 * 3;
break;
case PIC_5M: /* 2592 * 1944 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 1024 * 10 * 3;
break;
default :
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeCbr.u32BitRate = 1024 * 10 * 3;
break;
}
}
else if (SAMPLE_RC_VBR == enRcMode)
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_MJPEGVBR;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32StatTime = 1;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.fr32DstFrmRate = 5;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MinQfactor = 50;
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxQfactor = 95;
switch (enSize)
{
case PIC_QCIF:
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 256 * 3; /* average bit rate */
break;
case PIC_QVGA: /* 320 * 240 */
case PIC_CIF:
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 512 * 3;
break;
case PIC_D1:
case PIC_VGA: /* 640 * 480 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 1024 * 2 * 3;
break;
case PIC_HD720: /* 1280 * 720 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 1024 * 3 * 3;
break;
case PIC_HD1080: /* 1920 * 1080 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 1024 * 6 * 3;
break;
case PIC_5M: /* 2592 * 1944 */
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 1024 * 12 * 3;
break;
default :
stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrMjpegeVbr.u32MaxBitRate = 1024 * 4 * 3;
break;
}
}
else
{
SAMPLE_PRT("cann't support other mode in this version!\n");
return HI_FAILURE;
}
}
break;
case PT_JPEG:
stJpegAttr.u32PicWidth = stPicSize.u32Width;
stJpegAttr.u32PicHeight = stPicSize.u32Height;
stJpegAttr.u32MaxPicWidth = stPicSize.u32Width;
stJpegAttr.u32MaxPicHeight = stPicSize.u32Height;
stJpegAttr.u32BufSize = stPicSize.u32Width * stPicSize.u32Height * 2;
stJpegAttr.bByFrame = HI_TRUE;/*get stream mode is field mode or frame mode*/
stJpegAttr.bSupportDCF = HI_FALSE;
memcpy(&stVencChnAttr.stVeAttr.stAttrJpeg, &stJpegAttr, sizeof(VENC_ATTR_JPEG_S));
break;
case PT_H265:
{
stH265Attr.u32MaxPicWidth = stPicSize.u32Width;
stH265Attr.u32MaxPicHeight = stPicSize.u32Height;
stH265Attr.u32PicWidth = stPicSize.u32Width;/*the picture width*/
stH265Attr.u32PicHeight = stPicSize.u32Height;/*the picture height*/
stH265Attr.u32BufSize = stPicSize.u32Width * stPicSize.u32Height * 2;/*stream buffer size*/
if (u32Profile >= 1)
{ stH265Attr.u32Profile = 0; }/*0:MP; */
else
{ stH265Attr.u32Profile = u32Profile; }/*0:MP*/
stH265Attr.bByFrame = HI_TRUE;/*get stream mode is slice mode or frame mode?*/
stH265Attr.u32BFrameNum = 0;/* 0: not support B frame; >=1: number of B frames */
stH265Attr.u32RefNum = 1;/* 0: default; number of refrence frame*/
memcpy(&stVencChnAttr.stVeAttr.stAttrH265e, &stH265Attr, sizeof(VENC_ATTR_H265_S));
if (SAMPLE_RC_CBR == enRcMode)
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_H265CBR;
stH265Cbr.u32Gop = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265Cbr.u32StatTime = 1; /* stream rate statics time(s) */
stH265Cbr.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30; /* input (vi) frame rate */
stH265Cbr.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30; /* target frame rate */
switch (enSize)
{
case PIC_QCIF:
stH265Cbr.u32BitRate = 256; /* average bit rate */
break;
case PIC_QVGA: /* 320 * 240 */
case PIC_CIF:
stH265Cbr.u32BitRate = 512;
break;
case PIC_D1:
case PIC_VGA: /* 640 * 480 */
stH265Cbr.u32BitRate = 1024 * 2;
break;
case PIC_HD720: /* 1280 * 720 */
stH265Cbr.u32BitRate = 1024 * 3;
break;
case PIC_HD1080: /* 1920 * 1080 */
stH265Cbr.u32BitRate = 1024 * 4;
break;
case PIC_5M: /* 2592 * 1944 */
stH265Cbr.u32BitRate = 1024 * 8;
break;
default :
stH265Cbr.u32BitRate = 1024 * 4;
break;
}
stH265Cbr.u32FluctuateLevel = 0; /* average bit rate */
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrH265Cbr, &stH265Cbr, sizeof(VENC_ATTR_H265_CBR_S));
}
else if (SAMPLE_RC_FIXQP == enRcMode)
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_H265FIXQP;
stH265FixQp.u32Gop = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265FixQp.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265FixQp.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265FixQp.u32IQp = 20;
stH265FixQp.u32PQp = 23;
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrH265FixQp, &stH265FixQp, sizeof(VENC_ATTR_H265_FIXQP_S));
}
else if (SAMPLE_RC_VBR == enRcMode)
{
stVencChnAttr.stRcAttr.enRcMode = VENC_RC_MODE_H265VBR;
stH265Vbr.u32Gop = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265Vbr.u32StatTime = 1;
stH265Vbr.u32SrcFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265Vbr.fr32DstFrmRate = (VIDEO_ENCODING_MODE_PAL == enNorm) ? 25 : 30;
stH265Vbr.u32MinQp = 10;
stH265Vbr.u32MaxQp = 40;
switch (enSize)
{
case PIC_QCIF:
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 256 * 3; /* average bit rate */
break;
case PIC_QVGA: /* 320 * 240 */
case PIC_CIF:
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 512 * 3;
break;
case PIC_D1:
case PIC_VGA: /* 640 * 480 */
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 2;
break;
case PIC_HD720: /* 1280 * 720 */
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 3;
break;
case PIC_HD1080: /* 1920 * 1080 */
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 6;
break;
case PIC_5M: /* 2592 * 1944 */
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 8;
break;
default :
stH265Vbr.u32MaxBitRate = 1024 * 4;
break;
}
memcpy(&stVencChnAttr.stRcAttr.stAttrH265Vbr, &stH265Vbr, sizeof(VENC_ATTR_H265_VBR_S));
}
else
{
return HI_FAILURE;
}
}
break;
default:
return HI_ERR_VENC_NOT_SUPPORT;
}
s32Ret = HI_MPI_VENC_CreateChn(VencChn, &stVencChnAttr); //根据编码通道结构体属性stVencChnAttr创建编码通道
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VENC_CreateChn [%d] faild with %#x!\n", \
VencChn, s32Ret);
return s32Ret;
}
/******************************************
step 2: Start Recv Venc Pictures
******************************************/
s32Ret = HI_MPI_VENC_StartRecvPic(VencChn); //开启编码通道接收输入图像
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VENC_StartRecvPic faild with%#x!\n", s32Ret);
return HI_FAILURE;
}
return HI_SUCCESS;
}
接着获取编码后的码流，并存入文件中。
/******************************************
step 6: stream venc process -- get stream, then save it to file.
******************************************/
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_StartGetStream(s32ChnNum);
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("Start Venc failed!\n");
goto END_VENC_1080P_CLASSIC_5;
}
/******************************************************************************
* funciton : start get venc stream process thread
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VENC_StartGetStream(HI_S32 s32Cnt)
{
gs_stPara.bThreadStart = HI_TRUE;
gs_stPara.s32Cnt = s32Cnt;
return pthread_create(&gs_VencPid, 0, SAMPLE_COMM_VENC_GetVencStreamProc, (HI_VOID*)&gs_stPara);
}
/******************************************************************************
* funciton : get stream from each channels and save them
******************************************************************************/
HI_VOID* SAMPLE_COMM_VENC_GetVencStreamProc(HI_VOID* p)
{
HI_S32 i;
HI_S32 s32ChnTotal; //通道总数
VENC_CHN_ATTR_S stVencChnAttr; //编码器属性和码率控制器属性
SAMPLE_VENC_GETSTREAM_PARA_S* pstPara;
HI_S32 maxfd = 0;
struct timeval TimeoutVal; //时间结构体
fd_set read_fds; //////
HI_S32 VencFd[VENC_MAX_CHN_NUM]; //16个编码文件描述符
HI_CHAR aszFileName[VENC_MAX_CHN_NUM][FILE_NAME_LEN]; //16个最长128字符的文件名字
FILE* pFile[VENC_MAX_CHN_NUM]; //16个文件
char szFilePostfix[10]; //文件后缀字符串
VENC_CHN_STAT_S stStat; //通道状态
VENC_STREAM_S stStream; //码流结构体，用来存放码流的数据
HI_S32 s32Ret;
VENC_CHN VencChn;
PAYLOAD_TYPE_E enPayLoadType[VENC_MAX_CHN_NUM]; //16个码流载荷的格式
pstPara = (SAMPLE_VENC_GETSTREAM_PARA_S*)p;
s32ChnTotal = pstPara->s32Cnt; //通道总数
/******************************************
step 1: check & prepare save-file & venc-fd
******************************************/
if (s32ChnTotal >= VENC_MAX_CHN_NUM) //超过最大通道数16
{
SAMPLE_PRT("input count invaild\n");
return NULL;
}
for (i = 0; i < s32ChnTotal; i++)
{
/* decide the stream file name, and open file to save stream */
VencChn = i;
s32Ret = HI_MPI_VENC_GetChnAttr(VencChn, &stVencChnAttr);//获取VencChn对应通道的通道属性，存入stVencChnAttr结构体,属性包括即编码器属性和码率控制器属性
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VENC_GetChnAttr chn[%d] failed with %#x!\n", \
VencChn, s32Ret);
return NULL;
}
enPayLoadType[i] = stVencChnAttr.stVeAttr.enType; //获取对应的载荷类型，如 PT_H265 = 265,
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_GetFilePostfix(enPayLoadType[i], szFilePostfix);//根据载荷类型enPayLoadType[i] ,得到后缀字符串存入szFilePostfix中
if (s32Ret != HI_SUCCESS)
{
SAMPLE_PRT("SAMPLE_COMM_VENC_GetFilePostfix [%d] failed with %#x!\n", \
stVencChnAttr.stVeAttr.enType, s32Ret);
return NULL;
}
snprintf(aszFileName[i], FILE_NAME_LEN, "stream_chn%d%s", i, szFilePostfix); //FILE_NAME_LEN=128，把"stream_chn%d%s"和szFilePostfix结合的字符串存到aszFileName[i]中，如stream_chn0.h265
pFile[i] = fopen(aszFileName[i], "wb");//wb 以只写方式新建一个aszFileName[i]字符名称的二进制文件，只允许写数据
if (!pFile[i])
{
SAMPLE_PRT("open file[%s] failed!\n",
aszFileName[i]);
return NULL;
}
/* Set Venc Fd. */
VencFd[i] = HI_MPI_VENC_GetFd(i); //得到文件描述符
if (VencFd[i] < 0)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VENC_GetFd failed with %#x!\n",
VencFd[i]);
return NULL;
}
if (maxfd <= VencFd[i]) //得到最大的文件描述符
{
maxfd = VencFd[i];
}
}
/******************************************
step 2: Start to get streams of each channel.
******************************************/
while (HI_TRUE == pstPara->bThreadStart) //进程在while循环中一直处理，直到bThreadStart变成HI_FALSE，退出
{
FD_ZERO(&read_fds); //清空fd_set类型变量read_fds的所有位,为 0
for (i = 0; i < s32ChnTotal; i++)
{
FD_SET(VencFd[i], &read_fds); //设置read_fds变量中的VencFd[i]位置位
}
TimeoutVal.tv_sec = 2; //设置两秒
TimeoutVal.tv_usec = 0;
s32Ret = select(maxfd + 1, &read_fds, NULL, NULL, &TimeoutVal);
//调用select函数，拥塞等待文件描述符事件的到来；如果超过设定的时间，则不再等待，继续往下执行。
if (s32Ret < 0)
{
SAMPLE_PRT("select failed!\n"); // 出错
break;
}
else if (s32Ret == 0)
{
SAMPLE_PRT("get venc stream time out, exit thread\n"); //2s 超时
continue;
}
else
{
for (i = 0; i < s32ChnTotal; i++)
{
if (FD_ISSET(VencFd[i], &read_fds)) //检查read_fds变量的VencFd[i]是否置位
{
/*******************************************************
step 2.1 : query how many packs in one-frame stream.
*******************************************************/
memset(&stStream, 0, sizeof(stStream));//把stStream结构体的数据清零
s32Ret = HI_MPI_VENC_Query(i, &stStat); //查询编码通道的状态
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VENC_Query chn[%d] failed with %#x!\n", i, s32Ret);
break;
}
/*******************************************************
step 2.2 :suggest to check both u32CurPacks and u32LeftStreamFrames at the same time,for example:
if(0 == stStat.u32CurPacks || 0 == stStat.u32LeftStreamFrames)
{
SAMPLE_PRT("NOTE: Current frame is NULL!\n");
continue;
}
*******************************************************/
if(0 == stStat.u32CurPacks)
{
SAMPLE_PRT("NOTE: Current frame is NULL!\n");
continue; //如果当前剩余包为0，则跳过下面的处理
}
/*******************************************************
step 2.3 : malloc corresponding number of pack nodes.
*******************************************************/
stStream.pstPack = (VENC_PACK_S*)malloc(sizeof(VENC_PACK_S) * stStat.u32CurPacks);
//分配剩余包所需的内存空间（堆中），大小为每包的数据大小sizeof(VENC_PACK_S)乘以包数stStat.u32CurPacks
if (NULL == stStream.pstPack)
{
SAMPLE_PRT("malloc stream pack failed!\n");
break;
}
/*******************************************************
step 2.4 : call mpi to get one-frame stream
*******************************************************/
stStream.u32PackCount = stStat.u32CurPacks;
s32Ret = HI_MPI_VENC_GetStream(i, &stStream, HI_TRUE); //获取数据保存到stStream结构体中
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
free(stStream.pstPack);
stStream.pstPack = NULL;
SAMPLE_PRT("HI_MPI_VENC_GetStream failed with %#x!\n", \
s32Ret);
break;
}
/*******************************************************
step 2.5 : save frame to file
*******************************************************/
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_SaveStream(enPayLoadType[i], pFile[i], &stStream);
//以enPayLoadType[i]格式把stStream中数据保存到pFile[i]文件
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
free(stStream.pstPack);
stStream.pstPack = NULL;
SAMPLE_PRT("save stream failed!\n");
break;
}
/*******************************************************
step 2.6 : release stream
*******************************************************/
s32Ret = HI_MPI_VENC_ReleaseStream(i, &stStream);
//已经保存完数据了，就把第i个通道对应的stStream里的数据释放了
if (HI_SUCCESS != s32Ret)
{
free(stStream.pstPack);
stStream.pstPack = NULL;
break;
}
/*******************************************************
step 2.7 : free pack nodes
*******************************************************/
free(stStream.pstPack); //清空malloc分配的空间
stStream.pstPack = NULL; //释放指针
}
}
}
}
/*******************************************************
* step 3 : close save-file
*******************************************************/
for (i = 0; i < s32ChnTotal; i++)
{
fclose(pFile[i]); //关闭文件
}
return NULL;
}
/******************************************************************************
* funciton : save stream
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VENC_SaveStream(PAYLOAD_TYPE_E enType, FILE* pFd, VENC_STREAM_S* pstStream)
{
HI_S32 s32Ret;
if (PT_H264 == enType)
{
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_SaveH264(pFd, pstStream);
}
else if (PT_MJPEG == enType)
{
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_SaveMJpeg(pFd, pstStream);
}
else if (PT_H265 == enType)
{
s32Ret = SAMPLE_COMM_VENC_SaveH265(pFd, pstStream);
}
else
{
return HI_FAILURE;
}
return s32Ret;
}
H264原始码流分析
下面在保存的码流的代码部分加如打印信息，来分析码流的数据。
/******************************************************************************
* funciton : save H264 stream
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VENC_SaveH264(FILE* fpH264File, VENC_STREAM_S* pstStream)
{
HI_S32 i;
printf("-----------------H264 start----------------------------\r\n");
for (i = 0; i < pstStream->u32PackCount; i++)
{
fwrite(pstStream->pstPack[i].pu8Addr + pstStream->pstPack[i].u32Offset,
pstStream->pstPack[i].u32Len - pstStream->pstPack[i].u32Offset, 1, fpH264File);
printf("i=%d\r\n",i);
printf("pstStream->pstPack[i].pu8Addr=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].pu8Addr);
printf("pstStream->pstPack[i].u32Offset=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].u32Offset);
printf("pstStream->pstPack[i].u32Len=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].u32Len);
HI_U8 k;
printf("data:0x");
for(k=0;k<30;k++)
printf("%x ",pstStream->pstPack[i].pu8Addr[k]);
printf("......\r\n");
fflush(fpH264File);
}
printf("-----------------H264 start----------------------------\r\n");
return HI_SUCCESS;
}
/******************************************************************************
* funciton : save H265 stream
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VENC_SaveH265(FILE* fpH265File, VENC_STREAM_S* pstStream)
{
HI_S32 i;
printf("-----------------H265 start----------------------------\r\n");
for (i = 0; i < pstStream->u32PackCount; i++)
{
fwrite(pstStream->pstPack[i].pu8Addr + pstStream->pstPack[i].u32Offset,
pstStream->pstPack[i].u32Len - pstStream->pstPack[i].u32Offset, 1, fpH265File);
printf("i=%d\r\n",i);
printf("pstStream->pstPack[i].pu8Addr=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].pu8Addr);
printf("pstStream->pstPack[i].u32Offset=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].u32Offset);
printf("pstStream->pstPack[i].u32Len=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].u32Len);
HI_U8 k;
printf("data:0x");
for(k=0;k<30;k++)
printf("%x ",pstStream->pstPack[i].pu8Addr[k]);
printf("......\r\n");
fflush(fpH265File);
}
printf("-----------------H265 end----------------------------\r\n");
return HI_SUCCESS;
}
下面先屏蔽第二路和第三路，只分析第一路H.264@1080p@30fps的码流原始数据。运行，打印的原始h264码流如下：
首先，第一帧包含了4个包，下面来详细解析第一帧的数据。
具体数据包中67、68、6、65 的含义可参考传送门。
00 00 00 01 67: 0x67&0x1f = 0x07 :SPS
00 00 00 01 68: 0x68&0x1f = 0x08 :PPS
00 00 00 01 06: 0x06&0x1f = 0x06 :SEI信息
00 00 00 01 65: 0x65&0x1f = 0x05: IDR Slice
00 00 00 01 61: 0x61&0x1f = 0x01: P帧
如上图，第一帧的数据中共包含4包，分别是67 sps包、68 pps包、6 SEI包、65 IDR包。
之后的每帧均是0x61 p帧 数据包。IDR帧作为压缩的参考帧，该帧的数据量比较大的，上图中是0x2607c,后续的p帧以IDR帧为参考，存储与IDR帧有差异的数据，是压缩后的帧，数据量小了很多，如图中的0x2887、0x1219、0x14e2等,这样便实现了视频的压缩。
当然，用IDR帧作为参考，一旦IDR帧出现了问题，后续的p帧解析都会出错。所以在固定数量的p帧之后，都会更新一个IDR帧以进行视频的同步，防止后续的视频帧一直是错误的。
如下图：
在代码中加入每包编号的信息打印，打印如下:
如图，第一包编号是1，为包含IDR的帧，在第26包时，再次更新了包含IDR的帧。故两个idr帧之间间隔了25个P帧，这个数量时可以去配置的。
总体的数据结构如下图：
H265原始码流分析
加入相关的打印信息，分析H265的原始码流数据结构。代码如下：
/******************************************************************************
* funciton : save H265 stream
******************************************************************************/
HI_S32 SAMPLE_COMM_VENC_SaveH265(FILE* fpH265File, VENC_STREAM_S* pstStream)
{
HI_S32 i;
k++;
printf("k=%d\r\n",k);
printf("-----------------H265 start----------------------------\r\n");
for (i = 0; i < pstStream->u32PackCount; i++)
{
fwrite(pstStream->pstPack[i].pu8Addr + pstStream->pstPack[i].u32Offset,
pstStream->pstPack[i].u32Len - pstStream->pstPack[i].u32Offset, 1, fpH265File);
printf("i=%d\r\n",i);
printf("pstStream->pstPack[i].pu8Addr=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].pu8Addr);
printf("pstStream->pstPack[i].u32Offset=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].u32Offset);
printf("pstStream->pstPack[i].u32Len=%#x\r\n",pstStream->pstPack[i].u32Len);
HI_U8 k;
printf("data:0x");
for(k=0;k<40;k++)
printf("%x ",pstStream->pstPack[i].pu8Addr[k]);
printf("......\r\n");
fflush(fpH265File);
}
printf("-----------------H265 end----------------------------\r\n");
return HI_SUCCESS;
}
运行打印信息如下图：
第一个数据包中，共有5个nalu数据包，如下：
nal头的格式如下，具体的解析参考传送门。
00 00 00 01 40 01 的nuh_unit_type的值为 32， 语义为视频参数集 VPS
00 00 00 01 42 01 的nuh_unit_type的值为 33， 语义为序列参数集 SPS
00 00 00 01 44 01 的nuh_unit_type的值为 34， 语义为图像参数集 PPS
00 00 00 01 4E 01 的nuh_unit_type的值为 39， 语义为补充增强信息 SEI
00 00 00 01 26 01 的nuh_unit_type的值为 19， 语义为可能有RADL图像的IDR图像的SS编码数据 IDR
如图中黑色框的字节，TID的值均为1。
后续的数据包如下图：
00 00 00 01 02 01 的nuh_unit_type的值为1， 语义为被参考的后置图像，且非TSA、非STSA的SS编码数据。
TID也相同，都是1.
如上图，在第26个包中，VPS\SPS\PPS\SEI\IDR数据包再次更新，中间也是间隔了25个被参考的后置图像。