利用FFmpge进行视频压缩(从图像到H264视频流)

    对于FFmpeg相信做视频或图像处理这一块的都不会陌生，在网上也能找到很多相关的代码，但由于版本不同等原因，往往找到的代码都是需要自行修改才可以用，为此本人希望能尽绵薄之力，将开发包和自行编写的代码都放出来，如果初学者想要可以直接运行的代码做参考的话，可以下载我放出的FFmpeg开发包进行配置（配置的教程地址如下：点击打开链接），然后参考我写的编解码代码来进行程序的开发。

    下面贴出的是我自己封装的FFmpeg视频压缩代码，如有更好的建议请告诉我，转载请注明出处。

    首先我们设计一个视频压缩相关的类，定义如下

class Ffmpeg_Encoder
{
public:
	
	AVFrame *m_pRGBFrame;	//帧对象
	AVFrame *m_pYUVFrame;	//帧对象
	AVCodec *pCodecH264;	//编码器
	AVCodecContext *c;		//编码器数据结构对象
	uint8_t *yuv_buff;      //yuv图像数据区
	uint8_t *rgb_buff;		//rgb图像数据区
	SwsContext *scxt;		//图像格式转换对象
	uint8_t *outbuf;		//编码出来视频数据缓存
	int outbuf_size;        //编码输出数据去大小
	int nDataLen;			//rgb图像数据区长度
	int width;				//输出视频宽度
	int height;				//输出视频高度
        avpacket pkt;            //数据包结构体  
public:
	void Ffmpeg_Encoder_Init();//初始化
	void Ffmpeg_Encoder_Setpara(CodecID mycodeid,int vwidth,int vheight);//设置参数,第一个参数为编码器,第二个参数为压缩出来的视频的宽度，第三个视频则为其高度
	void Ffmpeg_Encoder_Encode(FILE *file, uint8_t *data);//编码并写入数据到文件
	void Ffmpeg_Encoder_Close();//关闭
};

    对类中声明的四个函数进行定义

void Ffmpeg_Encoder::Ffmpeg_Encoder_Init()
{
	av_register_all();
	avcodec_register_all();

	m_pRGBFrame = new AVFrame[1];//RGB帧数据赋值  
	m_pYUVFrame = new AVFrame[1];//YUV帧数据赋值  

	c = NULL;//解码器指针对象赋初值
}

void Ffmpeg_Encoder::Ffmpeg_Encoder_Setpara(CodecID mycodeid, int vwidth, int vheight)
{
	pCodecH264 = avcodec_find_encoder(mycodeid);//查找h264编码器
	if (!pCodecH264)
	{
		fprintf(stderr, "h264 codec not found\n");
		exit(1);
	}
	width = vwidth;
	height = vheight;

	c = avcodec_alloc_context3(pCodecH264);//函数用于分配一个AVCodecContext并设置默认值，如果失败返回NULL，并可用av_free()进行释放
	c->bit_rate = 400000; //设置采样参数，即比特率
	c->width = vwidth;//设置编码视频宽度 
	c->height = vheight; //设置编码视频高度
	c->time_base.den = 2;//设置帧率,num为分子和den为分母，如果是1/25则表示25帧/s
	c->time_base.num = 1;
	c->gop_size = 10; //设置GOP大小,该值表示每10帧会插入一个I帧
	c->max_b_frames = 1;//设置B帧最大数,该值表示在两个非B帧之间，所允许插入的B帧的最大帧数
	c->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;//设置像素格式

	av_opt_set(c->priv_data, "tune", "zerolatency", 0);//设置编码器的延时，解决前面的几十帧不出数据的情况

	if (avcodec_open2(c, pCodecH264, NULL) < 0)return;//打开编码器

	nDataLen = vwidth*vheight * 3;//计算图像rgb数据区长度

	yuv_buff = new uint8_t[nDataLen/2];//初始化数据区，为yuv图像帧准备填充缓存
	rgb_buff = new uint8_t[nDataLen];//初始化数据区，为rgb图像帧准备填充缓存
	outbuf_size = 100000;////初始化编码输出数据区
	outbuf = new uint8_t[outbuf_size];

	scxt = sws_getContext(c->width, c->height, PIX_FMT_BGR24, c->width, c->height, PIX_FMT_YUV420P, SWS_POINT, NULL, NULL, NULL);//初始化格式转换函数
}

void Ffmpeg_Encoder::Ffmpeg_Encoder_Encode(FILE *file, uint8_t *data)
{
	memcpy(rgb_buff, data, nDataLen);//拷贝图像数据到rgb图像帧缓存中准备处理
	avpicture_fill((AVPicture*)m_pRGBFrame, (uint8_t*)rgb_buff, PIX_FMT_RGB24, width, height);//将rgb_buff填充到m_pRGBFrame
	avpicture_fill((AVPicture*)m_pYUVFrame, (uint8_t*)yuv_buff, PIX_FMT_YUV420P, width, height);//将yuv_buff填充到m_pYUVFrame
	sws_scale(scxt, m_pRGBFrame->data, m_pRGBFrame->linesize, 0, c->height, m_pYUVFrame->data, m_pYUVFrame->linesize);// 将RGB转化为YUV
	int myoutputlen = avcodec_encode_video(c, outbuf, outbuf_size, m_pYUVFrame);
	fwrite(outbuf, 1, myoutputlen, file);
}

void Ffmpeg_Encoder::Ffmpeg_Encoder_Close()
{
	delete[]m_pRGBFrame;
	delete[]m_pYUVFrame;
	delete[]rgb_buff;
	delete[]yuv_buff;
	delete[]outbuf;
	sws_freeContext(scxt);
	avcodec_close(c);//关闭编码器
	av_free(c);
}

    最后我们只需要在主函数对这几个函数进行调用就可以了，由于本人为了方便直接用OpencCV来打开图像并取得图像的数据区，所以如果希望直接运行本人后面所发的工程的话还需要自行去配置OpenCV，不过这个在网上实在是说烂了，随便找找就能配置出来。如果不希望用OpenCV来打开图像的话，本人在代码中也注明了应该修改的位置，可自行想办法得到图像数据区并放入视频压缩函数即可。

void main()
{
	Ffmpeg_Encoder ffmpegobj;
	ffmpegobj.Ffmpeg_Encoder_Init();//初始化编码器
	ffmpegobj.Ffmpeg_Encoder_Setpara(CODEC_ID_H264,800,600);//设置编码器参数

	//图象编码
	FILE *f = NULL;
	char * filename = "myData.h264";
	fopen_s(&f, filename, "wb");//打开文件存储编码完成数据

	IplImage* img = NULL;//OpenCV图像数据结构指针  
	IplImage* resizeimg = NULL;//尺寸
	int picturecount = 1;
	while (picturecount != 9)
	{
		/**此部分用的是OpenCV读入图像对象并取得图像的数据区，也可以用别的方法获得图像数据区**/
		char chpicname[100];
		sprintf(chpicname, "testpicture\\Horse%d.jpg", picturecount);//获得图片路径
		//sprintf(chpicname, "1.jpg", picturecount);//获得图片路径
		img = cvLoadImage(chpicname, 1);//打开图像
		//由于OpenCV图像数据区是以BGR排列的，所以要将其数据转换为正常的RGB排列才能做进一步的压缩，不然压出来的视频颜色会不正确
		uchar* data = (uchar*)(img->imageData);
		uchar mid = 0;
		for (int row = 0; row<img->height; row++)
		for (int cols = 0; cols < img->width; cols++)
		{
			mid = data[row*img->widthStep / sizeof(uchar)+cols*img->nChannels + 0];//G   
			data[row*img->widthStep / sizeof(uchar)+cols*img->nChannels + 0] = data[row*img->widthStep / sizeof(uchar)+cols*img->nChannels + 2];
			data[row*img->widthStep / sizeof(uchar)+cols*img->nChannels + 2] = mid;
		}
		resizeimg = cvCreateImage(cvSize(800, 600), 8, 3);
		cvResize(img, resizeimg, CV_INTER_LINEAR);//调整图像大小
		/**此部分用的是OpenCV读入图像对象并取得图像的数据区，也可以用别的方法获得图像数据区**/

		ffmpegobj.Ffmpeg_Encoder_Encode(f, (uchar*)resizeimg->imageData);//编码

		cvReleaseImage(&img);//释放图像数据结构指针对像所指内容 
		cvReleaseImage(&resizeimg);
		picturecount++;
	}
	fclose(f);
	ffmpegobj.Ffmpeg_Encoder_Close();
}

    OK，到此用FFmpeg进行视频压缩的博客就告一段落了，下面是整个工程的下载地址：点击打开链接，不过如果想要运行起来配置OpenCV还是需要自行动手的哈哈。

    这个工程是之前闲时所写，没有经过严格的压力测试，后来在做项目的时候用到发现 avcodec_encode_video 这个函数在经过多次调用之后程序会出现崩溃的情况。于是乎换了最新版本的ffmpeg库来解决这个问题，关于如何换已在这篇博客提到。由于ffmpeg库新旧版本有个别的函数和变量名称改动，是故上面的代码需要将变量CodecID改为AVCodecID，将 avcodec_encode_video 改为 avcodec_encode_video2。由于函数的输入参数不同了，所以原来的Ffmpeg_Encoder_Encode函数改为如下的形式

void Ffmpeg_Encoder::Ffmpeg_Encoder_Encode(FILE *file, uint8_t *data)
{
	av_init_packet(&pkt);
	memcpy(rgb_buff, data, nDataLen);//拷贝图像数据到rgb图像帧缓存中准备处理
	avpicture_fill((AVPicture*)m_pRGBFrame, (uint8_t*)rgb_buff, PIX_FMT_RGB24, width, height);//将rgb_buff填充到m_pRGBFrame
	avpicture_fill((AVPicture*)m_pYUVFrame, (uint8_t*)yuv_buff, PIX_FMT_YUV420P, width, height);//将yuv_buff填充到m_pYUVFrame
	sws_scale(scxt, m_pRGBFrame->data, m_pRGBFrame->linesize, 0, c->height, m_pYUVFrame->data, m_pYUVFrame->linesize);// 将RGB转化为YUV
	int myoutputlen = 0;
	int returnvalue=avcodec_encode_video2(c, &pkt, m_pYUVFrame, &myoutputlen);
	if (returnvalue == 0)
	{
		fwrite(pkt.data, 1, pkt.size, file);
	}
	av_free_packet(&pkt);
}

    这样该工程就能适用于最新版本的ffmpeg库了。

    另外在做项目的过程中在编码这块还遇到一个很奇怪的问题，就是在编码调用到avcodec_encode_video2特别是工程也调用到解码函数的时候，在VS里面点击运行是没有问题的，但一运行release文件夹下面编译出来的exe文件，程序偶尔会报内存错误，错误的位置在avcodec_encode_video2这个函数里面。这个让人百思不得其解，后来想想或者VS在运行的时候兼容性比较好，所以没有这个问题，是故如下图对exe文件的兼容性进行设置

    这个问题就解决了，是故怀疑ffmpeg库的avcodec_encode_video2这个函数所在的dll对于windows或者是windows64位系统的兼容性不大好。