最簡單的視頻編碼器:基於libx265(編碼YUV爲H.265)

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最簡單的視頻編碼器:基於libx264(編碼YUV爲H.264)
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最簡單的視頻編碼器:基於libx265(編碼YUV爲H.265)
函數

最簡單的視頻編碼器:libvpx(編碼YUV爲VP8)
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本文記錄一個最簡單的基於libx265的H.265(HEVC)視頻編碼器。此前記錄的編碼器是經過FFmpeg調用libx265完畢編碼的,好比:編碼

《最簡單的基於FFmpeg的視頻編碼器-更新版(YUV編碼爲HEVC(H.265))》
spa

相比與上文中的編碼器,本文記錄的編碼器屬於「輕量級」的編碼器。因爲它再也不包括FFmpeg的代碼。直接調用libx265完畢編碼。所以項目的體積很小巧。該編碼器可以將輸入的YUV數據編碼爲H.265碼流文件。

流程圖

調用libx265進行視頻編碼的流程圖例如如下所看到的。.net

 

從流程圖中可以看出x265的API和x264的API十分相似。它們在使用方法上僅僅有微小的不一樣。
流程圖中基本的函數例如如下所看到的。
x265_param_alloc():爲參數集結構體x265_param分配內存。
x265_param_default():設置參數集結構體x265_param的缺省值。


x265_picture_alloc():爲圖像結構體x265_picture分配內存。
x265_picture_init():設置圖像結構體x265_picture的缺省值。code


x265_encoder_open():打開編碼器。


x265_encoder_encode():編碼一幀圖像。
x265_encoder_close():關閉編碼器。
x265_picture_free():釋放x265_picture_alloc()申請的資源。
x265_param_free():釋放x265_param_alloc()申請的資源。



存儲數據的結構體例如如下所看到的。
x265_picture:存儲壓縮編碼前的像素數據。
x265_nal:存儲壓縮編碼後的碼流數據。

此外流程圖中還包括一個「flush_encoder」模塊。該模塊使用的函數和編碼模塊是同樣的。惟一的不一樣在於再也不輸入視頻像素數據。它的做用是輸出編碼器中剩餘的碼流數據。

源碼

/**
 * 最簡單的基於X265的視頻編碼器
 * Simplest X265 Encoder
 *
 * 雷霄驊 Lei Xiaohua
 * leixiaohua1020@126.com
 * 中國傳媒大學/數字電視技術
 * Communication University of China / Digital TV Technology
 * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
 *
 * 本程序可以YUV格式的像素數據編碼爲H.265碼流,是最簡單的
 * 基於libx265的視頻編碼器
 *
 * This software encode YUV data to H.265 bitstream.
 * It's the simplest encoder example based on libx265.
 */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#if defined ( __cplusplus)
extern "C"
{
#include "x265.h"
};
#else
#include "x265.h"
#endif

int main(int argc, char** argv){
	int i,j;
	FILE *fp_src=NULL;
	FILE *fp_dst=NULL;
	int y_size;
	int buff_size;
	char *buff=NULL;
	int ret;
	x265_nal *pNals=NULL;
	uint32_t iNal=0;

	x265_param* pParam=NULL;
	x265_encoder* pHandle=NULL;
	x265_picture *pPic_in=NULL;

	//Encode 50 frame
	//if set 0, encode all frame
	int frame_num=50;
	int csp=X265_CSP_I420;
	int width=640,height=360;

	fp_src=fopen("../cuc_ieschool_640x360_yuv420p.yuv","rb");
	//fp_src=fopen("../cuc_ieschool_640x360_yuv444p.yuv","rb");

	fp_dst=fopen("cuc_ieschool.h265","wb");
	//Check
	if(fp_src==NULL||fp_dst==NULL){
		return -1;
	}

	pParam=x265_param_alloc();
	x265_param_default(pParam);
	pParam->bRepeatHeaders=1;//write sps,pps before keyframe
	pParam->internalCsp=csp;
	pParam->sourceWidth=width;
	pParam->sourceHeight=height;
	pParam->fpsNum=25;
	pParam->fpsDenom=1;
	//Init
	pHandle=x265_encoder_open(pParam);
	if(pHandle==NULL){
		printf("x265_encoder_open err\n");
		return 0;
	}
	y_size = pParam->sourceWidth * pParam->sourceHeight;

	pPic_in = x265_picture_alloc();
	x265_picture_init(pParam,pPic_in);
	switch(csp){
	case X265_CSP_I444:{
		buff=(char *)malloc(y_size*3);
		pPic_in->planes[0]=buff;
		pPic_in->planes[1]=buff+y_size;
		pPic_in->planes[2]=buff+y_size*2;
		pPic_in->stride[0]=width;
		pPic_in->stride[1]=width;
		pPic_in->stride[2]=width;
		break;
					   }
	case X265_CSP_I420:{
		buff=(char *)malloc(y_size*3/2);
		pPic_in->planes[0]=buff;
		pPic_in->planes[1]=buff+y_size;
		pPic_in->planes[2]=buff+y_size*5/4;
		pPic_in->stride[0]=width;
		pPic_in->stride[1]=width/2;
		pPic_in->stride[2]=width/2;
		break;
					   }
	default:{
		printf("Colorspace Not Support.\n");
		return -1;
			}
	}
	
	//detect frame number
	if(frame_num==0){
		fseek(fp_src,0,SEEK_END);
		switch(csp){
		case X265_CSP_I444:frame_num=ftell(fp_src)/(y_size*3);break;
		case X265_CSP_I420:frame_num=ftell(fp_src)/(y_size*3/2);break;
		default:printf("Colorspace Not Support.\n");return -1;
		}
		fseek(fp_src,0,SEEK_SET);
	}

	//Loop to Encode
	for( i=0;i<frame_num;i++){
		switch(csp){
		case X265_CSP_I444:{
			fread(pPic_in->planes[0],1,y_size,fp_src);		//Y
			fread(pPic_in->planes[1],1,y_size,fp_src);		//U
			fread(pPic_in->planes[2],1,y_size,fp_src);		//V
			break;}
		case X265_CSP_I420:{
			fread(pPic_in->planes[0],1,y_size,fp_src);		//Y
			fread(pPic_in->planes[1],1,y_size/4,fp_src);	//U
			fread(pPic_in->planes[2],1,y_size/4,fp_src);	//V
			break;}
		default:{
			printf("Colorspace Not Support.\n");
			return -1;}
		}

		ret=x265_encoder_encode(pHandle,&pNals,&iNal,pPic_in,NULL);	
		printf("Succeed encode %5d frames\n",i);

		for(j=0;j<iNal;j++){
			fwrite(pNals[j].payload,1,pNals[j].sizeBytes,fp_dst);
		}	
	}
	//Flush Decoder
	while(1){
		ret=x265_encoder_encode(pHandle,&pNals,&iNal,NULL,NULL);
		if(ret==0){
			break;
		}
		printf("Flush 1 frame.\n");

		for(j=0;j<iNal;j++){
			fwrite(pNals[j].payload,1,pNals[j].sizeBytes,fp_dst);
		}
	}
	
	x265_encoder_close(pHandle);
	x265_picture_free(pPic_in);
	x265_param_free(pParam);
	free(buff);
	fclose(fp_src);
	fclose(fp_dst);
	
	return 0;
}

執行結果

程序的輸入爲一個YUV文件(已經測試過YUV444P和YUV420P兩種格式)。


輸出爲H.265碼流文件。


H.265碼流文件的信息例如如下所看到的。


下載


Simplest Encoder

項目主頁

SourceForge:https://sourceforge.net/projects/simplestencoder/

Github:https://github.com/leixiaohua1020/simplest_encoder

開源中國:http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_encoder


CDSN下載地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8284105


該解決方式包括了幾個常見的編碼器的使用演示樣例:
simplest_vpx_encoder:最簡單的基於libvpx的視頻編碼器
simplest_x264_encoder:最簡單的基於libx264的視頻編碼器
simplest_x265_encoder:最簡單的基於libx265的視頻編碼器
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