FFmpeg 视频流编码流程：从小白到进阶

2024-01-29 10:39:58

图像编码：从 H.264 到 MP4

图像编码概述

视频编码是将原始视频帧压缩成更小文件大小的过程，从而减少传输和存储需求，同时保持视频质量。H.264 和 MP4 都是广泛使用的视频编码格式。H.264 是一种高度压缩的编解码器，而 MP4 是一种容器格式，通常包含 H.264 编码的视频流。

从图像到 H.264 的编码

准备阶段

使用 FFmpeg 打开图像文件。
检索视频流信息。
创建输出视频文件。
添加视频流并设置 H.264 编解码器。

编码阶段

初始化 H.264 编解码器。
分配编码帧缓冲区。
读取图像帧。
编码图像帧为 H.264 码流。
将编码帧写入输出视频文件。

结束阶段

释放 H.264 编解码器。
关闭输出视频文件。

从图像到 MP4 的编码

准备阶段

创建 MP4 容器。
添加视频流并设置 H.264 编解码器。
添加音频流（可选）。

编码阶段

编码视频流为 H.264 码流。
将编码后的 H.264 码流封装到 MP4 容器。
编码音频流并封装到 MP4 容器（如果需要）。

结束阶段

关闭 MP4 容器。

代码示例（C++）

// 编码图像为 H.264

int encode_image_to_h264(const char* input_file, const char* output_file) {
  AVFormatContext* input_context = avformat_alloc_context();
  avformat_open_input(&input_context, input_file, NULL, NULL);

  AVFormatContext* output_context = avformat_alloc_context();
  avformat_alloc_output_context2(&output_context, NULL, "mp4", output_file);

  AVStream* video_stream = avformat_new_stream(output_context, NULL);
  AVCodec* video_codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
  avcodec_open2(video_codec, NULL, NULL);

  AVFrame* frame = av_frame_alloc();
  AVPacket pkt;

  while (av_read_frame(input_context, &pkt) >= 0) {
    if (pkt.stream_index == video_stream->index) {
      avcodec_encode_video2(video_codec, &pkt, frame, &got_packet);
      if (got_packet) {
        av_interleaved_write_frame(output_context, &pkt);
        av_packet_unref(&pkt);
      }
    }
  }

  avcodec_close(video_codec);
  avformat_close_input(&input_context);
  avformat_free_context(output_context);

  return 0;
}

// 编码图像为 MP4

int encode_image_to_mp4(const char* input_file, const char* output_file) {
  AVFormatContext* input_context = avformat_alloc_context();
  avformat_open_input(&input_context, input_file, NULL, NULL);

  AVFormatContext* output_context = avformat_alloc_context();
  avformat_alloc_output_context2(&output_context, NULL, "mp4", output_file);

  AVStream* video_stream = avformat_new_stream(output_context, NULL);
  AVCodec* video_codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
  avcodec_open2(video_codec, NULL, NULL);

  AVStream* audio_stream = NULL;
  AVCodec* audio_codec = NULL;

  AVFrame* video_frame = av_frame_alloc();
  AVPacket video_pkt;

  while (av_read_frame(input_context, &video_pkt) >= 0) {
    if (video_pkt.stream_index == video_stream->index) {
      avcodec_encode_video2(video_codec, &video_pkt, video_frame, &got_packet);
      if (got_packet) {
        av_interleaved_write_frame(output_context, &video_pkt);
        av_packet_unref(&video_pkt);
      }
    }
  }

  avcodec_close(video_codec);

  if (audio_stream) {
    avcodec_close(audio_codec);
  }

  avformat_close_input(&input_context);
  avformat_free_context(output_context);

  return 0;
}