本章节将介绍如何将yuv文件或pcm文件编码成h264和aac文件，以下代码运行后会将输入的pcm文件编码成aac文件，如果需要编码yuv文件需要修改输入文件和输出文件，同时将enum AVCodecID codec_id设为AV_CODEC_ID_H264.
完整代码
在运行目录准备好yuv文件和pcm文件，编译运行后会在输出目录生成编码后的h264或aac文件。
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavutil/channel_layout.h>
#include <libavutil/common.h>
#include <libavutil/frame.h>
#include <libavutil/samplefmt.h>
#include <libavutil/time.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
#ifdef __cplusplus
}
#endif
// 添加7字节的adts音频头，固定格式
static void get_adts_header(AVCodecContext *ctx, uint8_t *adts_header, int aac_length)
{
uint8_t freq_idx = 0; // 索引
uint32_t frame_length = aac_length + 7;
switch (ctx->sample_rate) { // 根据采样率得到索引值
case 96000: freq_idx = 0; break;
case 88200: freq_idx = 1; break;
case 64000: freq_idx = 2; break;
case 48000: freq_idx = 3; break;
case 44100: freq_idx = 4; break;
case 32000: freq_idx = 5; break;
case 24000: freq_idx = 6; break;
case 22050: freq_idx = 7; break;
case 16000: freq_idx = 8; break;
case 12000: freq_idx = 9; break;
default: freq_idx = 4; break;
}
adts_header[0] = 0xFF;
adts_header[1] = 0xF1;
adts_header[2] = ((ctx->profile) << 6) + (freq_idx << 2) + (ctx->channels >> 2);
adts_header[3] = (((ctx->channels & 3) << 6) + (frame_length >> 11));
adts_header[4] = ((frame_length & 0x7FF) >> 3);
adts_header[5] = (((frame_length & 7) << 5) + 0x1F);
adts_header[6] = 0xFC;
}
// 编码一帧数据（音频或者视频）
static int encode(AVCodecContext *ctx, AVFrame *frame, AVPacket *pkt, FILE *out_file)
{
/* 使用x264进行编码时，不会增加avframe对应buffer的reference*/
int ret = avcodec_send_frame(ctx, frame); // 发送帧数据给解码器，send后需要用循环receive多次
if (ret < 0) { return -1; }
while (ret >= 0) { // send 1次，然后receive多次, 直到AVERROR(EAGAIN)或者AVERROR_EOF
ret = avcodec_receive_packet(ctx, pkt); // 函数内部会释放packet，while里不需要调用av_packet_unref();
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
return 0; // 解码完成
} else if (ret < 0) {
return -1; // 解码出错
}
if((ctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)) { // 音频需要额外的adts header写入
uint8_t aac_header[7]; // adts音频头
get_adts_header(ctx, aac_header, pkt->size); // 获取adts音频头
if (fwrite(aac_header, 1, 7, out_file) != 7) { // 将adts音频头写入文件
return -1; // 音频头写入失败失败
}
}
if (fwrite(pkt->data, 1, pkt->size, out_file) != (size_t)pkt->size) { // 将编码后的数据写入文件
return -1; // 写文件失败
}
}
return -1;
}
// 采样格式转化，将f32le packed转为float palanar
static void f32le_convert_to_fltp(float *f32le, float *fltp, int nb_samples) {
float *fltp_l = fltp; // 左通道
float *fltp_r = fltp + nb_samples; // 右通道
for(int i = 0; i < nb_samples; i++) { // 这里只支持2通道的转换
fltp_l[i] = f32le[i*2];
fltp_r[i] = f32le[i*2+1];
}
}
int main()
{
char *in_file = "f32le.pcm"; // 输入文件
char *out_file = "out.aac"; // 输出文件
FILE *infile = fopen(in_file, "rb"); // 打开输入文件
FILE *outfile = fopen(out_file, "wb"); // 打开输出文件
AVFrame *frame = av_frame_alloc(); // 用于存放编码前的音频帧
AVPacket *pkt = av_packet_alloc(); // 用于存放编码后的音频帧
enum AVCodecID codec_id = AV_CODEC_ID_AAC; // 编码器ID，libx264
const AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id); // 解码器
AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec); // 解码器上下文
if (!infile) { exit(1); } // 输入文件打开失败
if (!outfile) { exit(1); } // 输出文件打开失败
if (!frame) { exit(1); } // AVFrame创建失败
if (!pkt) { exit(1); } // AVPacket创建失败
if (!codec) { exit(1); } // 找不到解码器
if (!codec_ctx) { exit(1); } // 解码器上下文创建失败
if (codec->id == AV_CODEC_ID_H264) { // 视频设置
codec_ctx->width = 1280; // 设置分辨率*/
codec_ctx->height = 720;
codec_ctx->time_base = (AVRational){1, 25}; // 时间基数 1/25
codec_ctx->framerate = (AVRational){25, 1}; // 帧率25帧/秒
codec_ctx->gop_size = 25; // I帧间隔，如果frame->pict_type设置为AV_PICTURE_TYPE_I, 则忽略gop_size的设置，一直当做I帧编码
codec_ctx->max_b_frames = 2; // 如果不想包含B帧则设置为0
codec_ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
codec_ctx->bit_rate = 3000000; // 编码器比特率
av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "preset", "medium", 0);
av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "profile", "main", 0); // 默认是high
av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "tune","zerolatency",0); // 直播时才使用该设置
// av_opt_set(codec_ctx->priv_data, "tune","film",0); // 画质film
} else { // 音频设置
codec_ctx->codec_id = codec_id; // 编码器ID
codec_ctx->bit_rate = 128*1024; // 比特率
codec_ctx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO; // 音频通道类型，可通过遍历codec->channel_layouts数组判断解码器是否支持该通道类型
codec_ctx->sample_rate = 48000; // 采样率48000，可通过遍历codec->supported_samplerates数组判断解码器是否支持该采样率
codec_ctx->channels = av_get_channel_layout_nb_channels(codec_ctx->channel_layout); // 通道数
codec_ctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP; // 采样格式，可通过遍历codec->sample_fmts数组判断解码器是否支持该采样格式
codec_ctx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO; // 解码器类型，音频解码器
codec_ctx->profile = FF_PROFILE_AAC_LOW; //
codec_ctx->flags = AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER; // ffmpeg默认的aac是不带adts，而fdk_aac默认带adts，这里我们强制不带
}
if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL) < 0) { // 将codec_ctx和codec进行绑定
exit(1);
}
printf("thread_count: %d, thread_type:%d\n", codec_ctx->thread_count, codec_ctx->thread_type);
printf("frame_size:%d\n\n", codec_ctx->frame_size); // 帧大小，avcodec_open2函数执行后才有frame_size
int frame_bytes = 0;
if (codec->id == AV_CODEC_ID_H264) { // 视频设置
frame->format = codec_ctx->pix_fmt;
frame->width = codec_ctx->width;
frame->height = codec_ctx->height;
// 计算出每一帧的数据 像素格式 * 宽 * 高
frame_bytes = av_image_get_buffer_size(frame->format, frame->width, frame->height, 1);
} else { // 音频设置
// 每次送多少数据给编码器由frame_size、sample_fmt、channel_layout决定
frame->nb_samples = codec_ctx->frame_size; // 每帧单个通道的采样点数
frame->format = codec_ctx->sample_fmt; // 采样格式
frame->channel_layout = codec_ctx->channel_layout; // 声道布局
frame->channels = av_get_channel_layout_nb_channels(frame->channel_layout);
// 计算出每一帧的数据 单个采样点的字节 * 通道数目 * 每帧采样点数量
frame_bytes = av_get_bytes_per_sample(frame->format) * frame->channels * frame->nb_samples;
}
if (av_frame_get_buffer(frame, 0) < 0) { // 为AVFrame分配空间
exit(1); // AVFrame空间分配失败
}
printf("frame_bytes %d\n", frame_bytes);
uint8_t *frame_buf = (uint8_t *)malloc(frame_bytes);
uint8_t *pcm_temp_buf = (uint8_t *)malloc(frame_bytes);
if(!frame_buf || !pcm_temp_buf) {
return 1; // 缓冲区空间分配失败
}
int64_t all_begin_time = av_gettime_relative() / 1000; // 编码开始时间
int64_t pts = 0; // 时间戳，这个时间戳用来告诉播放器该在什么时候显示这一帧的数据
printf("============================== Start Encode ==============================\n");
for (;;) {
memset(frame_buf, 0, frame_bytes); // 清空缓冲区
size_t read_bytes = fread(frame_buf, 1, frame_bytes, infile);
if(read_bytes <= 0) {
break; // 读到文件末尾，编码结束
}
// 确保该frame可写，新写入的数据和编码器保存的数据不能产生冲突
if(av_frame_make_writable(frame) != 0) { // av_frame_is_writable(frame)函数可以判断frame是否可写
break; // frame不可写，退出
}
if (codec->id == AV_CODEC_ID_H264){ // 视频
av_image_fill_arrays(frame->data, frame->linesize, frame_buf,
frame->format, frame->width, frame->height, 1);
pts += 40; // 40ms一帧，一秒25帧
} else { // 音频
memset(pcm_temp_buf, 0, frame_bytes);
f32le_convert_to_fltp((float *)frame_buf, (float *)pcm_temp_buf, frame->nb_samples); // 将f32le packed转为float palanar
av_samples_fill_arrays(frame->data, frame->linesize, // 将读取到的PCM数据填充到frame去
pcm_temp_buf, frame->channels, frame->nb_samples, frame->format, 0);
pts += frame->nb_samples; // 使用采样率作为时间戳的单位，一个nb_samples代表一个单位pts
}
frame->pts = pts; // 设置pts，具体换算成秒 pts/采样率
if (encode(codec_ctx, frame, pkt, outfile) < 0) { // 一帧一帧编码
break; // 编码失败
}
}
encode(codec_ctx, NULL, pkt, outfile); // 冲刷编码器，可能有一小段未编码完成
printf("============================== End of Encode ==============================\n");
printf("Encode time: %4.4fs\n", ((av_gettime_relative() / 1000) - all_begin_time) / 1000.0); // 计算编码总时长
if(frame_buf) { // 释放内存
free(frame_buf);
frame_buf = NULL;
}
if (pcm_temp_buf) {
free(pcm_temp_buf);
pcm_temp_buf = NULL;
}
fclose(infile);// 关闭文件
fclose(outfile);
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&pkt);
avcodec_free_context(&codec_ctx);
getchar();
return 0;
}
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