C++视频基础

简介: C++视频基础

本篇文章用编程来介绍一下视频的一些基本元素

视频码率(kb/s):

视频码率,也称作比特率,是指视频文件在单位时间内传输的数据量,也就是视频流传输的质量,一般用kbps(千位每秒)为单位。码率越高,视频的质量就越好,但是文件体积也会相应增大。在同等分辨率的情况下,视频码率低 画面就可能有点模糊 视频码率高 视频就会清晰很多

视频码率可以理解为取样率,单位时间内取样率越大,精度就越高,处理出来的文件就越接近原始文件。然而,文件体积与取样率是成正比的,因此,如何在保证视频质量的前提下尽可能减小文件体积,是视频编码技术的一个重要问题。围绕这个问题,衍生出了固定码率(CBR)和可变码率(VBR)等编码方式。

视频帧率 fps:

视频帧率(Frame rate)是用于测量显示帧数的量度,也就是每秒钟传输或显示的帧数,通常用FPS(Frames Per Second)表示。帧率越高,视频的画面就越流畅,细节表现也更好。视频帧率与视频分辨率、编码格式等因素密切相关。一般来说,在分辨率越高的情况下,为了保证画面的流畅性和清晰度,需要更高的帧率。同时,不同的编码格式对帧率的支持也不同,因此在选择编码格式时也需要考虑帧率的需求。

视频分辨率:

视频分辨率指视频图像的水平和垂直方向的像素数量,通常以“水平像素数×垂直像素数”的形式表示,如1920×1080。它是衡量视频质量的一个重要指标,分辨率越高,视频画面包含的像素点越多,显示出的图像就越清晰。

视频分辨率与图像传感器、显示设备和视频编码格式等因素有关。一般来说,图像传感器的像素数量越高,能够捕捉到的细节就越多,视频分辨率也就越高。同时,高分辨率的视频也需要更高性能的显示设备才能完全展现其效果。

I帧:独立解码 具体应用 当我们在桌面上存一个图片的时候 能够在软件里面独立的显示出来 这样的称为I帧

P帧 不能够独立解码 需要参考前面最靠近他的I帧或者P帧

B帧 需要同时参考前后帧

下图解释了GOF(大量帧的集合)使用的编解码过程

下面对这个图进行分析:

I帧解出P帧 (第一个P显示的是第二个编解码)第四个显示 依次类推

DTS:DTS(Digital Theater System)是数字影院系统的意思,它是一种用于电影院和其他大型数字音频系统的音频编码技术。DTS的核心是采用高码率的音频编码方案,让观众在欣赏电影时能够体验到接近无损的音质效果。

PTS:PTS是Percentage Points的缩写,常用于描述百分比的变化或增减。它不同于百分比(percentage)的概念,百分点表示一个绝对的变化量,而百分比表示一个相对的比例。

I帧 B帧 P帧代码实例:

1.初始化ffmpg库

2.编码实现

sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev  
  
然后,你可以使用以下代码示例来编码视频帧:
#include <iostream>  
#include <x264.h>  
#include <x264_encoder.h>  
extern "C" {  
#include <libavcodec/avcodec.h>  
#include <libav 25;       // 帧率分子  
    param.i_fps_den = 1;        // 帧率分母  
    param.iformat/avformat.h>  
#include <libswscale/swscale.h>  
}  
  
int main(int argc, char* argv[])_timebase_num = 1;   // 时间基准分子  
    param.i_timebase_den = 1;   // 时间基准分母  
    param.i_threads = 0;        // 使用默认数量的线程  
    param.i_level_idc = 0; {  
    av_register_all();  
  
    // 打开输入视频文件  
    AVFormatContext* pFormatCtx = avformat_alloc_context();      // 等级(留空为自动选择)  
    param.b_interlaced = 0;     // 非交错视频  
    param.b_constrained_intra = 0; // 无约束的帧内预测  
    param.i_scenecut_threshold = 40; //  
    if (avformat_open_input(&pFormatCtx, "input_video.mp4", NULL, NULL) != 0) 场景切换阈值  
    param.b_trellis = 1;        // 使用trellis量化  
    param.i_quant_factor {  
        printf("Couldn't open file\n");  
        return -1;  
    }  
  
    // 获取流信息  
    if (avformat_ = 25;  // 量化因子  
    param.b_cabac = 1;          // 使用CABAC熵编码  
    param.i_bframe = 3;         // 使用3个B帧  
    param.i_bframe_adaptive = 1; // 自适应B帧决策  
    param.i_bframe_bias = 0;    // B帧偏置  
    param.i_rc_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0) {  
        printf("Couldn't find stream information\n");  
        method = X264_RC_CRF; // 使用CRF率控制  
    param.f_rf_constant = 23.0return -1;  
    }  
  
    // 查找视频流  
    int video_stream_index = -1;  
    for (unsigned int i =; // CRF值  
    param.i_keyint_max = 250;   // 最大关键帧间隔  
    param.i_keyint_min = 25;    // 最小关键帧间隔  
    param.i_scenecut_bias = 25; // 场景切换偏置  
  
    // 分配编码器  
    x264_t *encoder = x264_encoder_open 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++) {  
        if (pFormatCtx->streams[i]->codecpar->(&param);  
    if (!encoder) {  
        std::cerr << "Failed to open encoder!" << std::endl;  
        return -1;codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {  
            video_stream_index = i;  
            break;  
        }  
    }  
    if  
    }  
  
    // 编码循环(这里省略了读取帧的代码)  
    // 假设你有一个函数来读取下一帧图像(get_next_frame)  
    // image_t img;  
    // while (get_next_frame(&img)) {  
    //     ... (video_stream_index == -1) {  
        printf("Didn't find a video stream\n");  
        return -1;  
      
    // }  
  
    // 编码一帧图像  
    x264_picture_t pic;  
    x264_picture_alloc(&pic, X264_CSP_I420, param.i_width, param.i_height);  
    // 填充pic.img[0].plane[], pic.img[1].plane[], pic.img[2].plane[]  
    // 这里应该}  
  
    // 获取解码器上下文  
    AVCodecContext* pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(NULL);  
    AVCodec* pCodec加载你的原始图像数据到pic结构体中  
  
    int i_nal, i_size;  
    uint8_t *p_nal;  
     = avcodec_find_decoder(pFormatCtx->streams[video_stream_index]->codecpar->codec_id);  
    if (x264_nal_t *nal = NULL;  
  
    // 编码一帧  
    int ret = x264_encoder_encode(encoder, &nal, &i_nal, &pic, &i_size);  
    if (ret < 0) {pCodec == NULL) {  
        printf("Unsupported codec!\n");  
        return -1;  
    }  
    if (avcodec_parameters_to_context(pCodecCtx, pFormatCtx->streams[video_stream_index]->codecpar) < 0) {  
        printf("Could not set codec parameters.\n");  
        return -1;  
    }  
    if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, NULL) < 0) {  
        printf("Could not open codec\n");  
        return -1;  
    }  
  
    // 分配视频帧  
    AVFrame* pFrame = av_frame_alloc();  
    AVFrame* pFrameRGB = av_frame_alloc();  
    if (!pFrame || !pFrameRGB) {  
        printf("Could not allocate video frame\n");  
        return -1;  
    }  
  
    // 设置像素格式转换上下文  
    struct SwsContext* img_convert_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt,  
                                                        pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_YUV420P,  
                                                        SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);  
  
    // 打开输出文件  
    AVFormatContext* outFormatCtx = avformat_alloc_context();  
    AVStream* outStream = avformat_new_stream(outFormatCtx, NULL);  
    AVCodecContext* outCodecCtx = avcodec_alloc_context3(NULL);  
    outCodecCtx->bit_rate = 400000;  
    outCodecCtx->width = pCodecCtx->width;  
    outCodecCtx->height = pCodecCtx->height;  
    outCodecCtx->time_base = (AVRational){1, 25};  
    outCodecCtx->framerate

总结:我们要熟悉I帧 B帧 P帧的使用  视频码率 视频分辨率 视频频率的基础概念 视频码率和视频分辨率决定视频清晰程度 视频频率决定视频的流畅性

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