最简单的视频编码器：基于libx265（编码YUV为H.265）

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最简单的视频编码器系列文章列表：

最简单的视频编码器：编译

最简单的视频编码器：基于libx264（编码YUV为H.264）

最简单的视频编码器：基于libx265（编码YUV为H.265）

最简单的视频编码器：libvpx（编码YUV为VP8）

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本文记录一个最简单的基于libx265的H.265(HEVC)视频编码器。此前记录的编码器是经过FFmpeg调用libx265完成编码的，例如：

《最简单的基于FFmpeg的视频编码器-更新版（YUV编码为HEVC(H.265)）》

相比与上文中的编码器，本文记录的编码器属于“轻量级”的编码器。由于它再也不包含FFmpeg的代码，直接调用libx265完成编码。所以项目的体积很是小巧。该编码器能够将输入的YUV数据编码为H.265码流文件。

流程图

调用libx265进行视频编码的流程图以下所示。

 

从流程图中能够看出x265的API和x264的API十分类似。它们在用法上只有微小的不一样。

流程图中主要的函数以下所示。
x265_param_alloc()：为参数集结构体x265_param分配内存。
x265_param_default()：设置参数集结构体x265_param的缺省值。
x265_picture_alloc()：为图像结构体x265_picture分配内存。
x265_picture_init()：设置图像结构体x265_picture的缺省值。
x265_encoder_open()：打开编码器。
x265_encoder_encode()：编码一帧图像。
x265_encoder_close()：关闭编码器。
x265_picture_free()：释放x265_picture_alloc()申请的资源。
x265_param_free()：释放x265_param_alloc()申请的资源。

存储数据的结构体以下所示。
x265_picture：存储压缩编码前的像素数据。
x265_nal：存储压缩编码后的码流数据。

此外流程图中还包括一个“flush_encoder”模块，该模块使用的函数和编码模块是同样的。惟一的不一样在于再也不输入视频像素数据。它的做用是输出编码器中剩余的码流数据。

源代码

 /**
  * 最简单的基于X265的视频编码器
  * Simplest X265 Encoder
  *
  * 雷霄骅 Lei Xiaohua
  * leixiaohua1020@126.com
  * 中国传媒大学/数字电视技术
  * Communication University of China / Digital TV Technology
  * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
  *
  * 本程序能够YUV格式的像素数据编码为H.265码流，是最简单的
  * 基于libx265的视频编码器
  *
  * 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;
 }

运行结果

程序的输入为一个YUV文件（已经测试过YUV444P和YUV420P两种格式）。

输出为H.265码流文件。

H.265码流文件的信息以下所示。

下载

Simplest Encoder

项目主页

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

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

开源中国：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_encoder

CDSN下载地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8284105

该解决方案包含了几个常见的编码器的使用示例：
simplest_vpx_encoder：最简单的基于libvpx的视频编码器
simplest_x264_encoder：最简单的基于libx264的视频编码器
simplest_x265_encoder：最简单的基于libx265的视频编码器