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罗索实验室

x264编码详细文字全过程

罗索客 发布于 2009-08-26 20:34 点击:次 
应各位的要求,我决定把我的两个多月来的心血——文字流程图全部贴出来,声明这完全是个人理解,仅供参考学习,有不对的地方请大家多多执教。在这之前,我十分感谢李世平李老师的帮助,是他的帮助和我的师兄们的帮助让我感觉只要耐心就可以看懂源代码。
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感谢网上的朋友们的点播与帮助!有不对的地方请高手指出,谢谢!我的邮箱是: 苏辉 suhui1983817@sina.com 或者 luminix@sina.com

这个世界上没有做不成的事,只有做不成的人。

希望大家喜欢,希望大家多多支持,同时也希望高手们能贴些指导我们新手们的关键信息,心得。谢谢!

以下是全部内容,个人见解,谢谢!(序号为函数调用过程),帧间的看的没那么仔细,还在看,以后争取补上!

(1)  x264_param_default( x264_param_t *param )  

作用: 对编码器进行参数设定

cqm:量化表相关信息

  csp:  

  量化表相关信息里的memset( param->cqm_4iy, 16, 16 );

 memset( param->cqm_4ic, 16, 16 );

 memset( param->cqm_4py, 16, 16 );

 memset( param->cqm_4pc, 16, 16 );

 memset( param->cqm_8iy, 16, 64 );

 memset( param->cqm_8py, 16, 64 );

(2)static int  Parse( int argc, char **argv, x264_param_t *param, cli_opt_t *opt ) 初始化

1.    getopt_long(nargc, nargv, options, long_options, idx) 得到入口地址的向量与方式的选择

2.    getopt_internal(nargc, nargv, options)解析入口地址向量


(3) static int  Encode( x264_param_t *param, cli_opt_t *opt )

/* Create a copy of param */ h->param=param

/* VUI */vui信息主要包括帧率、图像尺寸等信息

/* Init x264_t */

x264_sps_init( h->sps, 0, &h->param );

x264_pps_init( h->pps, 0, &h->param, h->sps);

/* Init frames. */初始化并开辟帧空间

/* init mb cache */   对前一宏块的信息保存,因为是初始化,所以作为第一个宏块的参考,后面会有x264_macroblock_cache_load( h, i_mb_x, i_mb_y );它是将要编码的宏块的周围的宏块的值读进来, 要想得到当前块的预测值,要先知道上面,左面的预测值

/* init cabac adaptive model */

/* init CPU functions */  初始化cpu对各种分块的参数设定

/* rate control */

   1. x264_t *x264_encoder_open   ( x264_param_t *param ) 这个函数是对不正确的参数进行修改,并对各结构体参数和cabac编码,预测等需要的参数进行初始化

    2、p_read_frame( &pic, opt->hin, i_frame + opt->i_seek, param->i_width, param->i_height )

 读取一帧,并把这帧设为prev


3. i_file += Encode_frame( h, opt->hout, &pic );进入核码层

核心编码层的总流程图:(x264.c)

1.    x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, pic, &pic_out )对帧进行编码

2.    i_size = x264_nal_encode( data, &i_data, 1, &nal[i] )

网络打包编码

3.    i_file += p_write_nalu( hout, data, i_size )

把网络包写入到输出文件中去

4.    返回,对下一帧进行编码


  下面一页是详细的流程图:

 

 

 

 

 


一.帧内详细流程图:

1. x264_encoder_encode( h, &nal, &i_nal, pic, &pic_out )对帧进行编码

1.    /* 1: Copy the picture to a frame and move it to a buffer */

    x264_frame_t*fenc=x264_frame_get( h->frames.unused );

x264_frame_copy_picture( h, fenc, pic_in );

fenc->i_frame = h->frames.i_input++;

x264_frame_put( h->frames.next, fenc );

x264_frame_init_lowres( h->param.cpu, fenc );//里面包含低象素的扩展,很多for循环,应该是抽头计算和半精度象素的扩展,要认真看


2.  264_slicetype_decide( h );对slice类型的判定,里面也要看一下

3.  while( IS_X264_TYPE_B( h->frames.next[bframes]->i_type ) )

bframes++;

x264_frame_put(h->frames.current,x264_frame_get( &h->frames.next[bframes] ) );这主要是因为B帧必须等后面的非B帧编码结束后才能编码,所以把暂时不编的一系列B帧存入队列中,一直到非B帧才取出进行编码,之后再进行前面的B帧编码


do_encode:

4.  建立list0 & list1.我感觉

  x264_reference_build_list( h, h->fdec->i_poc, i_slice_type );

 比特率控制初始化

x264_ratecontrol_start(h, i_slice_type, h->fenc->i_qpplus1 );

 

5.   创建slice的头部数据

x264_slice_init( h, i_nal_type, i_slice_type, i_global_qp );


6i_frame_size = x264_slices_write( h );这是编码的关键了

1. x264_slice_header_write(&h->out.bs,&h->sh,h->i_nal_ref_idc ); /* Slice header */

2. 一些初始化工作

3. for(mb_xy=h->sh.i_first_mb, i_skip = 0; mb_xy < h->sh.i_last_mb; mb_xy++ )对一个slice中每个宏块进行循环遍历编码,其中const int i_mb_y = mb_xy / h->sps->i_mb_width;和const int i_mb_x = mb_xy % h->sps->i_mb_width;是对宏块位置在slice中的x,y坐标的定位,这个for语句几乎覆盖了整个x264_slices_write()函数

4. x264_macroblock_cache_load( h, i_mb_x, i_mb_y ); 它是将要编码的宏块的周围的宏块的值读进来, 要想得到当前块的预测值,要先知道上面,左面的预测值!

5. *****x264_macroblock_analyse( h );重点。通过一系列的SAD算出最优化方案,例如把I帧16×16的宏块分成16个4×4分别计算SAD和与原16×16SAD比较我感觉,在下面一层再详细分析。

a.   x264_mb_analyse_intra( h, &analysis, COST_MAX );我感觉是在一个16×16的SAD,4个8×8的SAD和,16个4×4SAD和中选出最优方式进行,可能我的理解不对,里面的x264_mb_encode_i4x4( h, idx, a->i_qp );i8×8几个函数的跟踪有问题,跟得我都找不到,要仔细看(现在又能跟到了)

这边好像如果是直流分量在这里就进行量化ZIGZAG扫描了,不用等到x264_macroblock_encode( h )再完成了

b.   x264_analyse_update_cache( h, &analysis ); 有对色度块的模式选择的计算,好像也有更新信息以为下次的预测作为参考

6. x264_macroblock_encode( h );

a.   判断宏块的类型

b.   根据判断的类型进行DCT,量化,ZIGZAG,并记录当前的模式为下次编码宏块(亚宏块)做参考

ZIGZAG的实现不明白(原来ZIGZAG有宏定义,在上面,现在明白了),反量化和IDCT的过程跟不进去,应该是汇编了!函数如下:( I 4×4 中 x264_mb_encode_i4x4( h, i, i_qp );)

x264_mb_dequant_4x4( dct4x4, h->dequant4_mf[CQM_4IY], i_qscale );

h->dctf.add4x4_idct( p_dst, i_stride, dct4x4 );


还有,这个函数跟踪不进去,应该是重构图像的反变换吧

h->dctf.add4x4_idct( p_dst, i_stride, dct4x4 );


h->mb.cache.intra4x4_pred_mode[x264_scan8[i]]=x264_mb_pred_mode4x4_fix(i_mode);这个值到底是怎么根据前面的模式改变的,可能是上面两个函数没能更进去所以模糊

c.    对色度块进行编码,QP限制在0-51之间,选定预测模式(DC的话值全为128)

x264_mb_encode_8x8_chroma( h, !IS_INTRA( h->mb.i_type ), i_qp );里面对两个色度信号分别编码,与亮度信号类似

d.   求亮度和色度的cbp,完全不明白是怎么求的,需要解决!现在有点明白,每个比特代表子块是不是全为0,但还没有全部明白,色度块cbp中0x02表示有AC,DC 0x01表示只有DC,

e.利用CBP判断要不要SKIP.,里面还关系到向量预测,明天好好看一下 。  其中

h->mb.qp[h->mb.i_mb_xy] = h->mb.i_last_qp;这个为读下一个qp的保存,不然解码端是读不出下一个  qp的,

关于CBP的理解还存在问题,他的8位比特各个代表的意思还不是十分明确,反正是对DC,AC的编码的选择。185页有介绍(新一代视频压缩标准 毕厚杰)


7. 选用CABAC还是CAVLC

CABAC的原理实现没仔细看

8.x264_macroblock_cache_save( h );保存以为下次的预测作为参考

9.一些收尾工作,为下次宏块作准备(看的比较粗)

(苏辉)
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本文出处:网络博客 作者:苏辉
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