FFmpeg RGB转YUV

前言

下面这个例子是使用 FFmpeg 将 RGB 格式像素数据转换成 YUV 格式像素数据，在本地生成的 YUV 文本使用雷霄骅大神改写的 yuvplayer 成功播放。

我测试的 rgb 文件像素格式是 RGB24 的，如果你的是其它像素格式，请自行替换 "像素格式ID" 和申请的内存空间大小等等。如果有些同学没有 rgb 测试文件，可以留言我发给你。

效果

设置好分辨率，将本地生成的 YUV 文本直接拖到 yuvplayer 窗口中，即可正常播放，如下图所示：

完整代码

#include <iostream>

extern "C"
{
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libswscale/swscale.h>
}

#pragma comment(lib,"avformat.lib")
#pragma comment(lib,"avcodec.lib")
#pragma comment(lib,"avutil.lib")
#pragma comment(lib,"swscale.lib")

using namespace std;

int main()
{
	char infile[] = "dove_RGB24.rgb";
	char outfile[] = "out.yuv";

	// 源图像参数（这里参数要设置正确，否则会转换异常）
	int width = 640;
	int height = 360;

	//1 打开RGB和YUV文件
	FILE *fpin = fopen(infile, "rb");
	if (!fpin)
	{
		cout << infile << "open infile failed!" << endl;
		getchar();
		return -1;
	}

	FILE* fpout = fopen(outfile, "wb");
	if (!fpout)
	{
		cout << infile << "open outfile failed!" << endl;
		getchar();
		return -1;
	}
	// 创建RGB缓冲区同时分配内存
	unsigned char *rgbBuf = new unsigned char[width * height * 3];

	// 注册所有和编解码器有关的组件
	av_register_all();

	//2 创建视频重采样上下文：指定源和目标图像分辨率、格式
	SwsContext *swsCtx = NULL;
	swsCtx = sws_getCachedContext(swsCtx,
		width, height, AV_PIX_FMT_RGB24,
		width, height, AV_PIX_FMT_YUV420P,
		SWS_BICUBIC,
		NULL, NULL, NULL
		);

	//3 创建YUV视频帧并配置
	AVFrame *yuvFrame = av_frame_alloc();
	yuvFrame->format = AV_PIX_FMT_YUV420P;
	yuvFrame->width = width;
	yuvFrame->height = height;
	av_frame_get_buffer(yuvFrame, 3 * 8);

	// 循环写视频文件
	for (;;)
	{
		//4 每次读取一帧RGB数据到rgbBuf，读取完毕则退出
		int len = fread(rgbBuf, width*height * 3, 1, fpin);
		if (len <= 0)
		{
			break;
		}
        
		//5 创建RGB视频帧并绑定RGB缓冲区（avpicture_fill是给rgbFrame初始化一些字段，并且会自动填充data和linesize）
		AVFrame *rgbFrame = av_frame_alloc();
		avpicture_fill((AVPicture *)rgbFrame, rgbBuf, AV_PIX_FMT_BGR24, width, height);

		//6 像素格式转换，转换后的YUV数据存放在yuvFrame
		int outSliceH = sws_scale(swsCtx, rgbFrame->data, rgbFrame->linesize, 0, height,
			yuvFrame->data, yuvFrame->linesize);
		if (outSliceH <= 0)
			break;

		//7 将YUV各分量数据写入文件
		fwrite(yuvFrame->data[0], width * height, 1, fpout);
		fwrite(yuvFrame->data[1], width * height / 4, 1, fpout);
		fwrite(yuvFrame->data[2], width * height / 4, 1, fpout);

		cout << ".";
	}

	cout << "\n======================end=========================" << endl;

	// 关闭RGB和YUV文件
	fclose(fpin);
	fclose(fpout);
    
	// 释放RGB缓冲区
	delete rgbBuf;    

	//清理视频重采样上下文
	sws_freeContext(swsCtx);

	getchar();

	return 0;
}

代码分析

因为是要做的 RGB 转 YUV，这个过程中最重要的函数是 sws_scale，其函数原型如下：

int sws_scale(struct SwsContext *c,
              const uint8_t *const srcSlice[],
              const int srcStride[],
              int srcSliceY, int srcSliceH,
              uint8_t *const dst[], const int dstStride[]);

所以我们先要创建并配置好 sws_scale 需要的参数，下面我们分别讲解一下：

（1）参数 c，用于指定源和目标图像分辨率、格式，在第 2 步创建；

（2）参数 srcSlice[] 和 srcStride[]，即源图像的数据指针和行字节数，可以通过rgbFrame->data和rgbFrame->linesize获得，而 rgbFrame 在第 5 步创建 ；

（3）参数 dst[] 和 dstStride[]，即目标图像的数据指针和行字节数，可以通过yuvFrame->data和yuvFrame->linesize获得，而 yuvFrame 在第 3 步创建 ；

总而言之，就是先打开 RGB 和 YUV 文本，配置好 sws_scale 需要的参数，在循环中每次读取一帧 RGB 视频帧数据保存在 rgbFrame 结构体中，然后经过 swscale 函数转换，将得到的一帧 YUV 视频帧数据保存在 pFrameYUV 中，最后将 yuvFrame 中的数据写入 YUV 文件。

注意：源图像参数要跟你的本地 RGB 文件一致，否则会转换异常。

参考：

雷霄骅 - FFMPEG 实现 YUV，RGB各种图像原始数据之间的转换（swscale）