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Linux FFmpeg深度解析之avcodec_align_dimensions调用流程与实战(二十九)

Linux FFmpeg深度解析之avcodec_align_dimensions调用流程与实战(二十九)

简介:CSDN博客专家、《Android系统多媒体进阶实战》作者

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🍉🍉🍉文章目录🍉🍉🍉

      • 🌻1.前言
      • 🌻2.应用场景和用法
        • 2.1为什么要调整解码缓冲区尺寸
        • 2.2函数原型与返回语义
      • 🌻3.调用流程剖析
        • 3.1根据像素格式和Codec要求计算尺寸
        • 3.2对齐尺寸进入解码缓冲区分配
      • 🌻4.实战案例
        • 4.1准备支持DR1的视频解码器
        • 4.2调用接口检查尺寸变化
        • 4.3完整代码
      • 🌻5.总结

🌻1.前言

本篇目的:理解avcodec_align_dimensions()如何根据解码器和像素格式调整图像缓冲区宽高,并通过最小程序观察对齐前后的尺寸变化。

解码器输出图像的显示宽高,不一定适合直接作为底层图像缓冲区的分配尺寸。像素格式的色度采样方式、编解码器的边界访问要求和行跨度对齐,都可能要求缓冲区比图像可见区域更大。

avcodec_align_dimensions()根据已打开的Codec上下文调整传入的宽高。它只计算对齐尺寸,不分配图像内存,也不修改图像的显示尺寸。

已打开的Codec上下文

avcodec_align_dimensions

原始图像宽高

计算对齐后的缓冲区尺寸

供解码缓冲区规划使用

🌻2.应用场景和用法

2.1为什么要调整解码缓冲区尺寸

调用者在自定义解码缓冲区分配逻辑时,需要为解码器可能访问的边界区域和像素平面预留空间。只按可见图像宽高分配,可能导致边缘读取越界或行跨度不符合解码器要求。

场景使用接口的目的注意事项
自定义解码缓冲区计算解码器可接受的宽高必须先打开支持AV_CODEC_CAP_DR1的Codec
视频帧内存池预先规划单帧分配尺寸分配尺寸不能替代显示尺寸
多平面像素格式考虑色度子采样对齐不同像素格式可能得到不同结果
自定义get_buffer2规划平面宽高及行跨度通常应考虑avcodec_align_dimensions2()返回的逐平面对齐要求
2.2函数原型与返回语义

函数原型如下:

voidavcodec_align_dimensions(AVCodecContext*s,int*width,int*height);
参数含义
s已打开的解码器AVCodecContext,Codec需要支持AV_CODEC_CAP_DR1
width输入时为待分配图像宽度,返回时为对齐后的宽度
height输入时为待分配图像高度,返回时为对齐后的高度

函数没有返回值,直接修改*width和*height。调用者应保留原始宽高,用于区分可见尺寸和缓冲区尺寸。

最小调用方式如下:

intaligned_width=visible_width;intaligned_height=visible_height;avcodec_align_dimensions(codec_context,&aligned_width,&aligned_height);

avcodec_align_dimensions2()与它相关,但提供了linesize_align[],供调用者规划各图像平面的行跨度。使用自定义get_buffer2时,不能只对比宽高;还要按照每个平面的行跨度对齐要求分配和设置AVFrame.linesize[]。

🌻3.调用流程剖析

3.1根据像素格式和Codec要求计算尺寸

avcodec_align_dimensions()先调用avcodec_align_dimensions2(),让后者根据像素格式和Codec特性调整宽高,并返回各平面的行跨度对齐值。

随后,外层函数结合亮度平面和色度平面的行跨度对齐要求,计算统一的宽度对齐单位,并用FFALIGN()向上取整宽度。高度对齐则由avcodec_align_dimensions2()完成。

以FFmpeg6.1源码中的YUV420P为例,avcodec_align_dimensions2()会考虑色度子采样和宏块高度要求;外层函数再结合行跨度对齐调整宽度。因此结果不是简单地把宽高都向上取整到16的倍数。

输入Codec上下文与宽高

检查像素格式和Codec特性

avcodec_align_dimensions2计算基础对齐

外层计算统一行跨度对齐

写回对齐后的宽高

3.2对齐尺寸进入解码缓冲区分配

这个接口只提供尺寸计算结果。它不创建AVFrame,不调用av_frame_get_buffer(),也不负责填充图像数据。

默认解码缓冲区路径会使用avcodec_align_dimensions2()获取宽高和逐平面行跨度要求。自定义缓冲区实现也应依照对应接口的约束分配每个平面,并正确填写data[]和linesize[]。

因此,avcodec_align_dimensions()适合只需要对齐宽高的调用场景;需要控制每个平面的行跨度时,应使用avcodec_align_dimensions2()。

🌻4.实战案例

4.1准备支持DR1的视频解码器

案例创建并打开MPEG-2视频解码器,设置待处理图像尺寸为641×359,并为示例指定YUV420P像素格式。真实项目应使用解码器实际协商得到的像素格式。

4.2调用接口检查尺寸变化

保留输入宽高副本,再将另一组变量传给avcodec_align_dimensions()。检查返回后的尺寸没有小于输入尺寸,并打印两组尺寸。

输出数值受Codec、像素格式和FFmpeg版本影响,不能把单一尺寸结果写死为所有解码器的规则。

4.3完整代码
#include<libavcodec/avcodec.h>#include<libavutil/pixfmt.h>#include<stdio.h>intmain(void){constAVCodec*codec;AVCodecContext*codec_context=NULL;intvisible_width=641;intvisible_height=359;intaligned_width;intaligned_height;intret=1;/* 查找支持DR1的MPEG-2视频解码器 */codec=avcodec_find_decoder(AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO);if(codec==NULL){fprintf(stderr,"Decoder not found\n");gotodone;}if(!(codec->capabilities&AV_CODEC_CAP_DR1)){fprintf(stderr,"Decoder does not support DR1\n");gotodone;}codec_context=avcodec_alloc_context3(codec);if(codec_context==NULL){fprintf(stderr,"Could not allocate codec context\n");gotodone;}/* 设置示例图像尺寸后打开解码器 */codec_context->width=visible_width;codec_context->height=visible_height;if(avcodec_open2(codec_context,codec,NULL)<0){fprintf(stderr,"Could not open decoder\n");gotodone;}/* 示例固定使用YUV420P;实际应用应使用解码输出的像素格式 */codec_context->pix_fmt=AV_PIX_FMT_YUV420P;aligned_width=visible_width;aligned_height=visible_height;/* 接口原地调整宽高,不创建图像缓冲区 */avcodec_align_dimensions(codec_context,&aligned_width,&aligned_height);if(aligned_width<visible_width||aligned_height<visible_height){fprintf(stderr,"Aligned dimensions are smaller than visible size\n");gotodone;}printf("Visible size: %dx%d\n",visible_width,visible_height);printf("Aligned size: %dx%d\n",aligned_width,aligned_height);ret=0;done:avcodec_free_context(&codec_context);returnret;}

🌻5.总结

avcodec_align_dimensions()就是依据已打开Codec和像素格式调整解码缓冲区宽高,不负责分配内存或改变图像显示尺寸。

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