（转）x264 编码流程

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http://www.usr.cc/thread-52674-1-1.html

Main函数中包含三个函数：Init，Encode，Fini，分别用来初始化，编码和编码后内存处理。

Init:

I（1）X264_param_default: 参数初始化，包括：CPU，视频参数，编码参数，码率控制参数，日志，分析参数和量化参数等。需要注意的是：

　　　　param->rc.i_qp_constant = 26;  //量化步长；
　　　　param->b_cabac=0;//   关闭CABAC编码；
　　　　param->analyse.i_me_method = X264_ME_DIA; // 菱形搜索
（2）x264_encode_open: 对不正确的参数进行修改，并对各结构体的参数和预测等需要的参数进行初始化。
        x264_validate_parameters参数有效性检验
         1. x264_cpu_num_processors：根据不同的系统确定使用的CPU个数
         2. x264_clip3：取三者之间的最大值

Fini:

x264_picture_clean：释放一副图像所占内存

x264_encoder_close：计算每个宏块的数量和其对应的PSNR值，删除一些关键数据（包括帧的有关信息，量化矩阵和码率控制信息）
/*率失真理论：对有损压缩编码下的失真和编码性能之间的关系
码率控制方法：利用半精度的SATD（sum of absolute transformed differrence）作为模式选择的依据。SATD是将残差经哈达曼变换4*4块的预测残差绝对值总和*/

Encode:

Efseek:重定位文件流上的内部位置指针

  fread：从文件流中读数据

x264_encoder_encode：

编码时，维持着三个队列：frame_next队列（临时缓存，帧类型没确定，待编码的帧队列），frame_current队列（按编码顺序排放，已经确定了帧的类型，正在编码的帧队列）和frame_unused队列（空白队列，将要编码的帧放入该队列）。

1.x264_reference_update：（更新参考帧队列，若为B帧则不更新）将上一个参考帧放入参考帧队列，并从空闲队列中取出一帧作为当前参考工作帧；

2.x264_frame_pop_unused：（获取一帧的空间fenc，用来存放待编码的帧）若unused队列不为空，则将取出的帧放入unused队列（x264_frame_pop），否则，分配一帧空间（x264_frame_new）；
   3. x264_frame_copy_picture：将该帧图像拷贝到fenc中
   4.判断是否需要进行边界扩展（x264_frame_expand_border_mod16），不能被16整除的都需要进行扩展。
   5.将fenc放入frame_next中（x264_frame_push）
  6.如果用到半精度亮度块，需要进行1/2像素扩展（x264_frame_init_lowres）
   7.若frame.current[0]==NULL（当前队列中没有帧需要编码）
       I．若frame.next[0]==NULL，结束编码（x264_encoder_frame_end）
       II. 判断帧类型（x264_slicetype_decide）
       III．将帧类型确定的帧重新排列存放在frame.current队列中
   8. 调整当前队列中帧的顺序，开始编码
  9.对编码之后的nal封装成NAL单元（x264_nal_encode）；
   10.将NALU单元写入输出文件（p_write_nalu）

do_encode:

（1）.        根据帧类型设置NAL的类型和优先级，若是IDR帧，则清空所有参考帧（x264_reference_reset）。
（2）.        初始化参考队列（x264_reference_build_list），list0 前向参考队列，P帧参考；list1，后向参考队列（B帧参考list0和list1）
（3）.        码率控制初始化（x264_ratecontrol_start），得到该帧所使用的量化步长QP（x264_ratecontrol_qp）
（4）.        创建片头数据（x264_slice_init）
（5）.        初始化比特流（bs_init）
（6）.        当前帧为IDR帧时，NAL单元更新SPS（x264_sps_write）和PPS（x264_pps_write）
（7）.        写片操作，返回编完一帧之后的比特流（x264_slices_write）
（8）.        恢复CPU状态（x264_cpu_restore）
（9）.        若帧类型是P帧，分别计算帧内编码开销和帧间编码开销，若帧间>帧内，则将P帧重新按I帧进行编码（若图片组的大小>=最小关键帧的个数，则按IDR帧编码）。
（10）.        编码结束（x264_encoder_frame_end）

x264_slices_write：

1. 帧内帧间编码（x264_slice_write）
   2. 去块滤波（x264_fdec_filter_row）

x264_slice_write：

1.        初始化当前帧的状态
2.        当前进行的是帧编码，因此NAL单元携带的是一个编码片，一个NAL单元应由一组对应于视频编码的头信息和一个压缩编码后的视频数据序列。 写当前NAL单元的头信息（x264_nal_start）
3.        写片头信息（x264_slice_header_write），包括：片中第一宏块的地址，片的类型，参考帧索引及一些帧编码模式的选择
4.        循环对每个宏块进行编码：
         I．        先获得宏块的位置坐标（i_mb_x,i_mb_y），若i_mb_x为0，则进行去块滤波；
         II．        将当前宏块的上和左边的宏块加载进来存入数组（x264_macroblock_cache_load）。
         III．        对宏块进行分析（x264_macroblock_analyse），通过计算SAD值，决定宏块预测类型
                  A．        I帧：只使用帧内预测，分别计算亮度16x16（4种）和4x4（9种）色度8x8（3种）所有模式的代价值，选                              出SAT值最小的模式
                  B．        P帧：计算帧内模式（同A）和帧间模式。帧间预测：对P帧的每一种分割进行帧间预测，得到最佳的运动矢量及最佳匹配块。过程：寻找当前块的后续矢量—— >选出最佳矢量——>找到最佳的整像素点——>找到最佳的二分之一像素点——>找到最佳的1/4像素点，取代码最小的为最佳MV 和分割方式。最后从帧内模式和帧间模式中选择小者。
          IV．        对宏块进行编码
                  A、        帧内预测模式时，用所选的预测模式对宏块中的像素值进行预测，若当前块是第一块，则预测值为128
                  B、        帧间预测模式，用所选的运动矢量进行运动补偿得到宏块的预测值。对残差矩阵进行变换量化，扫描和CAVLC熵编码。
           V. 将CAVLC编码结果写入h->out.bs（x264_macroblock_write_cavlc）；保存宏块信息 （x264_macroblock_cache_save）；通过调整QP进行码率控制；RBSP比特填充（bs_rbsp_trailing），一次 nal编码结束，指向下一个nal（x264_nal_end）；