基于FFmpeg的H265编码器

H265编码器仍旧采用变换和预测的混合编码方法。输入帧以宏块为单位被编码器处理，首先按照帧内或帧间预测编码的方法进行处理；接着，预测值与当前块相减，相减后得到的残差块经变换、量化后产生一组量化后的变换系数；最后，这组量化后的变换系数经过熵编码，与解码所需的一些头信息（如预测模式量化参数、运动矢量等）一起组成一个压缩后的码流，经NAL（网络自适应层）供传输和存储用。为了提供进一步预测用的参考图像，编码器必须有重建的功能。为了去除编解码环路中产生的噪声，提高参考帧的图像质量，从而提高图像压缩性能，设置了一个环路滤波器，滤波后的输出即是重建图像，可用作参考图像。

H265的编解码流程主要功能:

帧间和帧内预测 (Estimation)：图像经过帧内预测和帧间预测后，与原始视频帧进行相减形成预测残差。

变换(Transform)和反变换 ：将图像的时域信号变换为频域的信号，在频域中信号的能量集中在低频区域，并使其码率相对于空间信号有大幅下降。

量化(Quantization)和反量化 ：不降低视觉效果的前提下，保留图像的细节，确定量化参数（QP），减少图像的编码长度。

环路滤波(Loop Filter) ：对块边界处的像素进行滤波以平滑像素值的突变，消除视频图像中的块效应，同时可以达到降低噪音的效果。

熵编码(Entropy Coding) ：利用信息的统计冗余进行数据压缩的无损编码方法。

FFmpeg编码的流程图

如下图是基于FFMPEG的H265视频编码器流程图，该编码器实现了YUV420P的像素数据编码为H265(H264，MPEG2，VP8)的压缩编码数据。

首先用函数avcodec_find_encoder()查找编码器；然后用函数avcodec_alloc_context()申请CODEC，函数avcodec_alloc_frame()申请编码器中的图像帧空间；设置编码器参数，包括宽度、高度等；avcodec_open()打开编码器CODEC；获取图像数据；编码当前图像avcodec_encode_video()；写入码流文件；编码完毕后，销毁各种资源，关闭编码器avcodec_close()等。

（1）av_register_all()：注册FFmpeg 的H265编码器。调用了avcodec_register_all()，avcodec_register_all()注册了H265编码器有关的组件：硬件加速器，编码器，Parser，Bitstream Filter等；