如何将 ffmpeg 视频帧转换为 YUV444？

Question

我一直在关注 tutorial on how to use ffmpeg and SDL to make a simple video player with no audio (yet). While looking through the tutorial I realized it was out of date and many of the functions it used, for both ffmpeg and SDL, were deprecated. So I searched for an up-to-date solution and found a Whosebug question answer 完成了教程所缺少的内容。

但是，它使用的是低质量的YUV420。我想实现 YUV444，在研究了一些色度二次采样并查看了 YUV 的不同格式后，我对如何实现它感到困惑。据我了解，YUV420 的质量是 YUV444 的四分之一。 YUV444 表示每个像素都有自己的色度样本，因此更详细，而 YUV420 表示像素组合在一起并具有相同的色度样本，因此不那么详细。

根据我的理解，不同格式的 YUV(420, 422, 444) 在它们对 y、u 和 v 的排序方式上有所不同。所有这些都有点让人不知所措，因为我没有做太多与编解码器，转换等。任何帮助将不胜感激，如果需要其他信息，请在投票前告诉我。

这是我提到的关于转换为 YUV420 的 answer 中的代码：

texture = SDL_CreateTexture(
        renderer,
        SDL_PIXELFORMAT_YV12,
        SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING,
        pCodecCtx->width,
        pCodecCtx->height
        );
    if (!texture) {
        fprintf(stderr, "SDL: could not create texture - exiting\n");
        exit(1);
    }

    // initialize SWS context for software scaling
    sws_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,
        pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,
        AV_PIX_FMT_YUV420P,
        SWS_BILINEAR,
        NULL,
        NULL,
        NULL);

    // set up YV12 pixel array (12 bits per pixel)
    yPlaneSz = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
    uvPlaneSz = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height / 4;
    yPlane = (Uint8*)malloc(yPlaneSz);
    uPlane = (Uint8*)malloc(uvPlaneSz);
    vPlane = (Uint8*)malloc(uvPlaneSz);
    if (!yPlane || !uPlane || !vPlane) {
        fprintf(stderr, "Could not allocate pixel buffers - exiting\n");
        exit(1);
    }

    uvPitch = pCodecCtx->width / 2;
    while (av_read_frame(pFormatCtx, &packet) >= 0) {
        // Is this a packet from the video stream?
        if (packet.stream_index == videoStream) {
            // Decode video frame
            avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &frameFinished, &packet);

            // Did we get a video frame?
            if (frameFinished) {
                AVPicture pict;
                pict.data[0] = yPlane;
                pict.data[1] = uPlane;
                pict.data[2] = vPlane;
                pict.linesize[0] = pCodecCtx->width;
                pict.linesize[1] = uvPitch;
                pict.linesize[2] = uvPitch;

                // Convert the image into YUV format that SDL uses
                sws_scale(sws_ctx, (uint8_t const * const *)pFrame->data,
                    pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pict.data,
                    pict.linesize);

                SDL_UpdateYUVTexture(
                    texture,
                    NULL,
                    yPlane,
                    pCodecCtx->width,
                    uPlane,
                    uvPitch,
                    vPlane,
                    uvPitch
                    );

                SDL_RenderClear(renderer);
                SDL_RenderCopy(renderer, texture, NULL, NULL);
                SDL_RenderPresent(renderer);

            }
        }

        // Free the packet that was allocated by av_read_frame
        av_free_packet(&packet);
        SDL_PollEvent(&event);
        switch (event.type) {
            case SDL_QUIT:
                SDL_DestroyTexture(texture);
                SDL_DestroyRenderer(renderer);
                SDL_DestroyWindow(screen);
                SDL_Quit();
                exit(0);
                break;
            default:
                break;
        }

    }

    // Free the YUV frame
    av_frame_free(&pFrame);
    free(yPlane);
    free(uPlane);
    free(vPlane);

    // Close the codec
    avcodec_close(pCodecCtx);
    avcodec_close(pCodecCtxOrig);

    // Close the video file
    avformat_close_input(&pFormatCtx);

编辑：

经过更多研究，我了解到在 YUV420 中，首先存储所有 Y，然后依次存储 U 和 V 字节的组合，如下图所示：
_{（来源：wikimedia.org）}

然而我也了解到 YUV444 是按照 U、Y、V 的顺序存储的，并且像这张图所示的那样重复：

我尝试更改代码中的一些内容：

    // I changed SDL_PIXELFORMAT_YV12 to SDL_PIXELFORMAT_UYVY
    // as to reflect the order of YUV444
    texture = SDL_CreateTexture(
        renderer,
        SDL_PIXELFORMAT_UYVY,
        SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING,
        pCodecCtx->width,
        pCodecCtx->height
        );
    if (!texture) {
        fprintf(stderr, "SDL: could not create texture - exiting\n");
        exit(1);
    }

    // Changed AV_PIX_FMT_YUV420P to AV_PIX_FMT_YUV444P
    // for rather obvious reasons
    sws_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,
        pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,
        AV_PIX_FMT_YUV444P,
        SWS_BILINEAR,
        NULL,
        NULL,
        NULL);

    // There are as many Y, U and V bytes as pixels I just
    // made yPlaneSz and uvPlaneSz equal to the number of pixels
    yPlaneSz = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
    uvPlaneSz = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
    yPlane = (Uint8*)malloc(yPlaneSz);
    uPlane = (Uint8*)malloc(uvPlaneSz);
    vPlane = (Uint8*)malloc(uvPlaneSz);
    if (!yPlane || !uPlane || !vPlane) {
        fprintf(stderr, "Could not allocate pixel buffers - exiting\n");
        exit(1);
    }

    uvPitch = pCodecCtx->width * 2;
    while (av_read_frame(pFormatCtx, &packet) >= 0) {
        // Is this a packet from the video stream?
        if (packet.stream_index == videoStream) {
            // Decode video frame
            avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &frameFinished, &packet);

            // Rearranged the order of the planes to reflect UYV order
            // then set linesize to the number of Y, U and V bytes
            // per row
            if (frameFinished) {
                AVPicture pict;
                pict.data[0] = uPlane;
                pict.data[1] = yPlane;
                pict.data[2] = vPlane;
                pict.linesize[0] = pCodecCtx->width;
                pict.linesize[1] = pCodecCtx->width;
                pict.linesize[2] = pCodecCtx->width;

                // Convert the image into YUV format that SDL uses
                sws_scale(sws_ctx, (uint8_t const * const *)pFrame->data,
                    pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pict.data,
                    pict.linesize);

                SDL_UpdateYUVTexture(
                    texture,
                    NULL,
                    yPlane,
                    1,
                    uPlane,
                    uvPitch,
                    vPlane,
                    uvPitch
                    );
//.................................................

但现在我在调用 SDL_UpdateYUVTexture 时遇到访问冲突...老实说，我不确定出了什么问题。我认为这可能与 AVPicture pic 的成员 data 和 linesize 设置不当有关，但我并不肯定。

Answer 1

在网上搜索可能的答案数小时后，我偶然发现了这个 post，其中有人询问 YUV444 对打包模式或平面模式的支持。我发现的唯一当前格式是打包的 AYUV。

他们得到的答案是所有当前支持的格式列表，其中不包括 AYUV。所以SDL不支持YUV444.

唯一的解决办法是使用不同的支持 AYUV/YUV444 的库。

如何将 ffmpeg 视频帧转换为 YUV444？

How to convert ffmpeg video frame to YUV444?

c

c++

ffmpeg

yuv

subsampling

编辑：