C でマルチメディア エンコードおよびデコード アルゴリズムを実装するにはどうすればよいですか?
要約: マルチメディアのエンコードとデコードは、オーディオおよびビデオ処理の主要なテクノロジです。この記事では、C でマルチメディア エンコードおよびデコード アルゴリズムを実装する方法を説明し、コード例を示します。
はじめに
最新のマルチメディア アプリケーションでは、メディア エンコードおよびデコード テクノロジが重要な役割を果たしています。マルチメディア コーディングは、元のオーディオ信号とビデオ信号を圧縮された数学的表現に変換して、保存と送信に必要なリソースを削減します。デコードは、圧縮された数学的表現を元の信号に変換するプロセスです。この記事では、C を例として使用して、マルチメディア エンコードおよびデコード アルゴリズムを実装する方法を紹介します。
オーディオ エンコードおよびデコード アルゴリズムの実装
C でオーディオ エンコードおよびデコード アルゴリズムを実装するには、FFmpeg や GStreamer などのオープン ソース ライブラリを使用できます。以下は、オーディオのエンコードとデコードに FFmpeg ライブラリを使用するサンプル コードです。
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/opt.h>
}
void encodeAudio(const char* inputFileName, const char* outputFileName, AVCodecID codecID) {
AVFormatContext* formatContext = NULL;
AVCodecContext* codecContext = NULL;
AVCodec* codec = NULL;
AVPacket* packet = NULL;
AVFrame* frame = NULL;
int ret;
av_register_all();
avcodec_register_all();
formatContext = avformat_alloc_context();
ret = avformat_open_input(&formatContext, inputFileName, NULL, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the input file" << std::endl;
return;
}
ret = avformat_find_stream_info(formatContext, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while finding stream information" << std::endl;
return;
}
int audioStreamIndex = av_find_best_stream(formatContext, AVMEDIA_TYPE_AUDIO, -1, -1, &codec, 0);
if (audioStreamIndex < 0) {
std::cerr << "Error while finding audio stream" << std::endl;
return;
}
codecContext = avcodec_alloc_context3(codec);
ret = avcodec_open2(codecContext, codec, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the codec" << std::endl;
return;
}
packet = av_packet_alloc();
frame = av_frame_alloc();
FILE* outputFile = fopen(outputFileName, "wb");
while (av_read_frame(formatContext, packet) >= 0) {
if (packet->stream_index == audioStreamIndex) {
ret = avcodec_send_packet(codecContext, packet);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while sending packet to the codec" << std::endl;
break;
}
while (ret >= 0) {
ret = avcodec_receive_frame(codecContext, frame);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
break;
else if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while receiving frame from the codec" << std::endl;
break;
}
// 在这里可以对音频数据进行处理，如应用滤波器、增益等
fwrite(frame->data[0], 1, frame->linesize[0], outputFile);
}
}
av_packet_unref(packet);
}
fclose(outputFile);
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&packet);
avcodec_free_context(&codecContext);
avformat_close_input(&formatContext);
avformat_free_context(formatContext);
}
void decodeAudio(const char* inputFileName, const char* outputFileName) {
AVFormatContext* formatContext = NULL;
AVCodecContext* codecContext = NULL;
AVCodec* codec = NULL;
AVPacket* packet = NULL;
AVFrame* frame = NULL;
int ret;
av_register_all();
avcodec_register_all();
formatContext = avformat_alloc_context();
ret = avformat_open_input(&formatContext, inputFileName, NULL, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the input file" << std::endl;
return;
}
ret = avformat_find_stream_info(formatContext, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while finding stream information" << std::endl;
return;
}
int audioStreamIndex = av_find_best_stream(formatContext, AVMEDIA_TYPE_AUDIO, -1, -1, &codec, 0);
if (audioStreamIndex < 0) {
std::cerr << "Error while finding audio stream" << std::endl;
return;
}
codecContext = avcodec_alloc_context3(codec);
ret = avcodec_open2(codecContext, codec, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the codec" << std::endl;
return;
}
packet = av_packet_alloc();
frame = av_frame_alloc();
FILE* outputFile = fopen(outputFileName, "wb");
while (av_read_frame(formatContext, packet) >= 0) {
if (packet->stream_index == audioStreamIndex) {
ret = avcodec_send_packet(codecContext, packet);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while sending packet to the codec" << std::endl;
break;
}
while (ret >= 0) {
ret = avcodec_receive_frame(codecContext, frame);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
break;
else if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while receiving frame from the codec" << std::endl;
break;
}
// 在这里可以对音频数据进行处理，如应用滤波器、增益等
fwrite(frame->data[0], 1, frame->linesize[0], outputFile);
}
}
av_packet_unref(packet);
}
fclose(outputFile);
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&packet);
avcodec_free_context(&codecContext);
avformat_close_input(&formatContext);
avformat_free_context(formatContext);
}
int main() {
const char* inputFile = "input.wav";
const char* encodedFile = "encoded.mp3";
const char* decodedFile = "decoded.wav";
// 编码音频
encodeAudio(inputFile, encodedFile, AV_CODEC_ID_MP3);
// 解码音频
decodeAudio(encodedFile, decodedFile);
return 0;
}ビデオのエンコードとデコードのアルゴリズムの実装
C でのビデオのエンコードとデコードのアルゴリズムの実装。次のようなオープン ソース ライブラリを使用することもできます。 FFmpeg または GStreamer として。以下は、FFmpeg ライブラリを使用したビデオのエンコードとデコードのサンプル コードです。
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include }
void encodeVideo(const char* inputFileName, const char* outputFileName, AVCodecID codecID) {
AVFormatContext* formatContext = NULL;
AVCodecContext* codecContext = NULL;
AVCodec* codec = NULL;
AVPacket* packet = NULL;
AVFrame* frame = NULL;
int ret;
av_register_all();
avcodec_register_all();
formatContext = avformat_alloc_context();
ret = avformat_open_input(&formatContext, inputFileName, NULL, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the input file" << std::endl;
return;
}
ret = avformat_find_stream_info(formatContext, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while finding stream information" << std::endl;
return;
}
int videoStreamIndex = av_find_best_stream(formatContext, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &codec, 0);
if (videoStreamIndex < 0) {
std::cerr << "Error while finding video stream" << std::endl;
return;
}
codecContext = avcodec_alloc_context3(codec);
ret = avcodec_open2(codecContext, codec, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the codec" << std::endl;
return;
}
packet = av_packet_alloc();
frame = av_frame_alloc();
FILE* outputFile = fopen(outputFileName, "wb");
while (av_read_frame(formatContext, packet) >= 0) {
if (packet->stream_index == videoStreamIndex) {
ret = avcodec_send_packet(codecContext, packet);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while sending packet to the codec" << std::endl;
break;
}
while (ret >= 0) {
ret = avcodec_receive_frame(codecContext, frame);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
break;
else if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while receiving frame from the codec" << std::endl;
break;
}
// 在这里可以对视频帧进行处理，如应用滤波器、调整亮度等
fwrite(frame->data[0], 1, frame->linesize[0], outputFile);
fwrite(frame->data[1], 1, frame->linesize[1], outputFile);
fwrite(frame->data[2], 1, frame->linesize[2], outputFile);
}
}
av_packet_unref(packet);
}
fclose(outputFile);
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&packet);
avcodec_free_context(&codecContext);
avformat_close_input(&formatContext);
avformat_free_context(formatContext);
}
void decodeVideo(const char* inputFileName, const char* outputFileName) {
AVFormatContext* formatContext = NULL;
AVCodecContext* codecContext = NULL;
AVCodec* codec = NULL;
AVPacket* packet = NULL;
AVFrame* frame = NULL;
int ret;
av_register_all();
avcodec_register_all();
formatContext = avformat_alloc_context();
ret = avformat_open_input(&formatContext, inputFileName, NULL, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the input file" << std::endl;
return;
}
ret = avformat_find_stream_info(formatContext, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while finding stream information" << std::endl;
return;
}
int videoStreamIndex = av_find_best_stream(formatContext, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &codec, 0);
if (videoStreamIndex < 0) {
std::cerr << "Error while finding video stream" << std::endl;
return;
}
codecContext = avcodec_alloc_context3(codec);
ret = avcodec_open2(codecContext, codec, NULL);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while opening the codec" << std::endl;
return;
}
packet = av_packet_alloc();
frame = av_frame_alloc();
FILE* outputFile = fopen(outputFileName, "wb");
while (av_read_frame(formatContext, packet) >= 0) {
if (packet->stream_index == videoStreamIndex) {
ret = avcodec_send_packet(codecContext, packet);
if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while sending packet to the codec" << std::endl;
break;
}
while (ret >= 0) {
ret = avcodec_receive_frame(codecContext, frame);
if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
break;
else if (ret < 0) {
std::cerr << "Error while receiving frame from the codec" << std::endl;
break;
}
// 在这里可以对视频帧进行处理，如应用滤波器、调整亮度等
fwrite(frame->data[0], 1, frame->linesize[0], outputFile);
fwrite(frame->data[1], 1, frame->linesize[1], outputFile);
fwrite(frame->data[2], 1, frame->linesize[2], outputFile);
}
}
av_packet_unref(packet);
}
fclose(outputFile);
av_frame_free(&frame);
av_packet_free(&packet);
avcodec_free_context(&codecContext);
avformat_close_input(&formatContext);
avformat_free_context(formatContext);
}
int main() {
const char* inputFile = "input.mp4";
const char* encodedFile = "encoded.mp4";
const char* decodedFile = "decoded.avi";
// 编码视频
encodeVideo(inputFile, encodedFile, AV_CODEC_ID_H264);
// 解码视频
decodeVideo(encodedFile, decodedFile);
return 0;
}結論
FFmpeg などのオープン ソース ライブラリを使用すると、オーディオとビデオのエンコードとデコードのアルゴリズムを C で実装できます。この記事では、読者がこれらのアルゴリズムをより深く理解し、適用できるようにするサンプル コードを提供します。読者は、特定のニーズに応じてコードを変更および拡張し、独自のマルチメディア処理ニーズを満たすことができます。
以上がC++ でマルチメディア エンコードおよびデコード アルゴリズムを実装するにはどうすればよいですか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。
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