ffempg硬件缩放C++使用scale_cuda过滤器缩放视频

ffmpeg是一个非常强大的开源多媒体处理库，它支持各种格式的视频和音频的编解码、转换、过滤等操作。在ffmpeg中，scale_cuda过滤器可以使用GPU加速进行视频缩放。

下面是使用scale_cuda过滤器进行视频缩放的C++代码示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
#include <libavfilter/avfilter.h>
#include <libavfilter/buffersink.h>
#include <libavfilter/buffersrc.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main(int argc, char* argv[])
{
    if (argc != 4)
    {
        cout << "Usage: ./scale_cuda <input_file> <width> <height>" << endl;
        return -1;
    }

    string input_file = argv[1];
    int dst_width = stoi(argv[2]);
    int dst_height = stoi(argv[3]);

    // 初始化ffmpeg
    av_register_all();
    avfilter_register_all();

    // 打开输入文件
    AVFormatContext* input_ctx = nullptr;
    if (avformat_open_input(&input_ctx, input_file.c_str(), nullptr, nullptr) < 0)
    {
        cout << "Failed to open input file" << endl;
        return -1;
    }

    // 获取视频流信息
    if (avformat_find_stream_info(input_ctx, nullptr) < 0)
    {
        cout << "Failed to find stream information" << endl;
        avformat_close_input(&input_ctx);
        return -1;
    }

    // 获取视频流索引
    int video_stream_index = -1;
    for (unsigned int i = 0; i < input_ctx->nb_streams; i++)
    {
        if (input_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
        {
            video_stream_index = i;
            break;
        }
    }

    if (video_stream_index == -1)
    {
        cout << "Failed to find video stream" << endl;
        avformat_close_input(&input_ctx);
        return -1;
    }

    // 创建输入流上下文
    AVCodecParameters* codecpar = input_ctx->streams[video_stream_index]->codecpar;
    AVStream* input_stream = input_ctx->streams[video_stream_index];
    AVCodec* codec = avcodec_find_decoder(codecpar->codec_id);
    AVCodecContext* codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
    avcodec_parameters_to_context(codec_ctx, codecpar);
    avcodec_open2(codec_ctx, codec, nullptr);
    AVFrame* raw_frame = av_frame_alloc();
    AVPacket* packet = av_packet_alloc();

    // 创建输出流上下文
    AVFilterContext* buffersrc_ctx = nullptr;
    AVFilterContext* buffersink_ctx = nullptr;
    AVFilterGraph* filter_graph = avfilter_graph_alloc();

    // 创建buffersrc过滤器
    AVFilter* buffersrc = avfilter_get_by_name("buffer");
    AVDictionary* options = nullptr;
    av_dict_set(&options, "video_size", "1920x1080", 0);
    av_dict_set(&options, "pix_fmt", "0", 0);
    av_dict_set(&options, "time_base", "1/25", 0);
    av_dict_set(&options, "pixel_aspect", "0/1", 0);
    char args[512];
    snprintf(args, sizeof(args), "video_size=%dx%d:pix_fmt=%d:time_base=%d/%d:pixel_aspect=%d/%d",
             codec_ctx->width, codec_ctx->height, codec_ctx->pix_fmt,
             input_stream->time_base.num, input_stream->time_base.den,
             codecpar->sample_aspect_ratio.num, codecpar->sample_aspect_ratio.den);
    avfilter_graph_create_filter(&buffersrc_ctx, buffersrc, "in", args, options, filter_graph);

    // 创建scale_cuda过滤器
    AVFilter* scale_cuda = avfilter_get_by_name("scale_cuda");
    snprintf(args, sizeof(args), "%d:%d", dst_width, dst_height);
    avfilter_graph_create_filter(&buffersink_ctx, scale_cuda, "out", args, nullptr, filter_graph);

    // 连接过滤器
    avfilter_link(buffersrc_ctx, 0, buffersink_ctx, 0);
    avfilter_graph_config(filter_graph, nullptr);

    // 读取视频帧并进行缩放
    Mat frame;
    AVFrame* scaled_frame = av_frame_alloc();
    while (av_read_frame(input_ctx, packet) >= 0)
    {
        if (packet->stream_index == video_stream_index)
        {
            avcodec_send_packet(codec_ctx, packet);
            while (avcodec_receive_frame(codec_ctx, raw_frame) == 0)
            {
                av_buffersrc_add_frame_flags(buffersrc_ctx, raw_frame, AV_BUFFERSRC_FLAG_KEEP_REF);
                while (av_buffersink_get_frame(buffersink_ctx, scaled_frame) == 0)
                {
                    av_image_fill_arrays(scaled_frame->data, scaled_frame->linesize, 
                                          frame.data, AV_PIX_FMT_BGR24, dst_width, dst_height, 1);
                    frame = Mat(dst_height, dst_width, CV_8UC3, scaled_frame->data[0], scaled_frame->linesize[0]);
                    imshow("Scaled Video", frame);
                    waitKey(1);
                    av_frame_unref(scaled_frame);
                }
            }
        }

        av_packet_unref(packet);
    }

    // 释放资源
    avfilter_graph_free(&filter_graph);
    avcodec_free_context(&codec_ctx);
    av_packet_free(&packet);
    av_frame_free(&raw_frame);
    av_frame_free(&scaled_frame);
    avformat_close_input(&input_ctx);

    return 0;
}

在这个示例中，我们首先使用ffmpeg打开输入视频文件，并获取视频流的信息和索引。然后创建输入流和输出流的上下文，以及buffersrc和scale_cuda过滤器。最后，我们使用av_read_frame()函数读取视频帧，并使用av_buffersrc_add_frame_flags()函数将原始帧发送到buffersrc过滤器，然后使用av_buffersink_get_frame()函数从buffersink过滤器中获取缩放后的帧。最后，我们将缩放后的帧转换为OpenCV的Mat格式，并使用imshow()函数显示到窗口中。