请讲解一个码流格式为h.264的视频信号的解码的原理,并用C语言实现它

时间: 2023-05-31 10:05:21 浏览: 34
H.264是一种视频压缩标准,它的解码原理是将压缩后的视频帧进行解码,恢复成原始的视频帧。具体的解码过程如下: 1. 读取H.264视频码流数据。 2. 解析码流数据,提取出视频帧的数据。H.264码流数据由一系列NALU(网络抽象层单元)组成,其中包含SPS(序列参数集)、PPS(图像参数集)和视频帧的数据。 3. 解码SPS和PPS,并初始化解码器。SPS和PPS包含了视频帧的一些参数,如分辨率、帧率、色彩空间等。 4. 解码视频帧数据。H.264视频帧数据由多个宏块(Macroblock)组成,每个宏块包含多个亚宏块(Sub-macroblock),亚宏块包含多个像素。解码器会对每个宏块进行解码,重建出原始的视频帧。 5. 输出解码后的视频帧。 下面是一个用C语言实现H.264视频解码的简单示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <stdint.h> #include <stdbool.h> #define MAX_FRAME_SIZE 65536 // H.264 NALU类型 typedef enum { NALU_TYPE_UNDEFINED = 0, NALU_TYPE_NON_IDR = 1, NALU_TYPE_IDR = 5, NALU_TYPE_SEI = 6, NALU_TYPE_SPS = 7, NALU_TYPE_PPS = 8 } NaluType; // H.264 NALU结构体 typedef struct { uint8_t *data; // NALU数据指针 int length; // NALU数据长度 NaluType type; // NALU类型 } Nalu; // H.264解码器结构体 typedef struct { void *codec; // 解码器句柄 uint8_t *frameBuffer; // 解码后的视频帧数据 int frameSize; // 解码后的视频帧数据长度 } H264Decoder; // 初始化H.264解码器 bool H264Decoder_Init(H264Decoder *decoder) { // 初始化解码器句柄 decoder->codec = NULL; decoder->frameBuffer = NULL; decoder->frameSize = 0; // TODO: 实现解码器初始化 return true; } // 释放H.264解码器 void H264Decoder_Free(H264Decoder *decoder) { // 释放解码器句柄 if (decoder->codec) { // TODO: 实现解码器释放 } // 释放视频帧数据 if (decoder->frameBuffer) { free(decoder->frameBuffer); decoder->frameBuffer = NULL; decoder->frameSize = 0; } } // H.264视频帧解码 bool H264Decoder_Decode(H264Decoder *decoder, const uint8_t *data, int length) { // 读取NALU头部 uint8_t naluType = (data[0] & 0x1f); uint8_t naluRefIdc = (data[0] >> 5); // 如果NALU类型为SPS或PPS,直接忽略 if (naluType == NALU_TYPE_SPS || naluType == NALU_TYPE_PPS) { return true; } // 如果NALU类型为非IDR帧或IDR帧,解码视频帧数据 if (naluType == NALU_TYPE_NON_IDR || naluType == NALU_TYPE_IDR) { // TODO: 实现视频帧解码 // 将解码后的视频帧数据保存到解码器结构体中 if (decoder->frameBuffer) { free(decoder->frameBuffer); } decoder->frameBuffer = (uint8_t*)malloc(MAX_FRAME_SIZE); memcpy(decoder->frameBuffer, decodedFrameData, decodedFrameSize); decoder->frameSize = decodedFrameSize; return true; } return false; } // 主函数 int main() { // TODO: 实现H.264视频解码器的测试代码 return 0; } ```

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H.264解码器源码中的解码器释放功能主要是用于释放解码器所占用的内存资源,包括解码器上下文、图像缓冲区等。具体原理如下: 1. 首先,需要释放解码器上下文中的各种数据结构,包括帧类型、参考帧列表、语法元素解码器、slice解码器等。 2. 其次,需要释放图像缓冲区中的各种数据结构,包括图像数据、参考图像列表等。 3. 最后,需要释放解码器本身所占用的内存空间,包括解码器对象、图像缓冲区对象等。 以下是用C语言实现H.264解码器释放功能的源码及注释: c void release_decoder(H264Decoder *decoder) { // 释放解码器上下文中的各种数据结构 release_frame_type(decoder->frame_type); release_reference_frames(decoder->ref_frames); release_syntax_elements(decoder->se); release_slice_decoders(decoder->slice_decoders); // 释放图像缓冲区中的各种数据结构 release_picture_data(decoder->picture_data); release_reference_pictures(decoder->ref_pictures); // 释放解码器本身所占用的内存空间 free(decoder); } 其中,H264Decoder是解码器对象的结构体,包含解码器上下文、图像缓冲区等相关信息。release_frame_type、release_reference_frames、release_syntax_elements、release_slice_decoders、release_picture_data、release_reference_pictures等函数分别用于释放解码器上下文中各种数据结构和图像缓冲区中的各种数据结构。最后,使用free函数释放解码器对象的内存空间。
由于FFmpeg是一个C语言库,因此在Java中使用FFmpeg时需要使用Java Native Interface(JNI)来进行交互。以下是一个简单的Java JNI代码示例,用于接收H.264/H.265的码流并将其解码为YUV格式。 首先,需要在Java中定义本地方法,以便调用FFmpeg库中的函数。这可以通过使用“native”关键字来完成。以下是一个示例方法,用于初始化FFmpeg并打开输入文件: public native void init(String input_file); 接下来,需要在C/C++代码中实现这个方法。以下是一个简单的示例,使用FFmpeg API初始化并打开输入文件: JNIEXPORT void JNICALL Java_MyClass_init(JNIEnv *env, jobject obj, jstring input_file) { const char *in_filename = (*env)->GetStringUTFChars(env, input_file, NULL); // Initialize FFmpeg av_register_all(); // Open input file AVFormatContext *format_ctx = NULL; if (avformat_open_input(&format_ctx, in_filename, NULL, NULL) != 0) { printf("Error: Could not open input file\n"); return; } // Find stream information if (avformat_find_stream_info(format_ctx, NULL) < 0) { printf("Error: Could not find stream information\n"); avformat_close_input(&format_ctx); return; } // Close input file avformat_close_input(&format_ctx); (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, input_file, in_filename); } 这个方法首先获取Java字符串对象的UTF-8编码,并将其转换为C字符串。然后,它初始化FFmpeg库并打开输入文件。如果打开文件失败,则会输出错误消息并返回。否则,它将查找流信息并关闭输入文件。 接下来,需要定义另一个本地方法,用于读取视频帧。以下是一个示例方法,用于读取下一帧并将其解码为YUV格式: public native byte[] readFrame(); 为了实现这个方法,需要使用FFmpeg的AVPacket和AVFrame结构。以下是一个简单的示例,用于读取下一帧并将其解码为YUV格式: JNIEXPORT jbyteArray JNICALL Java_MyClass_readFrame(JNIEnv *env, jobject obj) { // Read next packet AVPacket packet; av_init_packet(&packet); if (av_read_frame(format_ctx, &packet) < 0) { return NULL; } // Decode packet AVFrame *frame = av_frame_alloc(); int got_frame = 0; if (avcodec_decode_video2(codec_ctx, frame, &got_frame, &packet) < 0) { av_packet_unref(&packet); av_frame_free(&frame); return NULL; } // Convert frame to YUV format AVFrame *yuv_frame = av_frame_alloc(); uint8_t *buffer = (uint8_t *) av_malloc(avpicture_get_size(AV_PIX_FMT_YUV420P, codec_ctx->width, codec_ctx->height)); avpicture_fill((AVPicture *) yuv_frame, buffer, AV_PIX_FMT_YUV420P, codec_ctx->width, codec_ctx->height); struct SwsContext *sws_ctx = sws_getContext(codec_ctx->width, codec_ctx->height, codec_ctx->pix_fmt, codec_ctx->width, codec_ctx->height, AV_PIX_FMT_YUV420P, SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL); sws_scale(sws_ctx, (const uint8_t *const *) frame->data, frame->linesize, 0, codec_ctx->height, yuv_frame->data, yuv_frame->linesize); sws_freeContext(sws_ctx); av_frame_free(&frame); // Return YUV frame data as byte array jbyteArray result = (*env)->NewByteArray(env, yuv_frame->linesize[0] * codec_ctx->height * 3 / 2); (*env)->SetByteArrayRegion(env, result, 0, yuv_frame->linesize[0] * codec_ctx->height * 3 / 2, (jbyte *) yuv_frame->data[0]); av_frame_free(&yuv_frame); return result; } 这个方法首先读取下一个AVPacket并将其解码为AVFrame。然后,它将AVFrame转换为YUV格式,使用SWScale库进行高质量的色彩空间转换。最后,它将YUV帧数据作为Java字节数组返回。 这只是一个简单的示例,用于演示如何在Java中使用FFmpeg API接收H.264/H.265的码流。实际应用中,需要更复杂的逻辑来处理不同的编码格式、分辨率和帧率。
以下是使用FFmpeg读取RTP H.264视频流并解码的示例代码: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/socket.h> #include <netinet/in.h> #include <arpa/inet.h> extern "C" { #include #include #include #include #include #include } int main(int argc, char **argv) { AVCodec *codec = NULL; AVCodecContext *codec_ctx = NULL; AVPacket packet; AVFrame *frame = NULL; int ret, got_frame; int frame_count = 0; int video_width, video_height; struct timeval start_time, end_time; if (argc < 2) { printf("Usage: %s <rtp_address>\n", argv[0]); return -1; } avcodec_register_all(); av_register_all(); avformat_network_init(); // 打开RTP流并读取视频流信息 AVFormatContext *format_ctx = NULL; if (avformat_open_input(&format_ctx, argv[1], NULL, NULL) != 0) { printf("Couldn't open input file\n"); return -1; } if (avformat_find_stream_info(format_ctx, NULL) < 0) { printf("Couldn't find stream information\n"); return -1; } // 查找视频流,并初始化解码器 int video_stream_index = -1; for (int i = 0; i < format_ctx->nb_streams; i++) { if (format_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) { video_stream_index = i; codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec); avcodec_parameters_to_context(codec_ctx, format_ctx->streams[i]->codecpar); codec = avcodec_find_decoder(codec_ctx->codec_id); if (!codec) { printf("Unsupported codec\n"); return -1; } if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL) < 0) { printf("Could not open codec\n"); return -1; } video_width = codec_ctx->width; video_height = codec_ctx->height; break; } } // 初始化AVFrame并分配内存 frame = av_frame_alloc(); if (!frame) { printf("Could not allocate frame\n"); return -1; } gettimeofday(&start_time, NULL); // 读取RTP流并解码 while (1) { ret = av_read_frame(format_ctx, &packet); if (ret < 0) { printf("Error reading packet\n"); break; } if (packet.stream_index == video_stream_index) { ret = avcodec_send_packet(codec_ctx, &packet); if (ret < 0) { printf("Error sending packet for decoding\n"); break; } while (ret >= 0) { ret = avcodec_receive_frame(codec_ctx, frame); if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) { break; } else if (ret < 0) { printf("Error during decoding\n"); break; } printf("Decoded frame %d\n", frame_count++); // 在这里可以处理解码后的帧,例如渲染到屏幕上 } } av_packet_unref(&packet); } gettimeofday(&end_time, NULL); double elapsed_time = (end_time.tv_sec - start_time.tv_sec) + (end_time.tv_usec - start_time.tv_usec) / 1000000.0; printf("Decoded %d frames in %f seconds (average fps: %f)\n", frame_count, elapsed_time, frame_count / elapsed_time); avcodec_free_context(&codec_ctx); avformat_close_input(&format_ctx); av_frame_free(&frame); return 0; } 这段代码打开指定的RTP流并读取视频流信息,查找视频流并初始化解码器,然后循环读取RTP流并解码每个视频帧。在解码每个帧后,您可以将其渲染到屏幕上或进行其他处理。最后,它将打印解码帧的数量和解码时间,然后释放所有资源。 请注意,为了简化代码,这个示例忽略了错误处理和内存释放。在实际应用中,您需要确保正确地处理和释放所有资源,以避免内存泄漏和其他问题。
首先,需要了解什么是 Bitstream Filter。Bitstream Filter是FFmpeg中的一个组件,它可以通过修改码流数据的方式来实现对视频编码的控制。在本次任务中,我们需要实现一个Bitstream Filter来产生NAL Header错误的码流。 下面是实现这个Bitstream Filter的步骤: 1. 创建一个新的Bitstream Filter。我们可以在FFmpeg源代码的libavcodec/bitstream_filter.c文件中创建新的Bitstream Filter。在这个文件中,我们可以找到一些已经实现的Bitstream Filter,例如h264_mp4toannexb和hevc_mp4toannexb。这些Bitstream Filter的作用是将H.264和HEVC码流从MP4封装格式转换为Annex B格式。我们可以在这里创建一个新的Bitstream Filter,并命名为naheader_error。 2. 实现Bitstream Filter的处理函数。Bitstream Filter的处理函数是一个指向AVBitStreamFilter.filter()函数的指针。这个函数接受两个参数:指向AVBitStreamFilterContext的指针和指向AVCodecContext的指针。在这个函数中,我们需要对码流数据进行处理,以产生NAL Header错误的码流。具体实现可以参考下面的示例代码: static int naheader_error_filter(AVBitStreamFilterContext *bsfc, AVCodecContext *avctx, const char *args, uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size, const uint8_t *buf, int buf_size, int keyframe) { uint8_t *outbuf = NULL; int outbuf_size = 0; // TODO: 在这里实现NAL Header错误的码流处理 *poutbuf = outbuf; *poutbuf_size = outbuf_size; return 0; } 在这个函数中,我们可以使用FFmpeg提供的API来操作码流数据。例如,我们可以使用av_bitstream_filter_filter()函数来过滤码流数据。我们也可以使用av_parser_parse2()函数来解析码流数据并获取NAL单元的信息。 3. 注册Bitstream Filter。在main()函数中,我们需要调用av_bitstream_filter_register()函数来注册新的Bitstream Filter。例如,我们可以添加以下代码: av_register_bitstream_filter(&naheader_error_bsfilter); naheader_error_bsfilter是一个AVBitStreamFilter结构体,其中包含naheader_error_filter()函数的指针和Bitstream Filter的名称。 4. 使用Bitstream Filter。当我们需要使用Bitstream Filter时,我们可以将它传递给avcodec_open2()函数。例如,我们可以添加以下代码: AVCodecContext *avctx; AVBitStreamFilterContext *bsfc; bsfc = av_bitstream_filter_init("naheader_error"); avctx = avcodec_alloc_context3(codec); avctx->extradata_size = extradata_size; avctx->extradata = extradata; avctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER; avcodec_open2(avctx, codec, NULL); avctx->bit_stream_filter = bsfc; 在这个代码中,我们使用av_bitstream_filter_init()函数来创建一个新的Bitstream Filter Context。然后,我们将它传递给avcodec_open2()函数,以便在解码过程中使用它。注意,我们还需要将AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER标志设置为AVCodecContext.flags,以便在解码器中使用全局头。 这就是实现Bitstream Filter的步骤。在这个任务中,我们可以使用naheader_error_filter()函数来产生NAL Header错误的码流。具体实现可以根据需求进行调整。
要实现一个bitstream filter,需要在代码中实现一个处理函数。在这个函数中,可以对输入的H.264码流数据进行解析和处理,然后产生各种类型的错误码流。 以下是一个简单的示例代码,可以帮助你了解如何编写一个bitstream filter: c #include <stdio.h> #include <stdint.h> #include <stdlib.h> #include "libavcodec/avcodec.h" #include "libavutil/avutil.h" #include "libavutil/opt.h" #include "libavutil/pixdesc.h" #include "libavutil/common.h" #include "libavutil/mathematics.h" #include "libavutil/imgutils.h" typedef struct { const AVClass *class; int type; } MyFilterContext; static int filter_frame(AVBitStreamFilterContext *bsfc, AVCodecContext *avctx, const char *args, uint8_t **poutbuf, int *poutbuf_size, const uint8_t *buf, int buf_size, int keyframe) { MyFilterContext *ctx = bsfc->priv_data; uint8_t *outbuf = NULL; int outbuf_size = 0; // Allocate output buffer outbuf_size = buf_size; outbuf = av_malloc(outbuf_size); if (!outbuf) { av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate output buffer\n"); return AVERROR(ENOMEM); } // Copy input buffer to output buffer memcpy(outbuf, buf, buf_size); // Apply filter switch (ctx->type) { case 1: // Produce invalid syntax NAL units if (outbuf_size > 4) { outbuf[4] = 0xFF; // Insert invalid NAL header } break; case 2: // Produce truncated NAL units if (outbuf_size > 4) { outbuf_size = 4; // Truncate NAL unit } break; case 3: // Produce out-of-order NAL units if (outbuf_size > 4) { uint8_t tmp = outbuf[2]; outbuf[2] = outbuf[3]; outbuf[3] = tmp; // Swap NAL unit type and slice type } break; default: // Do nothing break; } *poutbuf = outbuf; *poutbuf_size = outbuf_size; return 0; } static av_cold int init_filter(AVBitStreamFilterContext *bsfc) { MyFilterContext *ctx = bsfc->priv_data; av_log(bsfc, AV_LOG_INFO, "Initializing filter with type %d\n", ctx->type); return 0; } static av_cold void close_filter(AVBitStreamFilterContext *bsfc) { MyFilterContext *ctx = bsfc->priv_data; av_log(bsfc, AV_LOG_INFO, "Closing filter with type %d\n", ctx->type); } static const AVOption options[] = { { "type", "Filter type", offsetof(MyFilterContext, type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 3, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM}, { NULL } }; static const AVClass myfilter_class = { .class_name = "myfilter", .item_name = av_default_item_name, .option = options, .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT, }; AVBitStreamFilter myfilter = { .name = "myfilter", .priv_data_size = sizeof(MyFilterContext), .filter = filter_frame, .init = init_filter, .close = close_filter, .priv_class = &myfilter_class, }; 这个示例代码中实现了一个名为“myfilter”的bitstream filter。它可以产生三种类型的错误码流,分别是: - 产生无效的语法NAL单元(type=1) - 产生截断的NAL单元(type=2) - 产生乱序的NAL单元(type=3) 要使用这个bitstream filter,需要将它注册到FFmpeg中。在程序初始化时,可以使用以下代码进行注册: c av_register_bitstream_filter(&myfilter); 使用这个bitstream filter的方法与其他bitstream filter类似。可以在解码器初始化时指定使用myfilter,例如: c AVCodec *codec = avcodec_find_decoder(AV_CODEC_ID_H264); AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec); AVBitStreamFilterContext *bsfc = av_bitstream_filter_init("myfilter"); avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL); codec_ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_BITEXACT; codec_ctx->bit_stream_filter = bsfc; 这样,解码器就会在解码之前对输入的H.264码流数据进行过滤,产生各种类型的错误码流。
以下是使用FFmpeg解码H.264视频流的示例代码: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/time.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> extern "C" { #include } int main(int argc, char **argv) { AVCodec *codec = NULL; AVCodecContext *codec_ctx = NULL; AVFrame *frame = NULL; AVPacket packet; int ret, i, video_stream_index; int got_frame = 0; int frame_count = 0; int video_width, video_height; struct timeval start_time, end_time; if (argc < 2) { printf("Usage: %s <input_file>\n", argv[0]); return -1; } avcodec_register_all(); // 打开文件并读取视频流信息 AVFormatContext *format_ctx = NULL; if (avformat_open_input(&format_ctx, argv[1], NULL, NULL) != 0) { printf("Couldn't open input file\n"); return -1; } if (avformat_find_stream_info(format_ctx, NULL) < 0) { printf("Couldn't find stream information\n"); return -1; } // 查找视频流,并初始化解码器 for (i = 0; i < format_ctx->nb_streams; i++) { if (format_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) { video_stream_index = i; codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec); avcodec_parameters_to_context(codec_ctx, format_ctx->streams[i]->codecpar); codec = avcodec_find_decoder(codec_ctx->codec_id); if (!codec) { printf("Unsupported codec\n"); return -1; } if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL) < 0) { printf("Could not open codec\n"); return -1; } video_width = codec_ctx->width; video_height = codec_ctx->height; break; } } // 初始化AVFrame并分配内存 frame = av_frame_alloc(); if (!frame) { printf("Could not allocate frame\n"); return -1; } gettimeofday(&start_time, NULL); // 读取视频流并解码 while (av_read_frame(format_ctx, &packet) >= 0) { if (packet.stream_index == video_stream_index) { ret = avcodec_decode_video2(codec_ctx, frame, &got_frame, &packet); if (ret < 0) { printf("Error decoding video frame\n"); return -1; } if (got_frame) { printf("Decoded frame %d\n", frame_count++); // 在这里可以处理解码后的帧,例如渲染到屏幕上 } } av_packet_unref(&packet); } gettimeofday(&end_time, NULL); double elapsed_time = (end_time.tv_sec - start_time.tv_sec) + (end_time.tv_usec - start_time.tv_usec) / 1000000.0; printf("Decoded %d frames in %f seconds (average fps: %f)\n", frame_count, elapsed_time, frame_count / elapsed_time); avcodec_free_context(&codec_ctx); avformat_close_input(&format_ctx); av_frame_free(&frame); return 0; } 这段代码打开指定文件并读取视频流信息,查找视频流并初始化解码器,然后循环读取视频流并解码每个视频帧。在解码每个帧后,您可以将其渲染到屏幕上或进行其他处理。最后,它将打印解码帧的数量和解码时间,然后释放所有资源。 请注意,为了简化代码,这个示例忽略了错误处理和内存释放。在实际应用中,您需要确保正确地处理和释放所有资源,以避免内存泄漏和其他问题。
1. 判断一维信号服从高斯分布的方法是通过绘制该信号的直方图并计算其均值和标准差,然后使用正态分布的概率密度函数计算该信号的概率密度值,如果该值接近于1,则可以认为该信号服从高斯分布。以下是用Python实现的代码: import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.stats import norm # 生成一维高斯分布信号 mu, sigma = 0, 0.1 # 均值和标准差 signal = np.random.normal(mu, sigma, 1000) # 绘制信号的直方图 plt.hist(signal, bins=50, density=True, alpha=0.6, color='g') # 计算信号的均值和标准差 mean = np.mean(signal) std = np.std(signal) # 计算信号的概率密度值 x = np.linspace(-0.5, 0.5, 100) pdf = norm.pdf(x, mean, std) # 绘制信号的概率密度函数 plt.plot(x, pdf, 'r', linewidth=2) # 显示图像 plt.show() 2. UNet是一种用于图像分割的深度学习模型,其结构类似于自编码器,但在编码器和解码器之间添加了跨层连接,以保留更多的空间信息。以下是用PyTorch实现UNet的代码: import torch import torch.nn as nn class DoubleConv(nn.Module): def __init__(self, in_channels, out_channels): super(DoubleConv, self).__init__() self.conv = nn.Sequential( nn.Conv2d(in_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1), nn.BatchNorm2d(out_channels), nn.ReLU(inplace=True), nn.Conv2d(out_channels, out_channels, kernel_size=3, padding=1), nn.BatchNorm2d(out_channels), nn.ReLU(inplace=True) ) def forward(self, x): return self.conv(x) class UNet(nn.Module): def __init__(self, in_channels=3, out_channels=1, features=[64, 128, 256, 512]): super(UNet, self).__init__() self.ups = nn.ModuleList() self.downs = nn.ModuleList() self.pool = nn.MaxPool2d(kernel_size=2, stride=2) # 编码器部分 for feature in features: self.downs.append(DoubleConv(in_channels, feature)) in_channels = feature # 解码器部分 for feature in reversed(features): self.ups.append(nn.ConvTranspose2d(feature*2, feature, kernel_size=2, stride=2)) self.ups.append(DoubleConv(feature*2, feature)) self.bottleneck = DoubleConv(features[-1], features[-1]*2) self.final_conv = nn.Conv2d(features[0], out_channels, kernel_size=1) def forward(self, x): skip_connections = [] for down in self.downs: x = down(x) skip_connections.append(x) x = self.pool(x) x = self.bottleneck(x) skip_connections = skip_connections[::-1] for idx in range(0, len(self.ups), 2): x = self.ups[idx](x) skip_connection = skip_connections[idx//2] if x.shape != skip_connection.shape: x = nn.functional.interpolate(x, size=skip_connection.shape[2:], mode='bilinear', align_corners=True) concat_skip = torch.cat((skip_connection, x), dim=1) x = self.ups[idx+1](concat_skip) return self.final_conv(x)
抱歉,作为AI语言模型,我无法提供代码。但是,我可以为您提供有关FFmpeg解码H.264格式的一些信息: FFmpeg中使用的H.264解码器称为libx264。它使用x264库进行解码。以下是使用libx264解码H.264视频的示例代码: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include #include #include int main(int argc, char* argv[]) { AVFormatContext* pFormatCtx = NULL; AVCodecContext* pCodecCtx = NULL; AVCodec* pCodec = NULL; AVFrame* pFrame = NULL; AVPacket packet; int i, videoStream, numBytes; uint8_t* buffer = NULL; struct SwsContext* sws_ctx = NULL; if (argc < 2) { printf("usage: %s <input_file>\n", argv[0]); return -1; } av_register_all(); if (avformat_open_input(&pFormatCtx, argv[1], NULL, NULL) != 0) { printf("error: could not open input file\n"); return -1; } if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0) { printf("error: could not find stream information\n"); return -1; } videoStream = -1; for (i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++) { if (pFormatCtx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) { videoStream = i; break; } } if (videoStream == -1) { printf("error: could not find video stream\n"); return -1; } pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(NULL); if (!pCodecCtx) { printf("error: could not allocate codec context\n"); return -1; } avcodec_parameters_to_context(pCodecCtx, pFormatCtx->streams[videoStream]->codecpar); pCodec = avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id); if (!pCodec) { printf("error: unsupported codec\n"); return -1; } if (avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, NULL) < 0) { printf("error: could not open codec\n"); return -1; } pFrame = av_frame_alloc(); if (!pFrame) { printf("error: could not allocate frame\n"); return -1; } sws_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, AV_PIX_FMT_RGB24, SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL); if (!sws_ctx) { printf("error: could not allocate sws context\n"); return -1; } while (av_read_frame(pFormatCtx, &packet) >= 0) { if (packet.stream_index == videoStream) { avcodec_send_packet(pCodecCtx, &packet); while (avcodec_receive_frame(pCodecCtx, pFrame) == 0) { sws_scale(sws_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pFrameRGB->data, pFrameRGB->linesize); } } av_packet_unref(&packet); } av_free(buffer); av_free(pFrame); avcodec_close(pCodecCtx); avformat_close_input(&pFormatCtx); sws_freeContext(sws_ctx); return 0; } 此代码打开输入文件,查找H.264视频流,使用libx264解码器打开解码器并循环读取每个分组。对于每个视频分组,它使用libswscale库将YUV图像转换为RGB格式。
要在MediaPipe中解码H.264编码的视频,你可以使用MediaPipe提供的FFmpeg解码器。下面是使用C++语言解码H.264视频的基本步骤: 1. 确保已经安装了MediaPipe和FFmpeg,并且设置正确的环境变量。 2. 创建一个C++项目,并包含MediaPipe和FFmpeg的头文件和库文件。 3. 初始化MediaPipe图和相关配置。 4. 创建一个输入流(InputSource),用于接收H.264视频数据。 5. 设置视频参数,如分辨率、帧率等。 6. 打开H.264视频文件或者通过网络等方式获取H.264视频数据,并将数据传递给输入流。 7. 在循环中,读取H.264视频数据的每一帧,并使用FFmpeg解码器进行解码。 8. 解码完成后,可以获取解码后的视频帧进行后续操作,比如显示结果或者保存到文件。 下面是一个简单的示例代码: cpp #include <mediapipe/framework/calculator_framework.h> #include <mediapipe/framework/formats/image_frame.h> #include <mediapipe/framework/formats/image_frame_opencv.h> #include <mediapipe/framework/formats/rect.pb.h> void ProcessH264VideoData() { // 初始化MediaPipe图 mediapipe::CalculatorGraphConfig config; mediapipe::CalculatorGraph graph; MP_RETURN_IF_ERROR(graph.Initialize(config)); // 创建输入流 mediapipe::CalculatorGraph::InputStreamPoller poller = graph.AddInputStreamPoller("input_video"); // 设置视频参数 mediapipe::Packet video_header_packet; video_header_packet.Set<std::unique_ptr<mediapipe::ImageFrame>>( mediapipe::MakePacket<mediapipe::ImageFormat::Format>( mediapipe::ImageFormatForCameraFormat(camera_format)) .At(mediapipe::Timestamp(0))); MP_RETURN_IF_ERROR( graph.AddPacketToInputStream("input_video_header", video_header_packet)); // 打开H.264视频文件或者通过网络等方式获取H.264视频数据 std::ifstream h264_video_file("input.h264", std::ifstream::binary); if (!h264_video_file) { return; } // 循环读取H.264视频数据并发送到输入流 while (h264_video_file) { char buffer[1024]; h264_video_file.read(buffer, sizeof(buffer)); size_t bytesRead = h264_video_file.gcount(); if (bytesRead > 0) { mediapipe::Packet packet = mediapipe::MakePacket<mediapipe::ImageFrame>( mediapipe::ImageFrameFormat::SRGB, width, height, buffer); MP_RETURN_IF_ERROR(graph.AddPacketToInputStream("input_video", packet)); } } // 关闭输入流 graph.CloseInputStream("input_video"); // 运行MediaPipe图 ASSIGN_OR_RETURN(mediapipe::OutputStreamPoller poller, graph.AddOutputStreamPoller("output_video")); MP_RETURN_IF_ERROR(graph.StartRun({})); mediapipe::Packet packet; while (poller.Next(&packet)) { // 处理输出结果 // ... } // 结束MediaPipe图 MP_RETURN_IF_ERROR(graph.CloseInputStream("input_video")); MP_RETURN_IF_ERROR(graph.WaitUntilDone()); } 请注意,这只是一个简单的示例代码,实际使用时可能需要根据你的具体需求进行适当的修改和扩展。同时,还需要根据你使用的H.264视频数据格式和MediaPipe的具体配置进行相应的调整。
实现一个BER编解码器需要用到ASN.1的数据结构和编码规则,这里我们可以使用libtasn1库来完成。 首先,需要定义一个ASN.1的数据结构,例如: struct my_struct { int32_t my_int; char my_string[64]; }; 然后,我们需要使用libtasn1库中提供的函数来定义这个数据结构的编码规则,例如: asn1_node my_struct_desc[] = { {"my_int", ASN_INTEGER, offsetof(struct my_struct, my_int), NULL}, {"my_string", ASN_OCTET_STRING, offsetof(struct my_struct, my_string), NULL}, {NULL, 0, 0, NULL} }; asn1_static_node my_struct_static_desc = { .nodes = my_struct_desc, .name = "my_struct", .size = sizeof(struct my_struct), .optional = 0 }; asn1_parser2tree(my_struct_static_desc, &my_struct_tree); 这段代码定义了一个名为my_struct的ASN.1数据结构,并使用ASN.1编码规则将其转换为一棵树形结构。 接下来,我们可以使用libtasn1库中提供的函数来进行编解码操作,例如: /* 编码 */ struct my_struct ms; ms.my_int = 123; strcpy(ms.my_string, "Hello, world!"); asn1_der_coding(&my_struct_tree, &ms, &encoded_data, &encoded_len); /* 解码 */ asn1_parser2tree(my_struct_static_desc, &my_struct_tree); asn1_der_decoding(&my_struct_tree, &decoded_data, &decoded_len, encoded_data, encoded_len); 这段代码可以将一个my_struct结构体编码成DER格式的数据,并将其解码回结构体。 最后,我们可以编写一个简单的输入输出界面来测试这个BER编解码器,例如: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <stdint.h> #include <errno.h> #include <tasn1.h> struct my_struct { int32_t my_int; char my_string[64]; }; asn1_static_node my_struct_static_desc; int encode_my_struct(struct my_struct *ms, uint8_t **encoded_data, size_t *encoded_len) { asn1_tree my_struct_tree; asn1_parser2tree(my_struct_static_desc, &my_struct_tree); int ret = asn1_der_coding(&my_struct_tree, ms, encoded_data, encoded_len); asn1_delete_structure(&my_struct_tree); return ret; } int decode_my_struct(uint8_t *encoded_data, size_t encoded_len, struct my_struct *ms) { asn1_tree my_struct_tree; asn1_parser2tree(my_struct_static_desc, &my_struct_tree); int ret = asn1_der_decoding(&my_struct_tree, (void **)&ms, encoded_data, encoded_len); asn1_delete_structure(&my_struct_tree); return ret; } int main() { uint8_t *encoded_data = NULL; size_t encoded_len = 0; uint8_t *decoded_data = NULL; size_t decoded_len = 0; struct my_struct ms; ms.my_int = 123; strcpy(ms.my_string, "Hello, world!"); /* 编码 */ if (encode_my_struct(&ms, &encoded_data, &encoded_len) != ASN1_SUCCESS) { fprintf(stderr, "Encode error: %s\n", strerror(errno)); return 1; } /* 解码 */ if (decode_my_struct(encoded_data, encoded_len, &ms) != ASN1_SUCCESS) { fprintf(stderr, "Decode error: %s\n", strerror(errno)); return 1; } /* 输出 */ printf("my_int: %d\n", ms.my_int); printf("my_string: %s\n", ms.my_string); free(encoded_data); free(decoded_data); return 0; }

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