--- title: VENC视频编码 description: "本节介绍VENC视频编码的接口调用流程，同时配合示例代码辅助理解该接口调用流程。" url: https://www.hiascend.com/document/detail/zh/canncommercial/latest/programug/acldevg/aclcppdevg_000063.html sourcePath: /source/zh/canncommercial/900/programug/acldevg/aclcppdevg_000063.html indexId: c70d3540fe23ce6642dec829a73ba23829da1417f593264d28f1facf68a4ad5670 --- # VENC视频编码 本节介绍VENC视频编码的接口调用流程，同时配合示例代码辅助理解该接口调用流程。 VENC（Video Encoder）将YUV420SP格式的图片编码成H264/H265格式的视频码流。关于VENC功能的详细介绍及使用约束请参见《DVPP媒体加速库(https://www.hiascend.com/document/detail/zh/canncommercial/900/API/dvpp/dvpp_03_0000.html)》。 在实现VENC视频编码功能时，可在创建通道时设置基本参数、或调用对应的set接口设置高级参数，优化视频编码质量，请参见优化视频编码质量。 #### 接口调用流程 图1 VENC视频编码功能调用流程 当前系统支持H264/H265格式的视频码流，关键接口的说明如下：1. 资源初始化： a. 调用aclInit接口初始化系统。 b. 调用aclrtSetDevice接口指定计算设备。 c. 用hi_mpi_sys_init接口进行媒体数据处理系统初始化。 d. 调用hi_mpi_venc_create_chn函数创建通道。 成功创建通道之后，您可以根据实际需求设置编码的高级参数，例如场景模式、码流控制器的高级参数等，请参见hi_mpi_venc_set_jpeg_param~hi_mpi_venc_compact_jpeg_tables章节中的接口说明。 e. 调用hi_mpi_venc_get_fd将通道ID转换为一个文件句柄。 说明：Control CPU开放形态下，为了兼容旧版本，用户在等待编码完成时，旧版本的应用程序中调用Linux操作系统的select或者poll函数的方式仍然可用。建议使用上图中的接口调用流程，保证后续版本的演进。 f. 调用hi_mpi_sys_create_epoll函数创建DVPP epoll实例，再调用hi_mpi_sys_ctl_epoll函数将编码通道的文件句柄添加到epoll实例中，由epoll实例处理。 select或者poll方式，不需要执行该步骤。 2. 视频编码： a. 调用hi_mpi_venc_start_chn函数通知通道准备开始编码。 b. 调用hi_mpi_dvpp_malloc接口申请存放Device上输入数据的内存。 c. 启动一个用户态线程，调用hi_mpi_sys_wait_epoll函数等待编码完成。 d. 之后用户就可以调用hi_mpi_venc_send_frame函数发送待编码的码流。 e. 一旦编码完成，hi_mpi_sys_wait_epoll函数或select函数或poll函数就会返回，用户就可以调用hi_mpi_venc_query_status接口查询编码状态，再调用hi_mpi_venc_get_stream函数获取编码结果。 f. 用户需要注意的是，编码结果数据使用完成之后，需要及时调用hi_mpi_venc_release_stream函数释放buffer。否则会因编码buffer用完导致后续编码无法进行。 g. 调用hi_mpi_dvpp_free接口释放输入内存。 h. 当用户不需发送图像到目的通道继续编码时，需要调用hi_mpi_venc_stop_chn函数通知该通道不再接收新的输入图片。 3. 资源释放： a. 调用hi_mpi_sys_ctl_epoll函数从epoll实例中删除编码通道的文件句柄。 b. 当用户完成所有编码之后，需要调用hi_mpi_venc_destroy_chn释放编码通道以及内部内存资源。 c. 调用hi_mpi_sys_close_epoll函数销毁DVPP epoll实例。 d. 调用hi_mpi_sys_exit接口进行媒体数据处理系统去初始化。 e. 调用aclrtResetDevice接口复位设备，释放Device上的资源。 f. 调用aclFinalize接口实现系统去初始化，用于释放进程内acl接口使用的相关资源。 #### 优化视频编码质量 在实现VENC视频编码功能时，可在创建通道时设置基本参数、或调用对应的set接口设置高级参数，优化视频编码质量，以下调整手段可以叠加使用，效果是叠加的，例如： - H264视频数据获取场景，分辨率720P，gop = 60，帧率30fps，码率1M需要提升编码质量，可以使用如下优化手段组合：CBR模式、HI_VENC_SCENE_0、stats_time等于2、profile等于2、关闭宏块级码控。 - H265电影场景，分辨率1080P，gop=30，帧率25fps，码率2M需要提升编码质量，可以使用如下优化手段组合：CBR模式、HI_VENC_SCENE_1、stats_time等于1、关闭宏块级码控。 当前支持以下方式优化视频编码质量： - 设置基本参数，优化视频编码质量 不同分辨率的视频，其编码质量与视频的帧率、GOP（Group of pictures）、码率有关，在调用hi_mpi_venc_create_chn接口创建通道时，可设置编码的等级、设置H.264/H.265协议编码场景下CBR/VBR/AVBR/CVBR/QVBR模式的帧率、GOP、码率等参数，来调整视频编码质量： - 编码等级，通过hi_venc_chn_attr.venc_attr结构内的profile参数来设置； - 帧率，通过hi_venc_chn_attr.rc_attr结构体内的src_frame_rate输入帧率参数、dst_frame_rate输出帧率参数来设置； - GOP，通过hi_venc_chn_attr.rc_attr结构体内的gop参数来设置； - 码率，通过hi_venc_chn_attr.rc_attr结构体内的bit_rate或max_bit_rate或target_bit_rate参数来设置。 **表1 典型场景下帧率、GOP、码率的取值** | 画质/分辨率 | 帧率 | GOP | 码率（Mbps） | | --- | --- | --- | --- | | 4K 3840\*2160/4096\*2160 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H264/H265码流，码率取值8~12。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值6~12。 H264码流，不涉及。 游戏视频场景 H264/H265码流，码率取值10~16。 | | 2K 2560\*1440 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H264/H265码流，码率取值6~10。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值4.8~8。 H264码流，不涉及。 游戏视频场景 H264/H265码流，码率取值6~10。 | | 1080P（蓝光） 1920\*1080 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H265码流，码率取值1~4。 H264码流，码率取值2~6。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值1.4~3.6。 H264码流，码率取值2~4.8。 游戏视频场景 H264/H265码流，码率取值3~6。 | | 720P（高清） 1280\*720 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H265码流，码率取值0.8~2。 H264码流，码率取值1~3。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值1~2。 H264码流，码率取值1~3。 游戏视频场景 H264/H265码流，码率取值2~4。 | | 480P/D1\_N（标清） 854\*480/720\*480 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H265码流，码率取值0.3~0.7。 H264码流，码率取值0.6~1.4。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值0.25~0.6。 H264码流，码率取值0.3~0.7。 游戏视频场景 不涉及。 | | 576P/D1（标清） 720\*576 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H265码流，码率取值0.3~0.7。 H264码流，码率取值0.6~1.4。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值0.25~0.6。 H264码流，码率取值0.3~0.7。 游戏视频场景 不涉及。 | | 270P（流畅） 480\*270 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 不涉及。 秀场/主播/短视频场景 H265码流，码率取值0.2。 H264码流，码率取值0.3。 游戏视频场景 不涉及。 | | CIF P/N 352\*288/320\*240 | 25或30 | 建议GOP为帧率的整数倍，例如帧率为25时，GOP建议25或50。 | 视频数据获取场景 H264/H265码流，码率取值0.25。 秀场/主播/短视频场景 不涉及。 游戏视频场景 不涉及。 | - 设置高级参数，调整视频编码细节 您可以调用接口设置码控模式、宏块级码率控制参数、编码场景模式等，来调整视频编码的细节，进一步改善编码质量。 **表2 高级配置项列表** | 配置项 | 接口 | 参数名 | 说明 | | --- | --- | --- | --- | | 码控模式 | hi\_mpi\_venc\_create\_chn | hi\_venc\_chn\_attr.rc\_attr结构体内的rc\_mode参数 | 追求码率平稳或追求PSNR大且码率符合目标值，配置为CBR； 追求节省码率，对主观编码质量有一定要求，配置为VBR； 追求节省码率，对主观编码质量有一定要求，且场景中有较多静止画面，配置为AVBR； 追求PSNR且对码率上浮没有严格要求，配置为QVBR； 追求节省码率，对主观编码质量有一定要求，且可以根据带宽、存储空间要求进行更多调整，配置为CVBR； | | 码率控制模型统计时间 | hi\_mpi\_venc\_create\_chn | hi\_venc\_chn\_attr.rc\_attr内各模式属性值结构体内的stats\_time参数 | 关注长期码率稳定，短期波动不在意的可以设置大一些，例：DVR存盘。设大可以提高重编码判决的门槛，重编码次数会减少，但是码率波动会加大。 | | 宏块级码率控制参数 | hi\_mpi\_venc\_set\_rc\_param | hi\_venc\_rc\_param结构内的threshold\_i、threshold\_p、threshold\_b、direction、row\_qp\_delta参数 | 如果图像内容复杂、细节较多或用户关注PSNR等客观指标时，需关闭宏块级码率控制。 | | 第一帧的起始Qp值 | hi\_mpi\_venc\_create\_chn | hi\_venc\_rc\_param结构内的first\_frame\_start\_qp参数 | 典型场景下，用户配置的码率小于表1中给的参考值，且编码后的视频第一帧明显模糊，则建议配置first\_frame\_start\_qp参数，参数值取[min\_i\_qp, max\_i\_qp]的中间值，例如,[min\_i\_qp, max\_i\_qp]为[30, 40]，则first\_frame\_start\_qp参数配置为35，同时将max\_reencode\_times参数配置为0，会获得较好的编码质量。 | | 编码场景模式 | hi\_mpi\_venc\_set\_scene\_mode | hi\_venc\_scene\_mode | 安防场景配置为HI\_VENC\_SCENE\_0；辅助驾驶、直播、游戏、动画、电影配置为HI\_VENC\_SCENE\_1。 | #### 示例代码 以下是VENC视频编码功能关键步骤的代码示例，不能直接拷贝编译运行，仅供参考。调用接口后，需增加异常处理的分支，并记录报错日志、提示日志，此处不一一列举。 您可以单击venc_sample(https://gitee.com/ascend/samples/tree/master/cplusplus/level1_single_api/7_dvpp/venc_sample)获取样例。 ``` // 1.初始化媒体数据处理系统 int32_t ret = hi_mpi_sys_init(); // 2.创建通道 hi_venc_chn chn = 0; hi_venc_chn_attr attr{}; attr.venc_attr.type = HI_PT_H265; attr.venc_attr.profile = 0; attr.venc_attr.max_pic_width = 128; attr.venc_attr.max_pic_height = 128; attr.venc_attr.pic_width = 128; attr.venc_attr.pic_height = 128; attr.venc_attr.buf_size = 2 * 1024 * 1024; attr.venc_attr.is_by_frame = HI_TRUE; attr.rc_attr.rc_mode = HI_VENC_RC_MODE_H265_VBR; attr.rc_attr.h265_vbr.gop = 30; attr.rc_attr.h265_vbr.stats_time = 1; attr.rc_attr.h265_vbr.src_frame_rate = 30; attr.rc_attr.h265_vbr.dst_frame_rate = 30; attr.rc_attr.h265_vbr.max_bit_rate = 4000; attr.gop_attr.gop_mode = HI_VENC_GOP_MODE_NORMAL_P; attr.gop_attr.normal_p.ip_qp_delta = 3; ret = hi_mpi_venc_create_chn(chn, &attr); // 3.通知编码器启动接收输入数据 hi_venc_start_param recv_param{}; recv_param.recv_pic_num = -1; ret = hi_mpi_venc_start_chn(chn, &recv_param); // 4.发送输入数据 // 4.1 申请输入内存 uint8_t* inputAddr = nullptr; int32_t inputSize = 128 * 128 * 3 / 2; ret = hi_mpi_dvpp_malloc(0, &inputAddr, inputSize); // 将输入数据读入Device内存中，该自定义函数VencReadYuvFile由用户实现 VencReadYuvFile(streamName, inputAddr, inputSize); // 4.2 发送输入数据，开始编码 hi_video_frame_info frame{}; frame.mod_id = HI_ID_VENC; frame.v_frame.width = 128; frame.v_frame.height = 128; frame.v_frame.field = HI_VIDEO_FIELD_FRAME; frame.v_frame.pixel_format = HI_PIXEL_FORMAT_YUV_SEMIPLANAR_420; frame.v_frame.video_format = HI_VIDEO_FORMAT_LINEAR; frame.v_frame.compress_mode = HI_COMPRESS_MODE_NONE; frame.v_frame.dynamic_range = HI_DYNAMIC_RANGE_SDR8; frame.v_frame.color_gamut = HI_COLOR_GAMUT_BT709; frame.v_frame.width_stride[0] = 128; frame.v_frame.width_stride[1] = 128; frame.v_frame.width_stride[2] = 128; frame.v_frame.virt_addr[0] = inputAddr; frame.v_frame.virt_addr[1] = (hi_void *)((uintptr_t)frame.v_frame.virt_addr[0] + 128 * 128); frame.v_frame.frame_flag = 0; frame.v_frame.time_ref = 0; frame.v_frame.pts = 0; ret = hi_mpi_venc_send_frame(chn, &frame, 0); // 5.获取编码结果 // 5.1 创建EPOLL实例 int32_t epollFd = 0; int32_t fd = hi_mpi_venc_get_fd(chn); ret = hi_mpi_sys_create_epoll(10, &epollFd); hi_dvpp_epoll_event event; event.events = HI_DVPP_EPOLL_IN; event.data = (void*)(unsigned long)(fd); ret = hi_mpi_sys_ctl_epoll(epollFd, HI_DVPP_EPOLL_CTL_ADD, fd, &event); int32_t eventCount = 0; // 编码完成前，会超时阻塞在这里，一旦完成，才会往下执行 ret = hi_mpi_sys_wait_epoll(epollFd, events, 3, 1000, &eventCount); // 5.2 获取编码结果 hi_venc_chn_status stat; ret = hi_mpi_venc_query_status(chn, &stat); hi_venc_stream stream; stream.pack_cnt = stat.cur_packs; stream.pack = new hi_venc_pack[stream.pack_cnt]; ret = hi_mpi_venc_get_stream(chn, &stream, 1000); // 5.3 获取编码输出码流数据 // 可以直接使用编码输出码流数据，在stream.pack[0].addr指向的内存中 // TODO: 推理相关的代码逻辑 // 6.释放输入内存和输出码流 ret = hi_mpi_dvpp_free(inputAddr); ret = hi_mpi_venc_release_stream(chn, &stream); delete[] stream.pack; // 7.通知编码器停止接收输入数据 ret = hi_mpi_venc_stop_chn(chn); ret = hi_mpi_sys_ctl_epoll(epollFd, HI_DVPP_EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL); ret = hi_mpi_sys_close_epoll(epollFd); // 8.销毁通道 ret = hi_mpi_venc_destroy_chn(chn); // 9.媒体数据处理系统去初始化 ret = hi_mpi_sys_exit(); // .... ```