有段時間沒有寫博客了驶鹉，這兩天寫起博客來竟然感覺有些興奮，仿佛找回了原來的感覺休偶。

前一陣子在梳理以前文章的時候梁厉，發(fā)現(xiàn)自己雖然總結(jié)了各種視音頻應(yīng)用程序，卻還缺少一個適合無視音頻背景人員學(xué)習(xí)的“最基礎(chǔ)”的程序踏兜。因此抽時間將以前寫過的代碼整理成了一個小項目词顾。
這個小項目里面包含了一系列簡單的函數(shù)，可以對RGB/YUV視頻像素數(shù)據(jù)碱妆、PCM音頻采樣數(shù)據(jù)肉盹、H.264視頻碼流、AAC音頻碼流疹尾、FLV封裝格式數(shù)據(jù)上忍、UDP/RTP協(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單處理骤肛。這個項目的一大特點就是沒有使用任何的第三方類庫，完全借助于C語言的基本函數(shù)實現(xiàn)了功能窍蓝。
通過對這些代碼的學(xué)習(xí)腋颠，可以讓初學(xué)者迅速掌握視音頻數(shù)據(jù)的基本格式。有關(guān)上述幾種格式的介紹可以參考文章《視音頻編解碼技術(shù)零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)方法》吓笙。

從這篇文章開始打算寫6篇文章分別記錄上述6種不同類型的視音頻數(shù)據(jù)的處理方法淑玫。本文首先記錄第一部分即RGB/YUV視頻像素數(shù)據(jù)的處理方法。視頻像素數(shù)據(jù)在視頻播放器的解碼流程中的位置如下圖所示面睛。

20160118002918690.png

本文分別介紹如下幾個RGB/YUV視頻像素數(shù)據(jù)處理函數(shù)：
分離YUV420P像素數(shù)據(jù)中的Y絮蒿、U、V分量
分離YUV444P像素數(shù)據(jù)中的Y叁鉴、U土涝、V分量
將YUV420P像素數(shù)據(jù)去掉顏色（變成灰度圖）
將YUV420P像素數(shù)據(jù)的亮度減半
將YUV420P像素數(shù)據(jù)的周圍加上邊框
生成YUV420P格式的灰階測試圖
計算兩個YUV420P像素數(shù)據(jù)的PSNR
分離RGB24像素數(shù)據(jù)中的R、G幌墓、B分量
將RGB24格式像素數(shù)據(jù)封裝為BMP圖像
將RGB24格式像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YUV420P格式像素數(shù)據(jù)
生成RGB24格式的彩條測試圖

本文中的RGB/YUV文件需要使用RGB/YUV播放器才能查看但壮。YUV播放器種類比較多，例如YUV Player Deluxe克锣，或者開源播放器（參考文章《修改了一個YUV/RGB播放器》）等茵肃。

函數(shù)列表

(1) 分離YUV420P像素數(shù)據(jù)中的Y、U袭祟、V分量

本程序中的函數(shù)可以將YUV420P數(shù)據(jù)中的Y、U捞附、V三個分量分離開來并保存成三個文件巾乳。函數(shù)的代碼如下所示。

1. /**

2. • Split Y, U, V planes in YUV420P file.
3. • @param url Location of Input YUV file.
4. • @param w Width of Input YUV file.
5. • @param h Height of Input YUV file.
6. • @param num Number of frames to process.

8. */

9. int simplest_yuv420_split(char *url, int w, int h,int num){

10. FILE *fp=fopen(url,"rb+");

11. FILE *fp1=fopen("output_420_y.y","wb+");

12. FILE *fp2=fopen("output_420_u.y","wb+");

13. FILE *fp3=fopen("output_420_v.y","wb+");

14. unsigned char pic=(unsigned char )malloc(wh3/2);

15. for(int i=0;i<num;i++){

16. fread(pic,1,wh3/2,fp);

17. //Y

18. fwrite(pic,1,w*h,fp1);

19. //U

20. fwrite(pic+wh,1,wh/4,fp2);

21. //V

22. fwrite(pic+wh5/4,1,w*h/4,fp3);

23. }

24. free(pic);

25. fclose(fp);

26. fclose(fp1);

27. fclose(fp2);

28. fclose(fp3);

29. return 0;

30. }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示鸟召。

1. simplest_yuv420_split("lena_256x256_yuv420p.yuv",256,256,1);

從代碼可以看出胆绊，如果視頻幀的寬和高分別為w和h，那么一幀YUV420P像素數(shù)據(jù)一共占用wh3/2 Byte的數(shù)據(jù)欧募。其中前wh Byte存儲Y压状，接著的wh1/4 Byte存儲U，最后wh*1/4 Byte存儲V跟继。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后种冬，將會把一張分辨率為256x256的名稱為lena_256x256_yuv420p.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件分離成為三個文件：

output_420_y.y：純Y數(shù)據(jù)，分辨率為256x256舔糖。

output_420_u.y：純U數(shù)據(jù)娱两，分辨率為128x128。
output_420_v.y：純V數(shù)據(jù)金吗，分辨率為128x128十兢。

注：本文中像素的采樣位數(shù)一律為8bit趣竣。由于1Byte=8bit，所以一個像素的一個分量的采樣值占用1Byte旱物。

程序輸入的原圖如下所示遥缕。

lena_256x256_yuv420p.png

程序輸出的三個文件的截圖如下圖所示。在這里需要注意輸出的U宵呛、V分量在YUV播放器中也是當(dāng)做Y分量進(jìn)行播放的单匣。

output_420_u.y.png

output_420_v.y.png

output_420_y.y.png

(2)分離YUV444P像素數(shù)據(jù)中的Y、U烤蜕、V分量

本程序中的函數(shù)可以將YUV444P數(shù)據(jù)中的Y封孙、U、V三個分量分離開來并保存成三個文件讽营。函數(shù)的代碼如下所示虎忌。

/**

• Split Y, U, V planes in YUV444P file.
• @param url Location of YUV file.
• @param w Width of Input YUV file.
• @param h Height of Input YUV file.
• @param num Number of frames to process.

*/
int simplest_yuv444_split(char *url, int w, int h,int num){
FILE *fp=fopen(url,"rb+");
FILE *fp1=fopen("output_444_y.y","wb+");
FILE *fp2=fopen("output_444_u.y","wb+");
FILE *fp3=fopen("output_444_v.y","wb+");
unsigned char pic=(unsigned char )malloc(wh3);

for(int i=0;i<num;i++){  
    fread(pic,1,w*h*3,fp);  
    //Y  
    fwrite(pic,1,w*h,fp1);  
    //U  
    fwrite(pic+w*h,1,w*h,fp2);  
    //V  
    fwrite(pic+w*h*2,1,w*h,fp3);  
}  

free(pic);  
fclose(fp);  
fclose(fp1);  
fclose(fp2);  
fclose(fp3);  

return 0;  

}

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示。

simplest_yuv444_split("lena_256x256_yuv444p.yuv",256,256,1);

從代碼可以看出橱鹏，如果視頻幀的寬和高分別為w和h膜蠢，那么一幀YUV444P像素數(shù)據(jù)一共占用wh3 Byte的數(shù)據(jù)。其中前wh Byte存儲Y莉兰，接著的wh Byte存儲U挑围，最后w*h Byte存儲V。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后糖荒，將會把一張分辨率為256x256的名稱為lena_256x256_yuv444p.yuv的YUV444P格式的像素數(shù)據(jù)文件分離成為三個文件：
output_444_y.y：純Y數(shù)據(jù)杉辙，分辨率為256x256。
output_444_u.y：純U數(shù)據(jù)捶朵，分辨率為256x256蜘矢。
output_444_v.y：純V數(shù)據(jù)，分辨率為256x256综看。
輸入的原圖如下所示品腹。

20160117232650727.png

輸出的三個文件的截圖如下圖所示。

output_444_u.y.png

output_444_v.y.png

output_444_y.y.png

(3) 將YUV420P像素數(shù)據(jù)去掉顏色（變成灰度圖）

本程序中的函數(shù)可以將YUV420P格式像素數(shù)據(jù)的彩色去掉红碑，變成純粹的灰度圖舞吭。函數(shù)的代碼如下。

/**

• Convert YUV420P file to gray picture

• @param url Location of Input YUV file.

• @param w Width of Input YUV file.

• @param h Height of Input YUV file.

• @param num Number of frames to process.
  */
  int simplest_yuv420_gray(char *url, int w, int h,int num){
  FILE *fp=fopen(url,"rb+");
  FILE *fp1=fopen("output_gray.yuv","wb+");
  unsigned char pic=(unsigned char )malloc(wh3/2);

  for(int i=0;i<num;i++){
  fread(pic,1,wh3/2,fp);
  //Gray
  memset(pic+wh,128,wh/2);
  fwrite(pic,1,wh3/2,fp1);
  }

  free(pic);
  fclose(fp);
  fclose(fp1);
  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示析珊。
simplest_yuv420_gray("lena_256x256_yuv420p.yuv",256,256,1);

從代碼可以看出羡鸥，如果想把YUV格式像素數(shù)據(jù)變成灰度圖像，只需要將U唾琼、V分量設(shè)置成128即可兄春。這是因為U、V是圖像中的經(jīng)過偏置處理的色度分量锡溯。色度分量在偏置處理前的取值范圍是-128至127赶舆，這時候的無色對應(yīng)的是“0”值哑姚。經(jīng)過偏置后色度分量取值變成了0至255贸辈，因而此時的無色對應(yīng)的就是128了志鹃。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后，將會把一張分辨率為256x256的名稱為lena_256x256_yuv420p.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件處理成名稱為output_gray.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件隘庄。輸入的原圖如下所示九串。

20160117232856722.png

處理后的圖像如下所示绞佩。

20160117232913602.png

(4)將YUV420P像素數(shù)據(jù)的亮度減半

本程序中的函數(shù)可以通過將YUV數(shù)據(jù)中的亮度分量Y的數(shù)值減半的方法，降低圖像的亮度猪钮。函數(shù)代碼如下所示品山。

/**

• Halve Y value of YUV420P file

• @param url Location of Input YUV file.

• @param w Width of Input YUV file.

• @param h Height of Input YUV file.

• @param num Number of frames to process.
  */
  int simplest_yuv420_halfy(char *url, int w, int h,int num){
  FILE *fp=fopen(url,"rb+");
  FILE *fp1=fopen("output_half.yuv","wb+");

  unsigned char pic=(unsigned char )malloc(wh3/2);

  for(int i=0;i<num;i++){
  fread(pic,1,wh3/2,fp);
  //Half
  for(int j=0;j<wh;j++){
  unsigned char temp=pic[j]/2;
  //printf("%d,\n",temp);
  pic[j]=temp;
  }
  fwrite(pic,1,wh*3/2,fp1);
  }

  free(pic);
  fclose(fp);
  fclose(fp1);

  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示。
simplest_yuv420_halfy("lena_256x256_yuv420p.yuv",256,256,1);

從代碼可以看出烤低，如果打算將圖像的亮度減半肘交，只要將圖像的每個像素的Y值取出來分別進(jìn)行除以2的工作就可以了。圖像的每個Y值占用1 Byte扑馁，取值范圍是0至255涯呻，對應(yīng)C語言中的unsigned char數(shù)據(jù)類型。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后腻要，將會把一張分辨率為256x256的名稱為lena_256x256_yuv420p.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件處理成名稱為output_half.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件复罐。輸入的原圖如下所示。

20160117233038584.png

處理后的圖像如下所示雄家。

20160117233049307.png

(5)將YUV420P像素數(shù)據(jù)的周圍加上邊框

本程序中的函數(shù)可以通過修改YUV數(shù)據(jù)中特定位置的亮度分量Y的數(shù)值效诅，給圖像添加一個“邊框”的效果。函數(shù)代碼如下所示趟济。
/**

• Add border for YUV420P file

• @param url Location of Input YUV file.

• @param w Width of Input YUV file.

• @param h Height of Input YUV file.

• @param border Width of Border.

• @param num Number of frames to process.
  */
  int simplest_yuv420_border(char *url, int w, int h,int border,int num){
  FILE *fp=fopen(url,"rb+");
  FILE *fp1=fopen("output_border.yuv","wb+");

  unsigned char pic=(unsigned char )malloc(wh3/2);

  for(int i=0;i<num;i++){
  fread(pic,1,wh3/2,fp);
  //Y
  for(int j=0;j<h;j++){
  for(int k=0;k<w;k++){
  if(k<border||k>(w-border)||j<border||j>(h-border)){
  pic[jw+k]=255;
  //pic[jw+k]=0;
  }
  }
  }
  fwrite(pic,1,wh3/2,fp1);
  }

  free(pic);
  fclose(fp);
  fclose(fp1);

  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示填帽。

1. simplest_yuv420_border("lena_256x256_yuv420p.yuv",256,256,20,1);

從代碼可以看出，圖像的邊框的寬度為border咙好，本程序?qū)⒕嚯x圖像邊緣border范圍內(nèi)的像素的亮度分量Y的取值設(shè)置成了亮度最大值255。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后褐荷，將會把一張分辨率為256x256的名稱為lena_256x256_yuv420p.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件處理成名稱為output_border.yuv的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)文件勾效。輸入的原圖如下所示。

20160117233158395.png

處理后的圖像如下所示叛甫。

20160117233215510.png

(6) 生成YUV420P格式的灰階測試圖

本程序中的函數(shù)可以生成一張YUV420P格式的灰階測試圖层宫。函數(shù)代碼如下所示。
/**

• Generate YUV420P gray scale bar.

• @param width Width of Output YUV file.

• @param height Height of Output YUV file.

• @param ymin Max value of Y

• @param ymax Min value of Y

• @param barnum Number of bars

• @param url_out Location of Output YUV file.
  */
  int simplest_yuv420_graybar(int width, int height,int ymin,int ymax,int barnum,char *url_out){
  int barwidth;
  float lum_inc;
  unsigned char lum_temp;
  int uv_width,uv_height;
  FILE *fp=NULL;
  unsigned char *data_y=NULL;
  unsigned char *data_u=NULL;
  unsigned char *data_v=NULL;
  int t=0,i=0,j=0;

  barwidth=width/barnum;
  lum_inc=((float)(ymax-ymin))/((float)(barnum-1));
  uv_width=width/2;
  uv_height=height/2;

  data_y=(unsigned char )malloc(widthheight);
  data_u=(unsigned char )malloc(uv_widthuv_height);
  data_v=(unsigned char )malloc(uv_widthuv_height);

  if((fp=fopen(url_out,"wb+"))==NULL){
  printf("Error: Cannot create file!");
  return -1;
  }

  //Output Info
  printf("Y, U, V value from picture's left to right:\n");
  for(t=0;t<(width/barwidth);t++){
  lum_temp=ymin+(char)(tlum_inc);
  printf("%3d, 128, 128\n",lum_temp);
  }
  //Gen Data
  for(j=0;j<height;j++){
  for(i=0;i<width;i++){
  t=i/barwidth;
  lum_temp=ymin+(char)(tlum_inc);
  data_y[jwidth+i]=lum_temp;
  }
  }
  for(j=0;j<uv_height;j++){
  for(i=0;i<uv_width;i++){
  data_u[juv_width+i]=128;
  }
  }
  for(j=0;j<uv_height;j++){
  for(i=0;i<uv_width;i++){
  data_v[juv_width+i]=128;
  }
  }
  fwrite(data_y,widthheight,1,fp);
  fwrite(data_u,uv_widthuv_height,1,fp);
  fwrite(data_v,uv_widthuv_height,1,fp);
  fclose(fp);
  free(data_y);
  free(data_u);
  free(data_v);
  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示其监。
simplest_yuv420_graybar(640, 360,0,255,10,"graybar_640x360.yuv");

從源代碼可以看出萌腿，本程序一方面通過灰階測試圖的亮度最小值ymin，亮度最大值ymax抖苦，灰階數(shù)量barnum確定每一個灰度條中像素的亮度分量Y的取值毁菱。另一方面還要根據(jù)圖像的寬度width和圖像的高度height以及灰階數(shù)量barnum確定每一個灰度條的寬度米死。有了這兩方面信息之后，就可以生成相應(yīng)的圖片了贮庞。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后峦筒，會生成一個取值范圍從0-255，一共包含10個灰度條的YUV420P格式的測試圖窗慎。測試圖的內(nèi)容如下所示物喷。

20160117233318275.png

image.png

(7)計算兩個YUV420P像素數(shù)據(jù)的PSNR

PSNR是最基本的視頻質(zhì)量評價方法。本程序中的函數(shù)可以對比兩張YUV圖片中亮度分量Y的PSNR遮斥。函數(shù)的代碼如下所示峦失。

/**

• Calculate PSNR between 2 YUV420P file

• @param url1 Location of first Input YUV file.

• @param url2 Location of another Input YUV file.

• @param w Width of Input YUV file.

• @param h Height of Input YUV file.

• @param num Number of frames to process.
  */
  int simplest_yuv420_psnr(char *url1,char *url2,int w,int h,int num){
  FILE *fp1=fopen(url1,"rb+");
  FILE *fp2=fopen(url2,"rb+");
  unsigned char *pic1=(unsigned char )malloc(wh);
  unsigned char *pic2=(unsigned char )malloc(wh);

  for(int i=0;i<num;i++){
  fread(pic1,1,wh,fp1);
  fread(pic2,1,wh,fp2);

   double mse_sum=0,mse=0,psnr=0;  
   for(int j=0;j<w*h;j++){  
       mse_sum+=pow((double)(pic1[j]-pic2[j]),2);  
   }  
   mse=mse_sum/(w*h);  
   psnr=10*log10(255.0*255.0/mse);  
   printf("%5.3f\n",psnr);  
  
   fseek(fp1,w*h/2,SEEK_CUR);  
   fseek(fp2,w*h/2,SEEK_CUR);  
  

  }

  free(pic1);
  free(pic2);
  fclose(fp1);
  fclose(fp2);
  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示。

1. simplest_yuv420_psnr("lena_256x256_yuv420p.yuv","lena_distort_256x256_yuv420p.yuv",256,256,1);

對于8bit量化的像素數(shù)據(jù)來說术吗，PSNR的計算公式如下所示尉辑。

image

上述公式中mse的計算公式如下所示。

image

其中M藐翎，N分別為圖像的寬高材蹬，xij和yij分別為兩張圖像的每一個像素值。PSNR通常用于質(zhì)量評價吝镣，就是計算受損圖像與原始圖像之間的差別堤器，以此來評價受損圖像的質(zhì)量。本程序輸入的兩張圖像的對比圖如下圖所示末贾。其中左邊的圖像為原始圖像闸溃，右邊的圖像為受損圖像。

image

經(jīng)過程序計算后得到的PSNR取值為26.693拱撵。PSNR取值通常情況下都在20-50的范圍內(nèi)辉川，取值越高，代表兩張圖像越接近拴测，反映出受損圖像質(zhì)量越好乓旗。

(8) 分離RGB24像素數(shù)據(jù)中的R、G集索、B分量

本程序中的函數(shù)可以將RGB24數(shù)據(jù)中的R屿愚、G、B三個分量分離開來并保存成三個文件务荆。函數(shù)的代碼如下所示妆距。

/**

• Split R, G, B planes in RGB24 file.
• @param url Location of Input RGB file.
• @param w Width of Input RGB file.
• @param h Height of Input RGB file.
• @param num Number of frames to process.

*/
int simplest_rgb24_split(char *url, int w, int h,int num){
FILE *fp=fopen(url,"rb+");
FILE *fp1=fopen("output_r.y","wb+");
FILE *fp2=fopen("output_g.y","wb+");
FILE *fp3=fopen("output_b.y","wb+");

unsigned char *pic=(unsigned char *)malloc(w*h*3);  

for(int i=0;i<num;i++){  

    fread(pic,1,w*h*3,fp);  

    for(int j=0;j<w*h*3;j=j+3){  
        //R  
        fwrite(pic+j,1,1,fp1);  
        //G  
        fwrite(pic+j+1,1,1,fp2);  
        //B  
        fwrite(pic+j+2,1,1,fp3);  
    }  
}  

free(pic);  
fclose(fp);  
fclose(fp1);  
fclose(fp2);  
fclose(fp3);  

return 0;  

}

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示。
simplest_rgb24_split("cie1931_500x500.rgb", 500, 500,1);

從代碼可以看出函匕，與YUV420P三個分量分開存儲不同娱据，RGB24格式的每個像素的三個分量是連續(xù)存儲的。一幀寬高分別為w盅惜、h的RGB24圖像一共占用wh3 Byte的存儲空間中剩。RGB24格式規(guī)定首先存儲第一個像素的R忌穿、G、B咽安，然后存儲第二個像素的R伴网、G、B…以此類推妆棒。類似于YUV420P的存儲方式稱為Planar方式澡腾，而類似于RGB24的存儲方式稱為Packed方式。上述調(diào)用函數(shù)的代碼運行后糕珊，將會把一張分辨率為500x500的名稱為cie1931_500x500.rgb的RGB24格式的像素數(shù)據(jù)文件分離成為三個文件：

output_r.y：R數(shù)據(jù)动分，分辨率為256x256。
output_g.y：G數(shù)據(jù)红选，分辨率為256x256澜公。
output_b.y：B數(shù)據(jù)，分辨率為256x256喇肋。

輸入的原圖是一張標(biāo)準(zhǔn)的CIE 1931色度圖坟乾。該色度圖右下為紅色，上方為綠色蝶防，左下為藍(lán)色甚侣，如下所示。

image

R數(shù)據(jù)圖像如下所示间学。

image

G數(shù)據(jù)圖像如下所示殷费。

image

B數(shù)據(jù)圖像如下所示。

image

(9)將RGB24格式像素數(shù)據(jù)封裝為BMP圖像

BMP圖像內(nèi)部實際上存儲的就是RGB數(shù)據(jù)低葫。本程序?qū)崿F(xiàn)了對RGB像素數(shù)據(jù)的封裝處理详羡。通過本程序中的函數(shù)，可以將RGB數(shù)據(jù)封裝成為一張BMP圖像嘿悬。

/**

• Convert RGB24 file to BMP file

• @param rgb24path Location of input RGB file.

• @param width Width of input RGB file.

• @param height Height of input RGB file.

• @param url_out Location of Output BMP file.
  */
  int simplest_rgb24_to_bmp(const char *rgb24path,int width,int height,const char *bmppath){
  typedef struct
  {
  long imageSize;
  long blank;
  long startPosition;
  }BmpHead;

  typedef struct
  {
  long Length;
  long width;
  long height;
  unsigned short colorPlane;
  unsigned short bitColor;
  long zipFormat;
  long realSize;
  long xPels;
  long yPels;
  long colorUse;
  long colorImportant;
  }InfoHead;

  int i=0,j=0;
  BmpHead m_BMPHeader={0};
  InfoHead m_BMPInfoHeader={0};
  char bfType[2]={'B','M'};
  int header_size=sizeof(bfType)+sizeof(BmpHead)+sizeof(InfoHead);
  unsigned char *rgb24_buffer=NULL;
  FILE fp_rgb24=NULL,fp_bmp=NULL;

  if((fp_rgb24=fopen(rgb24path,"rb"))==NULL){
  printf("Error: Cannot open input RGB24 file.\n");
  return -1;
  }
  if((fp_bmp=fopen(bmppath,"wb"))==NULL){
  printf("Error: Cannot open output BMP file.\n");
  return -1;
  }

  rgb24_buffer=(unsigned char )malloc(widthheight3);
  fread(rgb24_buffer,1,widthheight*3,fp_rgb24);

  m_BMPHeader.imageSize=3widthheight+header_size;
  m_BMPHeader.startPosition=header_size;

  m_BMPInfoHeader.Length=sizeof(InfoHead);
  m_BMPInfoHeader.width=width;
  //BMP storage pixel data in opposite direction of Y-axis (from bottom to top).
  m_BMPInfoHeader.height=-height;
  m_BMPInfoHeader.colorPlane=1;
  m_BMPInfoHeader.bitColor=24;
  m_BMPInfoHeader.realSize=3widthheight;

  fwrite(bfType,1,sizeof(bfType),fp_bmp);
  fwrite(&m_BMPHeader,1,sizeof(m_BMPHeader),fp_bmp);
  fwrite(&m_BMPInfoHeader,1,sizeof(m_BMPInfoHeader),fp_bmp);

  //BMP save R1|G1|B1,R2|G2|B2 as B1|G1|R1,B2|G2|R2
  //It saves pixel data in Little Endian
  //So we change 'R' and 'B'
  for(j =0;j<height;j++){
  for(i=0;i<width;i++){
  char temp=rgb24_buffer[(jwidth+i)3+2];
  rgb24_buffer[(jwidth+i)3+2]=rgb24_buffer[(jwidth+i)3+0];
  rgb24_buffer[(jwidth+i)3+0]=temp;
  }
  }
  fwrite(rgb24_buffer,3widthheight,1,fp_bmp);
  fclose(fp_rgb24);
  fclose(fp_bmp);
  free(rgb24_buffer);
  printf("Finish generate %s!\n",bmppath);
  return 0;
  return 0;
  }
  調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示实柠。

simplest_rgb24_to_bmp("lena_256x256_rgb24.rgb",256,256,"output_lena.bmp");

通過代碼可以看出，該程序完成了主要完成了兩個工作：
1)將RGB數(shù)據(jù)前面加上文件頭善涨。
2)將RGB數(shù)據(jù)中每個像素的“B”和“R”的位置互換主到。
BMP文件是由BITMAPFILEHEADER、BITMAPINFOHEADER躯概、RGB像素數(shù)據(jù)共3個部分構(gòu)成，它的結(jié)構(gòu)如下圖所示畔师。

BITMAPFILEHEADER
BITMAPINFOHEADER
RGB像素數(shù)據(jù)

其中前兩部分的結(jié)構(gòu)如下所示娶靡。在寫入BMP文件頭的時候給其中的每個字段賦上合適的值就可以了。
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
unsigned short int bfType; //位圖文件的類型看锉，必須為BM
unsigned long bfSize; //文件大小姿锭，以字節(jié)為單位
unsigned short int bfReserverd1; //位圖文件保留字塔鳍，必須為0
unsigned short int bfReserverd2; //位圖文件保留字，必須為0
unsigned long bfbfOffBits; //位圖文件頭到數(shù)據(jù)的偏移量呻此，以字節(jié)為單位
}BITMAPFILEHEADER;
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
{
long biSize; //該結(jié)構(gòu)大小轮纫，字節(jié)為單位
long biWidth; //圖形寬度以象素為單位
long biHeight; //圖形高度以象素為單位
short int biPlanes; //目標(biāo)設(shè)備的級別，必須為1
short int biBitcount; //顏色深度焚鲜，每個象素所需要的位數(shù)
short int biCompression; //位圖的壓縮類型
long biSizeImage; //位圖的大小掌唾，以字節(jié)為單位
long biXPelsPermeter; //位圖水平分辨率，每米像素數(shù)
long biYPelsPermeter; //位圖垂直分辨率忿磅，每米像素數(shù)
long biClrUsed; //位圖實際使用的顏色表中的顏色數(shù)
long biClrImportant; //位圖顯示過程中重要的顏色數(shù)
}BITMAPINFOHEADER;

BMP采用的是小端（Little Endian）存儲方式糯彬。這種存儲方式中“RGB24”格式的像素的分量存儲的先后順序為B、G葱她、R撩扒。由于RGB24格式存儲的順序是R、G吨些、B搓谆，所以需要將“R”和“B”順序作一個調(diào)換再進(jìn)行存儲。

下圖為輸入的RGB24格式的圖像lena_256x256_rgb24.rgb豪墅。

image

下圖分封裝為BMP格式后的圖像output_lena.bmp泉手。封裝后的圖像使用普通的看圖軟件就可以查看。

image

(10)將RGB24格式像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YUV420P格式像素數(shù)據(jù)

本程序中的函數(shù)可以將RGB24格式的像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)但校。函數(shù)的代碼如下所示螃诅。

unsigned char clip_value(unsigned char x,unsigned char min_val,unsigned char max_val){
if(x>max_val){
return max_val;
}else if(x<min_val){
return min_val;
}else{
return x;
}
}

//RGB to YUV420
bool RGB24_TO_YUV420(unsigned char RgbBuf,int w,int h,unsigned char yuvBuf)
{
unsigned charptrY, ptrU, ptrV, ptrRGB;
memset(yuvBuf,0,wh3/2);
ptrY = yuvBuf;
ptrU = yuvBuf + wh;
ptrV = ptrU + (wh1/4);
unsigned char y, u, v, r, g, b;
for (int j = 0; j<h;j++){
ptrRGB = RgbBuf + wj*3 ;
for (int i = 0;i<w;i++){

        r = *(ptrRGB++);  
        g = *(ptrRGB++);  
        b = *(ptrRGB++);  
        y = (unsigned char)( ( 66 * r + 129 * g +  25 * b + 128) >> 8) + 16  ;            
        u = (unsigned char)( ( -38 * r -  74 * g + 112 * b + 128) >> 8) + 128 ;            
        v = (unsigned char)( ( 112 * r -  94 * g -  18 * b + 128) >> 8) + 128 ;  
        *(ptrY++) = clip_value(y,0,255);  
        if (j%2==0&&i%2 ==0){  
            *(ptrU++) =clip_value(u,0,255);  
        }  
        else{  
            if (i%2==0){  
            *(ptrV++) =clip_value(v,0,255);  
            }  
        }  
    }  
}  
return true;  

}

/**

• Convert RGB24 file to YUV420P file

• @param url_in Location of Input RGB file.

• @param w Width of Input RGB file.

• @param h Height of Input RGB file.

• @param num Number of frames to process.

• @param url_out Location of Output YUV file.
  */
  int simplest_rgb24_to_yuv420(char *url_in, int w, int h,int num,char *url_out){
  FILE *fp=fopen(url_in,"rb+");
  FILE *fp1=fopen(url_out,"wb+");

  unsigned char pic_rgb24=(unsigned char )malloc(wh3);
  unsigned char pic_yuv420=(unsigned char )malloc(wh3/2);

  for(int i=0;i<num;i++){
  fread(pic_rgb24,1,wh3,fp);
  RGB24_TO_YUV420(pic_rgb24,w,h,pic_yuv420);
  fwrite(pic_yuv420,1,wh3/2,fp1);
  }

  free(pic_rgb24);
  free(pic_yuv420);
  fclose(fp);
  fclose(fp1);

  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示。

simplest_rgb24_to_yuv420("lena_256x256_rgb24.rgb",256,256,1,"output_lena.yuv");

從源代碼可以看出状囱，本程序?qū)崿F(xiàn)了RGB到Y(jié)UV的轉(zhuǎn)換公式：

Y= 0.299R+0.587G+0.114B*

U=-0.147R-0.289G+0.463B*

V= 0.615R-0.515G-0.100B*

在轉(zhuǎn)換的過程中有以下幾點需要注意：

1. RGB24存儲方式是Packed术裸，YUV420P存儲方式是Packed。
2. U亭枷，V在水平和垂直方向的取樣數(shù)是Y的一半

轉(zhuǎn)換前的RGB24格式像素數(shù)據(jù)lena_256x256_rgb24.rgb的內(nèi)容如下所示袭艺。

image

轉(zhuǎn)換后的YUV420P格式的像素數(shù)據(jù)output_lena.yuv的內(nèi)容如下所示。

image

(11)生成RGB24格式的彩條測試圖

本程序中的函數(shù)可以生成一張RGB24格式的彩條測試圖叨粘。函數(shù)代碼如下所示猾编。

/**

• Generate RGB24 colorbar.

• @param width Width of Output RGB file.

• @param height Height of Output RGB file.

• @param url_out Location of Output RGB file.
  */
  int simplest_rgb24_colorbar(int width, int height,char *url_out){

  unsigned char *data=NULL;
  int barwidth;
  char filename[100]={0};
  FILE *fp=NULL;
  int i=0,j=0;

  data=(unsigned char )malloc(widthheight*3);
  barwidth=width/8;

  if((fp=fopen(url_out,"wb+"))==NULL){
  printf("Error: Cannot create file!");
  return -1;
  }

  for(j=0;j<height;j++){
  for(i=0;i<width;i++){
  int barnum=i/barwidth;
  switch(barnum){
  case 0:{
  data[(jwidth+i)3+0]=255;
  data[(jwidth+i)3+1]=255;
  data[(jwidth+i)3+2]=255;
  break;
  }
  case 1:{
  data[(jwidth+i)3+0]=255;
  data[(jwidth+i)3+1]=255;
  data[(jwidth+i)3+2]=0;
  break;
  }
  case 2:{
  data[(jwidth+i)3+0]=0;
  data[(jwidth+i)3+1]=255;
  data[(jwidth+i)3+2]=255;
  break;
  }
  case 3:{
  data[(jwidth+i)3+0]=0;
  data[(jwidth+i)3+1]=255;
  data[(jwidth+i)3+2]=0;
  break;
  }
  case 4:{
  data[(jwidth+i)3+0]=255;
  data[(jwidth+i)3+1]=0;
  data[(jwidth+i)3+2]=255;
  break;
  }
  case 5:{
  data[(jwidth+i)3+0]=255;
  data[(jwidth+i)3+1]=0;
  data[(jwidth+i)3+2]=0;
  break;
  }
  case 6:{
  data[(jwidth+i)3+0]=0;
  data[(jwidth+i)3+1]=0;
  data[(jwidth+i)3+2]=255;

           break;  
              }  
       case 7:{  
           data[(j*width+i)*3+0]=0;  
           data[(j*width+i)*3+1]=0;  
           data[(j*width+i)*3+2]=0;  
           break;  
              }  
       }  
  
   }  
  

  }
  fwrite(data,widthheight3,1,fp);
  fclose(fp);
  free(data);

  return 0;
  }

調(diào)用上面函數(shù)的方法如下所示。
simplest_rgb24_colorbar(640, 360,"colorbar_640x360.rgb");

從源代碼可以看出升敲，本程序循環(huán)輸出“白黃青綠品紅藍(lán)黑”8種顏色的彩條答倡。這8種顏色的彩條的R、G驴党、B取值如下所示瘪撇。

白

|

(255, 255, 255)

黃

|

(255, 255, 0)

青

|

( 0, 255, 255)

綠

|

( 0, 255, 0)

品

|

(255, 0, 255)

紅

|

(255, 0, 0)

藍(lán)

|

( 0, 0, 255)

黑

|

( 0, 0, 0)

|

生成的圖像截圖如下所示。

image

下載

Simplest mediadata test

項目主頁

SourceForge：https://sourceforge.net/projects/simplest-mediadata-test/

Github：https://github.com/leixiaohua1020/simplest_mediadata_test

開源中國：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_mediadata_test
CSDN下載地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/9422409

本項目包含如下幾種視音頻數(shù)據(jù)解析示例：
(1)像素數(shù)據(jù)處理程序。包含RGB和YUV像素格式處理的函數(shù)倔既。
(2)音頻采樣數(shù)據(jù)處理程序恕曲。包含PCM音頻采樣格式處理的函數(shù)。
(3)H.264碼流分析程序渤涌∨逡ィ可以分離并解析NALU。
(4)AAC碼流分析程序实蓬∪准螅可以分離并解析ADTS幀。
(5)FLV封裝格式分析程序瞳秽“曷模可以將FLV中的MP3音頻碼流分離出來。

(6)UDP-RTP協(xié)議分析程序练俐⌒溆可以將分析UDP/RTP/MPEG-TS數(shù)據(jù)包。

雷霄驊 (Lei Xiaohua)
leixiaohua1020@126.com
http://blog.csdn.net/leixiaohua1020

尊重雷神腺晾，原版還是雷神的燕锥，我只是來學(xué)習(xí)的。