FFmpeg教程：libswscale对图像进行简单处理

本文介绍: libswscale（Software Scaling and Conversion Library）是FFmpeg中的一个库，用于执行图像缩放、颜色空间转换以及图像格式转换等操作。它主要提供了一些函数和工具，使得在视频处理过程中可以方便地进行图像大小和颜色空间的调整。

我们在FFmpeg简单总结对FFmpeg 组成模块，编码进行了简单介绍。

FFmpeg组成部分：
libavcodec：提供了音视频编解码器的库。
libavformat：处理多媒体容器格式的库，包括封装和解封装。
libavutil：包含一些公共的实用工具函数。
libswscale：提供图像缩放和颜色转换功能的库。
libavfilter：实现音视频过滤器的库，用于进行各种音视频处理操作。
ffmpeg：命令行工具，用于进行音视频处理和转码。
ffprobe：用于检测多媒体文件信息的命令行工具。
ffplay：简单的播放器，支持音视频播放。

libswscale

libswscale（Software Scaling and Conversion Library）是FFmpeg中的一个库，用于执行图像缩放、颜色空间转换以及图像格式转换等操作。它主要提供了一些函数和工具，使得在视频处理过程中可以方便地进行图像大小和颜色空间的调整。

常用的API介绍

sws_getContext：创建并返回一个SwsContext对象，用于设置缩放和颜色空间转换的参数。

struct SwsContext *sws_getContext(int srcW, int srcH, enum AVPixelFormat srcFormat,
                                  int dstW, int dstH, enum AVPixelFormat dstFormat,
                                  int flags, SwsFilter *srcFilter,
                                  SwsFilter *dstFilter, const double *param);

sws_scale：将输入图像进行缩放和颜色空间转换，并将结果输出到目标图像。

int sws_scale(struct SwsContext *c, const uint8_t *const srcSlice[],
              const int srcStride[], int srcSliceY, int srcSliceH,
              uint8_t *const dst[], const int dstStride[]);

sws_freeContext：释放SwsContext对象占用的资源。

void sws_freeContext(struct SwsContext *swsContext);

灰度化

下面给出一个例子，使用FFmpeg对图像进行处理，该程序解码视频流，选取视频流中的输入图片，进行灰度化处理，然后保存为新的图片

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libswscale/swscale.h>

void process_image(const char *input_filename, const char *output_filename) {
    AVFormatContext *input_format_context = NULL;
    AVCodecContext *codec_context = NULL;
    AVCodec *codec = NULL;
    AVFrame *frame = NULL;
    AVFrame *gray_frame = NULL;
    AVPacket packet;
    struct SwsContext *sws_context = NULL;

    // Register FFmpeg components
    av_register_all();

    // Open input file
    if (avformat_open_input(&input_format_context, input_filename, NULL, NULL) != 0) {
        fprintf(stderr, "Error opening input filen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Retrieve stream information
    if (avformat_find_stream_info(input_format_context, NULL) < 0) {
        fprintf(stderr, "Error finding stream informationn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Find the first video stream
    int video_stream_index = -1;
    for (int i = 0; i < input_format_context->nb_streams; i++) {
        if (input_format_context->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
            video_stream_index = i;
            break;
        }
    }

    if (video_stream_index == -1) {
        fprintf(stderr, "Error: No video stream foundn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Find the decoder for the video stream
    codec = avcodec_find_decoder(input_format_context->streams[video_stream_index]->codecpar->codec_id);
    if (!codec) {
        fprintf(stderr, "Error: No decoder foundn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Allocate a codec context for the decoder
    codec_context = avcodec_alloc_context3(codec);
    if (!codec_context) {
        fprintf(stderr, "Error allocating codec contextn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Copy codec parameters from input stream to codec context
    if (avcodec_parameters_to_context(codec_context, input_format_context->streams[video_stream_index]->codecpar) < 0) {
        fprintf(stderr, "Error setting codec parametersn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Open codec
    if (avcodec_open2(codec_context, codec, NULL) < 0) {
        fprintf(stderr, "Error opening codecn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Allocate video frames
    frame = av_frame_alloc();
    gray_frame = av_frame_alloc();
    if (!frame || !gray_frame) {
        fprintf(stderr, "Error allocating framesn");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Determine required buffer size and allocate buffer
    int num_bytes = av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_GRAY8, codec_context->width, codec_context->height, 1);
    uint8_t *buffer = (uint8_t *)av_malloc(num_bytes * sizeof(uint8_t));

    // Assign appropriate parts of buffer to image planes in gray_frame
    av_image_fill_arrays(gray_frame->data, gray_frame->linesize, buffer, AV_PIX_FMT_GRAY8, codec_context->width, codec_context->height, 1);

    // Initialize SwsContext for converting between color spaces
    sws_context = sws_getContext(
        codec_context->width, codec_context->height, codec_context->pix_fmt,
        codec_context->width, codec_context->height, AV_PIX_FMT_GRAY8,
        SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);

    // Open output file
    FILE *output_file = fopen(output_filename, "wb");
    if (!output_file) {
        fprintf(stderr, "Error opening output filen");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // Read frames from the input file, convert to grayscale, and write to the output file
    while (av_read_frame(input_format_context, &packet) == 0) {
        if (packet.stream_index == video_stream_index) {
            // Decode video frame
            if (avcodec_receive_frame(codec_context, frame) == 0) {
                // Convert frame to grayscale
                sws_scale(sws_context, frame->data, frame->linesize, 0, frame->height, gray_frame->data, gray_frame->linesize);

                // Write grayscale frame to output file
                fwrite(gray_frame->data[0], 1, num_bytes, output_file);
            }
        }

        av_packet_unref(&packet);
    }

    // Cleanup
    fclose(output_file);
    av_frame_free(&frame);
    av_frame_free(&gray_frame);
    av_free(buffer);
    sws_freeContext(sws_context);
    avcodec_close(codec_context);
    avformat_close_input(&input_format_context);
}

int main() {
    const char *input_filename = "input.jpg";
    const char *output_filename = "output.gray";
    process_image(input_filename, output_filename);
    return 0;
}

放大缩小

也可以直接用接口函数，对image操作


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libswscale/swscale.h>

int main() {
    // Input image parameters
    int src_width = 1920;
    int src_height = 1080;
    enum AVPixelFormat src_format = AV_PIX_FMT_RGB24;

    // Output image parameters
    int dst_width = 640;
    int dst_height = 360;
    enum AVPixelFormat dst_format = AV_PIX_FMT_YUV420P;

    // Allocate source and destination buffers
    uint8_t *src_data[4];
    int src_linesize[4];
    uint8_t *dst_data[4];
    int dst_linesize[4];

    // Initialize SwsContext
    struct SwsContext *sws_context = sws_getContext(src_width, src_height, src_format,
                                                    dst_width, dst_height, dst_format,
                                                    SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);

    // Perform scaling and color space conversion
    sws_scale(sws_context, src_data, src_linesize, 0, src_height,
              dst_data, dst_linesize);

    // Free resources
    sws_freeContext(sws_context);

    return 0;
}