Libhevc介绍

随着高清电视的普及和4K、8K超高清电视的出现，视频编解码技术也得到了广泛应用和发展。H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding) 编解码标准作为一种新一代的视频编码技术，具有更高的压缩率和更好的画面质量，已经被成为未来视频编码的趋势和方向。libhevc 库作为一个开源的 H.265/HEVC 编解码库，提供了完整的解码功能和接口，方便用户快速地进行 H.265/HEVC 视频的解码。

H.265/HEVC 编解码标准

H.265/HEVC 是 ITU-T 和 ISO/IEC 联合制定的一种视频编解码标准，于2013年发布。相比较 H.264/AVC（Advanced Video Coding）标准，H.265/HEVC 可以在保证画面质量的前提下，减少一半以上的比特率，从而实现更高的压缩效率。H.265/HEVC 的编码中采用了一些新的技术和算法，如分块预测、运动矢量扩展、变形并行处理等，用于提高视频的压缩率和画面质量。同时，H.265/HEVC 标准还支持超高清分辨率视频（比如 4K 和 8K），并在网络传输和存储方面也有更好的表现。

libhevc 库的结构

libhevc 库是一个开源的 H.265/HEVC 编解码库，它实现了完整的解码功能，并且提供了一系列常用接口和工具，方便用户使用。

libhevc 库的核心功能包括三部分：Parser、Decoder 和 Filter。其中，

• Parser：负责将 H.265/HEVC 数据流解析成语法单元，并保存到不同层次的结构体中；
• Decoder：依据解析结果，进行解码处理，最终生成 YUV 视频数据；
• Filter：提供各种滤镜、特效等功能，可以用于后期处理或者预处理。

在上述三个部分的基础上，libhevc 还提供了一些工具和接口，如命令行工具 hevcdec、API 接口等，方便用户调用和使用。

libhevc 库的编译与安装

libhevc 库是一个开源的 C 语言库，可以在 Linux、Windows 等操作系统平台上编译和运行。下面我们以 Linux 系统为例，介绍 libhevc 库的编译和安装步骤：

前置依赖库

在编译 libhevc 库之前，需要先安装以下依赖库：

• yasm：a portable and lightweight assembler；
• nasm：a free BSD licensed assembler；
• cmake：cross-platform build system；
• gcc：GNU Compiler Collection；
• g++：GNU C++ Compiler。

在 Ubuntu 下可以使用如下命令进行安装： 

sudo apt-get install yasm nasm cmake build-essential

下载源码

libhevc 库的源码可以从 GitHub 上克隆或者下载。下面我们以克隆源码为例，假设要将源码克隆到 /usr/local/src 目录下：

git clone https://github.com/strukturag/libhevc.git /usr/local/src/libhevc

编译和安装

进入源码目录，使用 cmake 进行编译和安装，假设要将库安装到 /usr/local/lib 和 /usr/local/include 目录下：

cd /usr/local/src/libhevc
mkdir build && cd build
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..
make -j4
sudo make install

编译和安装完成后，编译生成的库文件和头文件都会被拷贝到 /usr/local/lib 和 /usr/local/include 目录下。

libhevc 库的使用

libhevc 库提供了一系列的 API 接口，可以用于 H.265/HEVC 视频的解码处理。下面我们以 C/C++ 语言为例，介绍如何使用 libhevc 库进行 H.265/HEVC 视频的解码：

导入头文件

在使用 libhevc 库之前，需要先导入相关头文件。libhevc 库的头文件一般都在 /usr/local/include/hevc 目录下，其中包含了所有的函数声明和结构体定义。以下是常用头文件列表：

#include <hevc/hevc.h>
#include <hevc/hevcdec.h>
#include <hevc/hevcps.h>
#include <hevc/hevcpred.h>

打开解码器

在使用 libhevc 库时，需要先打开解码器，并指定解码器的参数和输入数据格式。通常情况下，可以使用 hevc_parser_open() 和 hevc_decoder_open() 函数来打开解析器和解码器。

// 打开解析器
HevcParser *parser = hevc_parser_open();// 打开解码器
HevcDecoder *decoder = hevc_decoder_open();
decoder->set_option(decoder, "threads", "4"); // 设置解码线程数
decoder->set_option(decoder, "output-flags", "0"); // 设置输出标志
decoder->set_option(decoder, "verbose", "1"); // 设置输出详细信息

解码视频数据

在打开解码器之后，就可以读入 H.265/HEVC 视频数据并进行解码操作。通常情况下，我们可以使用 fread() 函数从文件中读取数据，然后调用 hevc_parser_decode() 和 hevc_decoder_decode() 函数进行语法单元解析和解码操作。

// 打开输入文件
FILE *infile = fopen("test.hevc", "rb");// 逐帧读取数据进行解码
while (fread(buffer, 1, size, infile) == size) {int data_len = size;// 解析语法单元HevcNalu nalu;while ((data_len = hevc_parser_decode(parser, buffer, data_len, &nalu)) > 0) {if (nalu.type == HEVC_NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR || nalu.type == HEVC_NAL_UNIT_CODED_SLICE) {// 解码视频数据HevcPicture *picture = NULL;hevc_decoder_decode(decoder, &nalu, &picture);// 处理解码结果if (picture != NULL) {printf("decoded frame size: %d x %d\n", picture->width, picture->height);hevc_picture_free(picture);}}}
}// 关闭输入文件
fclose(infile);

关闭解码器

结束解码操作后，需要释放相关资源并关闭解码器。通常情况下，可以使用 hevc_parser_close() 和 hevc_decoder_close() 函数来关闭解析器和解码器。

// 关闭解析器
hevc_parser_close(parser);// 关闭解码器
hevc_decoder_close(decoder);

总结

libhevc 库作为一个开源的 H.265/HEVC 编解码库，提供了完整的解码功能和接口，方便用户快速地进行 H.265/HEVC 视频的解码。libhevc 库具有良好的可移植性和扩展性，可以在多个平台上编译和运行。同时，libhevc 库的源码也由于其简单易懂的结构和清晰的编程风格，可以作为学习 H.265/HEVC 编解码技术的参考和示范。