VENC视频编码

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功能的详细介绍及约束请参见VENC功能及约束说明。

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。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。

Atlas 200/300/500 推理产品上，当前版本不支持该功能。

Atlas 训练系列产品上，当前版本不支持该功能。

Atlas A2训练系列产品上，不支持该功能。

接口调用流程

开发应用时，如果涉及视频编码，则应用程序中必须包含编码的代码逻辑，关于编码的接口调用流程，请先参见AscendCL接口调用流程了解整体流程，再查看本节中的流程说明。

图1 接口调用流程
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. 调用hi_mpi_sys_init接口进行媒体数据处理系统初始化；
  2. 调用hi_mpi_venc_create_chn函数创建完通道;

    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。

  3. 调用hi_mpi_venc_get_fd将通道ID转换为一个文件句柄;
  4. 调用hi_mpi_sys_create_epoll函数创建DVPP epoll实例；
  5. 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。

  6. 调用hi_mpi_venc_start_chn函数通知通道准备开始编码；
  7. 调用hi_mpi_dvpp_malloc接口申请存放Device上输入数据的内存。
  8. 启动一个用户态线程，调用hi_mpi_sys_wait_epoll函数等待编码完成；
  9. 之后用户就可以调用hi_mpi_venc_send_frame函数发送待编码的码流；
  10. 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;
  11. 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；
  12. 调用hi_mpi_dvpp_free接口释放输入内存；
  13. 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；
  14. 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；
  15. 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；
  16. 调用hi_mpi_sys_close_epoll函数销毁DVPP epoll实例；
  17. 调用hi_mpi_sys_exit接口进行媒体数据处理系统去初始化。

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：

当前支持以下方式优化视频编码质量：

示例代码

您可以从样例介绍中获取完整样例代码。

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。以下是关键步骤的代码示例，不可以直接拷贝编译运行，仅供参考。

// 1.获取软件栈的运行模式，不同运行模式影响后续的接口调用流程（例如是否进行数据传输等）
aclrtRunMode runMode;
aclError aclRet = aclrtGetRunMode(&runMode);

// 2.AscendCL初始化
aclRet = aclInit(nullptr);

// 3.运行管理资源申请（依次申请Device、Context）
aclrtContext g_context;
aclRet = aclrtSetDevice(0);
aclRet = aclrtCreateContext(&g_context, 0);

// 4.初始化媒体数据处理系统
int32_t ret = hi_mpi_sys_init();

// 5.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);

// 6.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);

// 7.发送输入数据
// 7.1 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);

// 如果运行模式为ACL_HOST，则需要申请Host内存，将输入数据读入Host内存，再通过aclrtMemcpy接口将Host的数据传输到Device，数据传输完成后，需及时释放Host内存；否则直接将输入数据读入Device内存
if (runMode == ACL_HOST) {
    void* hostInputAddr = nullptr;
    // 申请Host内存
    aclRet = aclrtMallocHost(&hostInputAddr, inputSize);
    // 将输入数据读入内存中，该自定义函数VencReadYuvFile由用户实现
    VencReadYuvFile(streamName, hostInputAddr, inputSize);
    // 数据传输
    aclRet = aclrtMemcpy(inputAddr, inputSize, hostInputAddr, inputSize, ACL_MEMCPY_HOST_TO_DEVICE);
    // 完成数据传输后，需及时释放不使用的内存
    aclrtFreeHost(hostInputAddr );
    hostInputAddr = nullptr;
} else {
    // 将输入数据读入内存中，该自定义函数VencReadYuvFile由用户实现
    VencReadYuvFile(streamName, inputAddr, inputSize);
}

// 7.2 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);

// 8.获取编码结果
// 8.1 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, event, 3, 1000, &eventCount);

// 8.2 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);

// 8.3 如果运行模式为ACL_HOST，且Host上需要使用编码输出的码流，则需要申请Host内存，通过aclrtMemcpy接口将Device的输出码流传输到Host
if (g_runMode == ACL_HOST) {
    void* hostOutputAddr = nullptr;
    aclRet = aclrtMallocHost(&hostOutputAddr, outputSize);
    aclRet = aclrtMemcpy(hostOutputAddr, outputSize, stream.pack[0].addr, outputSize, ACL_MEMCPY_DEVICE_TO_HOST);
    // ......
    // 数据使用完成后，需及时释放不使用的内存
    aclrtFreeHost(hostOutputAddr);
    hostOutputAddr = nullptr;
} else {
    // 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
}

// 9.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;

// 10.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);

// 11.销毁通道
ret = hi_mpi_venc_destroy_chn(chn);

// 12.媒体数据处理系统去初始化
ret = hi_mpi_sys_exit();

// 13.释放运行管理资源（依次释放Context、Device）
aclRet = aclrtDestroyContext(g_context);
aclRet = aclrtResetDevice(0);

// 14.AscendCL去初始化
aclRet = aclFinalize();

// ....
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