基于ROI的视频编码系统

本项目旨在开发一个基于感兴趣区域（Region of Interest, ROI）的视频编码系统，使用FFMPEG接口和算能SE5硬件平台。该系统允许用户指定视频中的ROI，以提升该区域的编码质量，同时在非ROI区域应用较低的质量编码以减少整体码率，从而优化带宽使用和视觉体验。

项目背景

在多媒体技术迅速发展的今天，视频内容的传输和存储成本高昂。通过智能地提高感兴趣区域（ROI）的编码质量，我们可以在不牺牲视觉质量的前提下，有效减少数据的传输和存储需求。

项目目标

• 主要目标：实现一个高效的ROI视频编码功能，通过差异化编码提高特定区域的视频质量。
• 性能目标：确保视频编码过程稳定，且在不增加总码率的前提下提升ROI区域的视频质量。
• 用户目标：提供用户友好的接口用于ROI区域的选择和编码参数配置。

您需要确保安装了所有必需的依赖库和工具。下面是为这个项目所需的主要组件列表：

开发环境（本项目均在Linux系统下完成）

1. C++ 编译器:

• Linux (Ubuntu, Debian等): g++ 是最常用的 C++ 编译器。
• 安装命令：sudo apt install g++

2. Make工具:

• 用于处理 Makefile 并自动构建项目。
• 安装命令：sudo apt install make

需要额外安装的编解码库

1. FFmpeg 库:

• 包括 libavcodec, libavutil, libavformat 等，用于处理多媒体内容。
• 安装命令：sudo apt install libavcodec-dev libavutil-dev libavformat-dev

2. x264 编码库:

• 用于编码视频流到 H.264/MPEG-4 AVC 视频格式。
• 安装命令：sudo apt install libx264-dev

制作yuv文件

YUV格式是未压缩的，因此生成的文件可能非常大，本仓库无法存储，所以需要自行制作。

您需要安装FFmpeg，用于将视频文件从一种格式转换为另一种格式。以下是安装指南：

对于 Ubuntu/Debian:

sudo apt update
sudo apt install ffmpeg

对于 macOS:

brew install ffmpeg

对于 Windows:

• 从 FFmpeg 官方网站 下载 FFmpeg 构建版本。
• 将文件解压到一个目录，例如 C:\FFmpeg。
• 将 C:\FFmpeg\bin 添加到您的 PATH 环境变量中。

要将 MP4 视频文件转换为 1080p YUV 文件，运行以下命令：

ffmpeg -i input.mp4 -s 1920x1080 -pix_fmt yuv420p input.yuv

命令解释

• -i input.mp4 - 指定输入文件。
• -s 1920x1080 - 将输出文件的分辨率设置为 1920x1080 像素。
• -pix_fmt yuv420p - 设置像素格式为 YUV420p，这是视频编码的标准格式。
• output.yuv - 指定输出文件的名称和格式。

为了使用户能够顺利编译和运行您的项目，我们可以在 README.md 文件中添加具体的编译和运行指南。这将帮助任何下载或克隆您仓库的人理解如何启动项目。以下是这部分内容的推荐写法：

编译项目

本项目使用 Makefile 来简化编译过程。请按照以下步骤编译项目：

1. 打开终端（或命令提示符）。

2. 导航到项目的根目录。

3. 运行以下命令来编译项目：

   make

这将会编译所有必需的源文件并生成执行文件。如果您遇到任何编译错误，请检查是否已正确安装所有依赖项。

运行项目

在成功编译项目后，您可以按以下方式运行生成的程序：

./main

替换 ./main 为实际生成的可执行文件名。您可以通过以下方式指定输入文件和输出文件：

./main input.yuv output.h264

确保替换 input.yuv 和 output.h264 为您实际的输入文件和期望的输出文件名。

打开h264文件

对视频文件进行ROI编码后，用Elecard StreamEye分析码流。官网下载地址

功能概述

ROI选择和标识

• 功能描述：用户能够在视频预览中选择一个或多个ROI区域，并对每个区域设置不同的编码优先级。
• 输入参数：视频文件路径，ROI区域坐标和尺寸，优先级设置。
• 输出：ROI设置参数文件，包含区域坐标和相关编码参数。

视频编码处理

• 功能描述：根据用户定义的ROI设置，对视频进行编码处理。
• 输入参数：视频源文件，ROI设置参数文件。
• 处理流程：
  1. 视频帧读取。
  2. 应用ROI掩模，区分不同编码区域。
  3. 调整QP值，对ROI区域使用较低QP值，非ROI区域使用较高QP值。
  4. 视频帧编码并输出。
• 输出：编码后的视频文件。

码率和质量控制

• 功能描述：实现动态码率控制，优化编码质量和文件大小。
• 控制机制：
  • 固定码率（CBR）控制模式。
  • 可变码率（VBR）控制模式，尤其在ROI区域。
• 参数配置：允许用户调整全局和局部QP值，码率等。

性能要求

• 实时性能：编码延迟不超过500毫秒。
• 稳定性：系统应在连续操作24小时内无故障运行。
• 兼容性：支持常见视频格式如MP4，AVI等。

用户接口

• 图形界面：提供简洁的图形用户界面（GUI）来选择ROI区域和设置编码参数。
• 命令行工具：提供命令行工具进行高级配置和批处理操作。

硬件要求

• 操作系统：Ubuntu 20.04.6 LTS
• 处理器：算能SE5
• 内存：最小8GB RAM
• 存储：至少100GB的可用硬盘空间

开发和部署环境

• 开发环境：使用C/C++进行开发，利用FFMPEG库进行视频处理。
• 部署环境：系统应能部署在算能SE5硬件上，或通过Docker容器在云平台上运行。

其他要求

• 文档说明：提供完整的开发文档和用户手册。
• 法律合规：确保所有编码库和工具的使用符合相关法律法规。

交付物

• 编码后的视频编码软件（含源代码）。
• 用户手册和开发文档。
• ROI选择工具。
• 维护和升级指南。

联系方式

感谢您对我们项目的关注，我们期待您的反馈与建议，请通过以下方式联系我们：

• GitHub: Snake-Konginchrist
• Gitee: Snake-Konginchrist
• Email: developer@skstudio.cn（优先）