# 基于ROI的视频编码系统

**Repository Path**: sklink/roi-video-encoder

## Basic Information

- **Project Name**: 基于ROI的视频编码系统
- **Description**: 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。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 2
- **Created**: 2025-02-09
- **Last Updated**: 2025-02-09

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 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:
  ```bash
  sudo apt update
  sudo apt install ffmpeg
  ```

#### 对于 macOS:
  ```bash
  brew install ffmpeg
  ```

#### 对于 Windows:
- 从 [FFmpeg 官方网站](https://ffmpeg.org/download.html) 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：

```bash
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：

   ```bash
   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：

```bash
./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：

```bash
./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](https://www.elecard.com/zh/products/video-analysis/streameye)

## 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](https://github.com/Snake-Konginchrist)
- Gitee: [Snake-Konginchrist](https://gitee.com/Snake-Konginchrist)
- Email: developer@skstudio.cn（优先）