基于ffmpeg 编解码 GIF 【PC】【Android】

之前在从事FFmpeg相关工作的时候，其实早就想写这篇文章，但是由于一些杂事就给搁置了，最近因为逛技术博客看到“Floyd Steinberg Dither”算法，才想起来之前有篇关于“提高GIF压缩质量”的文章，一直还没有总结，怕再次耽搁，所以赶紧提笔记录之。

1.解码GIF

FFmpeg 解码 GIF 其实和解码普通的视频没太大区别，废话不多说，请看代码：

// gif_decode_encode_test.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
 
#include "stdafx.h"
 
#include <stdio.h>
 
#define __STDC_CONSTANT_MACROS
 
#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
#include "libswscale/swscale.h"
};
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libswscale/swscale.h>
#ifdef __cplusplus
};
#endif
#endif
 
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    AVFormatContext *pFormatCtx;
    int             i, videoindex;
    AVCodecContext  *pCodecCtx;
    AVCodec         *pCodec;
    AVFrame *pFrame, *pFrameYUV;
    uint8_t *out_buffer;
    AVPacket *packet;
    int y_size;
    int ret, got_picture;
    struct SwsContext *img_convert_ctx;
    char filepath[] = "..//deer.gif";
    FILE *fp_yuv = fopen("..//output.yuv", "wb+");
    av_register_all();
    //avformat_network_init();
    pFormatCtx = avformat_alloc_context();
 
    if(avformat_open_input(&pFormatCtx, filepath, NULL, NULL) != 0)
    {
        printf("Couldn't open input stream.\n");
        return -1;
    }
 
    if(avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0)
    {
        printf("Couldn't find stream information.\n");
        return -1;
    }
 
    videoindex = -1;
 
    for(i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++)
    {
        if(pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
        {
            videoindex = i;
            break;
        }
    }
 
    if(videoindex == -1)
    {
        printf("Didn't find a video stream.\n");
        return -1;
    }
 
    pCodecCtx = pFormatCtx->streams[videoindex]->codec;
    pCodec = avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id); // AV_CODEC_ID_GIF 
 
    if(pCodec == NULL)
    {
        printf("Codec not found.\n");
        return -1;
    }
 
    if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec, NULL) < 0)
    {
        printf("Could not open codec.\n");
        return -1;
    }
 
    pFrame = av_frame_alloc();
    pFrameYUV = av_frame_alloc();
    out_buffer = (uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height));
    avpicture_fill((AVPicture *)pFrameYUV, out_buffer, PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
 
    packet = (AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));
 
    //Output Info-----------------------------
    printf("--------------- File Information ----------------\n");
    av_dump_format(pFormatCtx, 0, filepath, 0);
    printf("-------------------------------------------------\n");
 
    img_convert_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt,
                                     pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, PIX_FMT_YUV420P, 
                                     SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL);
    int count = 0;
    while(count <= 10)
    {
        ret = av_read_frame(pFormatCtx, packet);
        if (ret < 0)
        {
            count++;
            av_seek_frame(pFormatCtx, -1, 0 * AV_TIME_BASE, AVSEEK_FLAG_ANY);
        }
 
        if(packet->stream_index == videoindex)
        {
            ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);
 
            if(ret < 0)
            {
                printf("Decode Error.\n");
                return -1;
            }
 
            if(got_picture)
            {
                sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height,
                          pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);
                y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
                fwrite(pFrameYUV->data[0], 1, y_size, fp_yuv); //Y
                fwrite(pFrameYUV->data[1], 1, y_size / 4, fp_yuv); //U
                fwrite(pFrameYUV->data[2], 1, y_size / 4, fp_yuv); //V
                printf("Succeed to decode 1 frame!\n");
            }
        }
 
        av_free_packet(packet);
    }
 
    //flush decoder
    //FIX: Flush Frames remained in Codec
    while(1)
    {
        ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);
 
        if(ret < 0)
            break;
 
        if(!got_picture)
            break;
 
        sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height,
                  pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);
        int y_size = pCodecCtx->width * pCodecCtx->height;
        fwrite(pFrameYUV->data[0], 1, y_size, fp_yuv);      //Y
        fwrite(pFrameYUV->data[1], 1, y_size / 4, fp_yuv);  //U
        fwrite(pFrameYUV->data[2], 1, y_size / 4, fp_yuv);  //V
        printf("Flush Decoder: Succeed to decode 1 frame!\n");
    }
 
    sws_freeContext(img_convert_ctx);
    fclose(fp_yuv);
    av_frame_free(&pFrameYUV);
    av_frame_free(&pFrame);
    avcodec_close(pCodecCtx);
    avformat_close_input(&pFormatCtx);
    return 0;
}
       

以上代码很简单，就是将GIF逐帧解码出来，然后再重新编码为YUV格式。

2.编码GIF：

网上有相当丰富的编码GIF的方法：Awsome GIF —— 真心是好东西，收集得灰常全面！

但是这里我只介绍FFmpeg的，其他大家感兴趣可以去深挖。

其实FFmpeg的源码(libavcodec/gif.c) 是有一个叫GIF encoder的东东，但是发现国内国外网上几乎没人用！？大多数人都是用命令行来编码GIF的（真的简单方便多了），那么我也就随大流咯~

既然网上方法很多，那我也不赘述，就推荐几篇文章给大家把：

1. 《Quick Tip: create GIFs of your apps》

2. 《使用 FFmpeg 处理高质量 GIF 图片》（这篇是本文开头那篇的中文版，但是国人的翻译，你懂得，建议还是直接看原版）

在Android平台也是可以使用shell命令的，因为我主要是做底层开发，所以我偏爱用NDK来调用shell，当然Java层也是可以调用的。【NDK执行shell命令的例子】和【还有一篇英文】【Java层执行shell命令】【还有大神写好的Bash】（真庆幸当初没有傻傻死磕ffmpeg的GIF encoder，不然怎么死都不知道，做技术也要选对路，选对了，就会感觉到全世界都在帮你）

另外除了用FFmpeg来编码GIF，Android NDK 还可以用gifflen，调用接口也是相当的简单！

综上，就是我对编解码GIF的一点小总结，希望能够帮助到和我一样的同学。