y4m to yuv conversion note

YUV4MPEG2 format

YUV4MPEG2这种文件格式是一种以头文件存储视频规格的未压缩视频序列。简单来说，在原始的yuv序列的起始和每一帧的头部都加入了纯文字形式的视频参数信息，包括分辨率、帧率、逐行/隔行扫描方式、高宽比(aspect ratio)，以及每一帧起始的”FRAME ”标志位。具体的定义可以参考这里的wiki 。也可以下载相应的.y4m序列样本观察。

y4m序列的播放

太笨，除了mplayer 没有找到更好的播放器（单独的yuv序列可以用基本的yuvviewerplus，到处都可以找到）。因为主流的桌面linux发行版安装mplayer以及GUI界面smplayer都很方便，所以就不在windows下面折腾了。

在终端输入

bash $ mplayer xxxx.y4m

会自动调用y4m的demuxer和decoder之类的东西，因为头文件信息包含了帧率和分辨率因此无须手动指定。一些常见的快捷键在mplayer的man里面都有说明，比如p暂停，左右键快速前进后退等等。对比来看下yuv序列播放，在终端输入：

bash $ mplayer sample-720x576.yuv -demuxer rawvideo -rawvideo w=720:h=576

因为yuv序列只有luma分量和chroma分量的生肉(raw)数据所以必须指定宽高参数。

y4m到yuv的转换

了解了y4m的封装形式后，我们的工作就变得相当机械。只要把头文件和每帧的标志位去除即可，剩下的生肉既是原封不动的yuv数据，如果是4:2:0也不需要进一步的转换修整工作。这次的练习是将一个3840*2160的500帧y4m转换成yuv序列，进行接下来的jm和j264编码练习。转换的思路

pFile跳过头文件
 for frame=0, frame<500, frame++
 (
 pFile跳过FRAME 标志位
 for (line=0;line;Heigth;line++)
 (读Width字节的Y分量数据并写到yuv中)
 for (line=Height;line<2\*Heigth;line++)
 (读0.5Width字节UV分量数据并写到yuv中)
 )

照这样写的y4m2yuv.c工作有一个问题，生成的.yuv序列使用yuvviewerplus到#172帧的时候直接报错退出，而用mplayer播放会出现跳变、色彩大幅偏移的现象。我们开始怀疑.y4m源在172-175帧的头文件标记不那么规整，于是做了一个头文件抽取函数head_drawer(char filename[18])。把上一段算法小小改动跳过大段的像素值只提取header生成header.dat。来看看header.dat里面都是什么

100419    func head_drawer() to show how does the header data stored in file. Issue found. Line 1:YUV4MPEG2 W3840 H2160 F50:1 Ip A1:1 Line 2:FRAME ... Line 174:FRAME see->    Line 175:蔼报抱饭腐亢房文..... That would be the reason why .yuv sequence found error when playing through #172 frame. Next step, discussing the problem. Keypoint found:fopen() cannot past 2GB file size limit.

这样的header更让人怀疑是.y4m源的问题了。但boss指导说看看是不是文件操作有2GB限制，因为长整形最大2^32-1。找了一圈，又是要用Win API又是要用内存地址映射又是在linux环境下define BIT_OFFSET 64之类的……浪费了很多时间才想起来MSDN，终于扒出了有用的东西。fseek()->_fseeki64()，编译，问题解决。

C文件放在这里备忘。可能要被嘲笑的吧哈哈

新的问题是，实验室内网（物理隔离）的机器只有vc6，vc6的stdio库里似乎没有定义_fseeki64这个函数。啊啊好烦。然后又被老板批了，因为vc6不支持就不去想办法解决只会伸手要高版本的vs2005。。。可，可是vc6也有一些东西不是通用的ANSI C阿真是的……

bonus：在心烦大文件操作时候找到了个好用的工具，emacs的hex view插件，瞬间打开5G大文件不是问题。猛击-> 这里