关于云计算:JavaCV推流实战MP4文件

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本篇概览

  • 本人的 mp4 文件,如何让更多的人近程播放?如下图所示:

  • 这里简略解释一下上图的性能:
  1. 部署开源流媒体服务器 <font color=”blue”>SRS</font>
  2. 开发名为 <font color=”blue”>PushMp4</font> 的 java 利用,该利用会读取本机磁盘上的 Mp4 文件,读取每一帧,推送到 SRS 上
  3. 每个想看视频的人,就在本人电脑上用流媒体播放软件(例如 VLC)连贯 SRS,播放 PushMp4 推上来的视频
  • 明天咱们就来实现上图中的实战,整个过程分为以下步骤:
  • 环境信息
  • 筹备 MP4 文件
  • 用 docker 部署 SRS
  • java 利用开发和运行
  • VLC 播放

环境信息

  • 本次实战,我这边波及的环境信息如下,供您参考:
  • 操作系统:macOS Monterey
  • JDK:1.8.0_211
  • JavaCV:1.5.6
  • SRS:3

筹备 MP4 文件

  • 筹备一个一般的 MP4 视频文件即可,我是在线下载了视频开发罕用的大熊兔视频,地址是:
    https://www.learningcontainer…

用 docker 部署 SRS

  • SRS 是驰名的开源的媒体服务器,推到这里的流,都能够用媒体播放器在线播放,为了简略起见,我在 docker 环境下一行命令实现部署:

    docker run -p 1935:1935 -p 1985:1985 -p 8080:8080 ossrs/srs:3
  • 此刻 SRS 服务正在运行中,能够推流上去了

开发 JavaCV 利用

  • 接下来进入最重要的编码阶段,新建名为 <font color=”blue”>simple-grab-push</font> 的 maven 工程,pom.xml 如下(那个名为 <font color=”blue”>javacv-tutorials</font> 的父工程其实没有什么作用,我这里只是为了方便管理多个工程的代码而已,您能够删除这个父工程节点):
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <parent>
        <artifactId>javacv-tutorials</artifactId>
        <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.bolingcavalry</groupId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <artifactId>simple-grab-push</artifactId>
    <packaging>jar</packaging>

    <properties>
        <!-- javacpp 以后版本 -->
        <javacpp.version>1.5.6</javacpp.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>ch.qos.logback</groupId>
            <artifactId>logback-classic</artifactId>
            <version>1.2.3</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.logging.log4j</groupId>
            <artifactId>log4j-to-slf4j</artifactId>
            <version>2.13.3</version>
        </dependency>

        <!-- javacv 相干依赖,一个就够了 -->
        <dependency>
            <groupId>org.bytedeco</groupId>
            <artifactId>javacv-platform</artifactId>
            <version>${javacpp.version}</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>
  • 从上述文件可见,JavaCV 的依赖只有一个 <font color=”blue”>javacv-platform</font>,挺简洁
  • 接下来开始编码,在编码前,先把整个流程画进去,这样写代码就清晰多了:

  • 从上图可见流程很简略,这里将所有代码写在一个 java 类中:
package com.bolingcavalry.grabpush;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.bytedeco.ffmpeg.avcodec.AVCodecParameters;
import org.bytedeco.ffmpeg.avformat.AVFormatContext;
import org.bytedeco.ffmpeg.avformat.AVStream;
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avcodec;
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avutil;
import org.bytedeco.javacv.FFmpegFrameGrabber;
import org.bytedeco.javacv.FFmpegFrameRecorder;
import org.bytedeco.javacv.FFmpegLogCallback;
import org.bytedeco.javacv.Frame;

/**
 * @author willzhao
 * @version 1.0
 * @description 读取指定的 mp4 文件,推送到 SRS 服务器
 * @date 2021/11/19 8:49
 */
@Slf4j
public class PushMp4 {
    /**
     * 本地 MP4 文件的残缺门路(两分零五秒的视频)
     */
    private static final String MP4_FILE_PATH = "/Users/zhaoqin/temp/202111/20/sample-mp4-file.mp4";

    /**
     * SRS 的推流地址
     */
    private static final String SRS_PUSH_ADDRESS = "rtmp://192.168.50.43:11935/live/livestream";

    /**
     * 读取指定的 mp4 文件,推送到 SRS 服务器
     * @param sourceFilePath 视频文件的绝对路径
     * @param PUSH_ADDRESS 推流地址
     * @throws Exception
     */
    private static void grabAndPush(String sourceFilePath, String PUSH_ADDRESS) throws Exception {
        // ffmepg 日志级别
        avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR);
        FFmpegLogCallback.set();

        // 实例化帧抓取器对象,将文件门路传入
        FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(MP4_FILE_PATH);

        long startTime = System.currentTimeMillis();

        log.info("开始初始化帧抓取器");

        // 初始化帧抓取器,例如数据结构(工夫戳、编码器上下文、帧对象等),// 如果入参等于 true,还会调用 avformat_find_stream_info 办法获取流的信息,放入 AVFormatContext 类型的成员变量 oc 中
        grabber.start(true);

        log.info("帧抓取器初始化实现,耗时 [{}] 毫秒", System.currentTimeMillis()-startTime);

        // grabber.start 办法中,初始化的解码器信息存在放在 grabber 的成员变量 oc 中
        AVFormatContext avFormatContext = grabber.getFormatContext();

        // 文件内有几个媒体流(个别是视频流 + 音频流)int streamNum = avFormatContext.nb_streams();

        // 没有媒体流就不必持续了
        if (streamNum<1) {log.error("文件内不存在媒体流");
            return;
        }

        // 获得视频的帧率
        int frameRate = (int)grabber.getVideoFrameRate();

        log.info("视频帧率 [{}],视频时长[{}] 秒,媒体流数量[{}]",
                frameRate,
                avFormatContext.duration()/1000000,
                avFormatContext.nb_streams());

        // 遍历每一个流,查看其类型
        for (int i=0; i< streamNum; i++) {AVStream avStream = avFormatContext.streams(i);
            AVCodecParameters avCodecParameters = avStream.codecpar();
            log.info("流的索引[{}],编码器类型[{}],编码器 ID[{}]", i, avCodecParameters.codec_type(), avCodecParameters.codec_id());
        }

        // 视频宽度
        int frameWidth = grabber.getImageWidth();
        // 视频高度
        int frameHeight = grabber.getImageHeight();
        // 音频通道数量
        int audioChannels = grabber.getAudioChannels();

        log.info("视频宽度[{}],视频高度[{}],音频通道数[{}]",
                frameWidth,
                frameHeight,
                audioChannels);

        // 实例化 FFmpegFrameRecorder,将 SRS 的推送地址传入
        FFmpegFrameRecorder recorder = new FFmpegFrameRecorder(SRS_PUSH_ADDRESS,
                frameWidth,
                frameHeight,
                audioChannels);

        // 设置编码格局
        recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);

        // 设置封装格局
        recorder.setFormat("flv");

        // 一秒内的帧数
        recorder.setFrameRate(frameRate);

        // 两个关键帧之间的帧数
        recorder.setGopSize(frameRate);

        // 设置音频通道数,与视频源的通道数相等
        recorder.setAudioChannels(grabber.getAudioChannels());

        startTime = System.currentTimeMillis();
        log.info("开始初始化帧抓取器");

        // 初始化帧录制器,例如数据结构(音频流、视频流指针,编码器),// 调用 av_guess_format 办法,确定视频输入时的封装形式,// 媒体上下文对象的内存调配,// 编码器的各项参数设置
        recorder.start();

        log.info("帧录制初始化实现,耗时 [{}] 毫秒", System.currentTimeMillis()-startTime);

        Frame frame;

        startTime = System.currentTimeMillis();

        log.info("开始推流");

        long videoTS = 0;

        int videoFrameNum = 0;
        int audioFrameNum = 0;
        int dataFrameNum = 0;

        // 假如一秒钟 15 帧,那么两帧距离就是 (1000/15) 毫秒
        int interVal = 1000/frameRate;
        // 发送完一帧后 sleep 的工夫,不能齐全等于(1000/frameRate),不然会卡顿,// 要更小一些,这里取八分之一
        interVal/=8;

        // 继续从视频源取帧
        while (null!=(frame=grabber.grab())) {videoTS = 1000 * (System.currentTimeMillis() - startTime);

            // 工夫戳
            recorder.setTimestamp(videoTS);

            // 有图像,就把视频帧加一
            if (null!=frame.image) {videoFrameNum++;}

            // 有声音,就把音频帧加一
            if (null!=frame.samples) {audioFrameNum++;}

            // 有数据,就把数据帧加一
            if (null!=frame.data) {dataFrameNum++;}

            // 取出的每一帧,都推送到 SRS
            recorder.record(frame);

            // 进展一下再推送
            Thread.sleep(interVal);
        }

        log.info("推送实现,视频帧 [{}],音频帧[{}],数据帧[{}],耗时[{}] 秒",
                videoFrameNum,
                audioFrameNum,
                dataFrameNum,
                (System.currentTimeMillis()-startTime)/1000);

        // 敞开帧录制器
        recorder.close();
        // 敞开帧抓取器
        grabber.close();}

    public static void main(String[] args) throws Exception {grabAndPush(MP4_FILE_PATH, SRS_PUSH_ADDRESS);
    }
}
  • 上述代码中每一行都有具体正文,就不多赘述了,只有上面这到处要害须要留神:
  1. <font color=”blue”>MP4_FILE_PATH</font> 是本地 MP4 文件寄存的中央,请改为本人电脑上 MP4 文件寄存的地位
  2. <font color=”blue”>SRS_PUSH_ADDRESS</font> 是 SRS 服务的推流地址,请改为本人的 SRS 服务部署的地址
  3. <font color=”blue”>grabber.start(true)</font> 办法执行的时候,外部是帧抓取器的初始化流程,会获得 MP4 文件的相干信息
  4. <font color=”blue”>recorder.record(frame)</font> 办法执行的时候,会将帧推送到 SRS 服务器
  • 编码实现后运行此类,控制台日志如下所示,可见胜利的取到了 MP4 文件的帧率、时长、解码器、媒体流等信息,而后开始推流了:
23:21:48.107 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 开始初始化帧抓取器
23:21:48.267 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 帧抓取器初始化实现,耗时 [163] 毫秒
23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 视频帧率 [15],视频时长[125] 秒,媒体流数量[2]
23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 流的索引[0],编码器类型[0],编码器 ID[27]
23:21:48.277 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 流的索引[1],编码器类型[1],编码器 ID[86018]
23:21:48.279 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 视频宽度[320],视频高度[240],音频通道数[6]
23:21:48.294 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 开始初始化帧抓取器
23:21:48.727 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 帧录制初始化实现,耗时 [433] 毫秒
23:21:48.727 [main] INFO com.bolingcavalry.grabpush.PushMp4 - 开始推流
  • 接下来试试能不能拉流播放

用 VLC 播放

  • 请装置 VLC 软件,并关上
  • 如下图红框,点击菜单中的 <font color=”blue”>Open Network…</font>,而后输出后面代码中写的推流地址(我这里是 <font color=”red”>rtmp://192.168.50.43:11935/live/livestream</font>):

  • 如下图,胜利播放,而且声音也失常:

附加知识点

  • 通过下面的实战,咱们相熟了播放和推流的基本操作,把握了惯例信息的获取以及参数设置,除了代码中的常识,还有以下几个暗藏的知识点也值得关注
  1. 设置 ffmpeg 日志级别的代码是 <font color=”blue”>avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR)</font>,把参数改为 <font color=”red”>avutil.AV_LOG_INFO</font> 后,能够在控制台看到更丰盛的日志,如下图红色区域,外面显示了 MP4 文件的详细信息,例如两个媒体流(音频流和视频流):

  1. 第二个知识点是对于编码器类型和编码器 ID 的,如下图,两个媒体流 (AVStream) 的编码器类型别离是 <font color=”red”>0</font> 和 <font color=”red”>1</font>,两个编码器 ID 别离是 <font color=”red”>27</font> 和 <font color=”red”>86018</font>,这四个数字别离代表什么呢?

  1. 先看编码器类型,用 IDEA 的反编译性能关上 <font color=”blue”>avutil.class</font>,如下图,编码器类型等于 0 示意视频(VIDEO),类型等于 1 示意音频(AUDIO):

  1. 再看编码器 ID,关上 <font color=”blue”>avcodec.java</font>,看到编码器 ID 为 <font color=”red”>27</font> 示意 H264:

  1. 编码器 ID 值 <font color=”red”>86018</font> 的十六进制是 <font color=”red”>0x15002</font>,对应的编码器如下图红框:

  • 至此,JavaCV 推流实战 (MP4 文件) 曾经全副实现,心愿通过本文咱们能够一起相熟 JavaCV 解决推拉流的惯例操作;
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正文完
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