开源的跨平台的音视频处理工具FFmpeg

文章目录

  • FFmpeg概述
  • FFmpeg使用场景
  • go语言中使用FFmpeg

FFmpeg概述

FFmpeg是一个开源的跨平台的音视频处理工具，可以对音频、视频进行转码、裁剪、调节音量、添加水印等操作。

广泛的格式支持。 FFmpeg能够解码、编码、转码、复用、分离、流式传输、过滤和播放几乎人类和机器所创造的任何内容。它支持最古老且晦涩难懂的格式，也支持最前沿的技术。无论这些格式是由标准委员会、社区还是公司设计，都可以得到支持。

高度可移植性。 FFmpeg在各种构建环境、机器架构和配置下，在Linux、Mac OS X、Microsoft Windows以及BSDs和Solaris等操作系统上进行编译运行。

使用方式： FFmpeg可以使用命令行进行操作，也可以通过其他编程语言如Python、C++等进行调用。

FFmpeg使用场景

由于其强大的功能和灵活性，FFmpeg被广泛应用于视频网站、音视频处理、视频监控等领域。

以下是FFmpeg常见的使用场景：

  1. 视频格式转换 FFmpeg 可以将各种视频格式转换为其他格式，如将 AVI 转为 MP4、将 MKV 转为 FLV 等。

  2. 音频格式转换 与视频格式转换类似，FFmpeg 也可以将各种音频格式转换为其他格式，如将 MP3 转为 WAV、将 FLAC 转为 AAC 等。

  3. 合并多个音视频文件 FFmpeg 可以将多个音视频文件合并为一个文件，如将多个 MP4 文件合并为一个 MP4 文件，或将多个 MP3 文件合并为一个文件。

  4. 剪切、分割视频文件 FFmpeg 可以将视频文件剪切为想要的长度或从中间分割出想要的部分，生成新的视频文件。

  5. 提取音频、视频 FFmpeg 可以从视频文件中提取出音频或视频，如从 MP4 文件中提取出只包含音频的 MP3 文件。

  6. 视频水印、字幕添加 FFmpeg 可以在视频中添加水印、字幕等元素，实现对视频内容的修饰或描述。

  7. 视频压缩 FFmpeg 可以将视频压缩，减小视频文件大小，方便存储和传输。

  8. 视频处理、滤镜应用 FFmpeg 支持各种视频处理和滤镜应用，如提取视频帧、改变视频大小、色彩和对比度调整等。

go语言中使用FFmpeg

在 Go 语言中，使用 Cgo 调用 FFmpeg 的库即可处理 RTSP 视频流。具体步骤如下：

  1. 安装 FFmpeg 库。可以通过 FFmpeg 的官网或者它的 Github 页面下载源代码并进行编译安装。

  2. 导入 FFmpeg 的 C 类型定义和库函数。可以创建一个名为 ffmpeg.go 的文件，该文件包含以下代码：

package main// #cgo pkg-config: libavcodec libavutil libavformat libswscale
// #include <libavcodec/avcodec.h>
// #include <libavutil/imgutils.h>
// #include <libavutil/parseutils.h>
// #include <libavutil/samplefmt.h>
// #include <libavformat/avformat.h>
// #include <libswscale/swscale.h>
import "C"

使用 cgo 工具时，需要使用 #cgo 指令来告诉 Go 编译器需要的 C 代码和库文件。在这种情况下，我们需要导入 libavcodec、libavutil、libavformat 和 libswscale 四个库。

  1. 编写函数来处理 RTSP 视频流。可以创建一个名为 rtsp.go 的文件，该文件包含以下代码：
package mainimport ("fmt""log""os""unsafe"
)const (maxAudioFrameSize = 192000maxVideoFrameSize = 192000
)type VideoDecoder struct {context          *C.AVCodecContextcodec            *C.AVCodecframe            *C.AVFrameframeRGB         *C.AVFramebuffer           *C.uint8_tpacket           C.AVPacketpacketSize       intpacketPos        intimgConvertCtx    *C.SwsContextwidth            intheight           int
}func NewVideoDecoder() *VideoDecoder {decoder := &VideoDecoder{}decoder.codec = C.avcodec_find_decoder(C.AV_CODEC_ID_H264)if decoder.codec == nil {log.Fatal("Can't find decoder")}decoder.context = C.avcodec_alloc_context3(decoder.codec)if decoder.context == nil {log.Fatal("Can't alloc codec context")}if C.avcodec_open2(decoder.context, decoder.codec, nil) < 0 {log.Fatal("Can't open codec")}decoder.frame = C.av_frame_alloc()if decoder.frame == nil {log.Fatal("Can't alloc frame")}decoder.frameRGB = C.av_frame_alloc()if decoder.frameRGB == nil {log.Fatal("Can't alloc RGB frame")}decoder.imgConvertCtx = C.sws_getContext(decoder.width, decoder.height, decoder.context.pix_fmt,decoder.width, decoder.height, CAV_PIX_FMT_RGB24,C.SWS_BILINEAR, nil, nil, nil,)if decoder.imgConvertCtx == nil {log.Fatal("Can't create image convert context")}return decoder
}func (decoder *VideoDecoder) Decode(packetData []byte) (int, int, []byte) {if len(packetData) == 0 {return 0, 0, nil}packetDataPtr := unsafe.Pointer(&packetData[0])packetDataSize := len(packetData)defer C.av_packet_unref(&decoder.packet)for packetDataSize > 0 {packetRemainingSize := C.int(packetDataSize)packetStart := C.uint8_t(packetDataPtr)packetEnd := packetStart + packetRemainingSizepacketRemainingData := packetEnd - packetStartif packetRemainingData > C.int(decoder.packetSize)-decoder.packetPos {packetRemainingData = C.int(decoder.packetSize) - decoder.packetPos}copy(decoder.packet.data[decoder.packetPos:decoder.packetPos+packetRemainingData], C.GoBytes(packetStart, packetRemainingData))packetDataSize -= int(packetRemainingData)packetDataPtr = unsafe.Pointer(C.uintptr_t(packetStart) + uintptr(packetRemainingData))decoder.packetPos += int(packetRemainingData)if decoder.packetPos >= int(decoder.packetSize) {frameFinished := C.int(0)C.avcodec_decode_video2(decoder.context, decoder.frame, &frameFinished, &decoder.packet)if frameFinished != 0 {decodedWidth := int(decoder.context.width)decodedHeight := int(decoder.context.height)decodedData := make([]byte, decodedWidth*decodedHeight*3)decodedDataPtr := unsafe.Pointer(&decodedData[0])convertedHeight := C.sws_scale(decoder.imgConvertCtx, (**C.uint8_t)(&decoder.frame.data[0]), (*C.int)(unsafe.Pointer(&decoder.frame.linesize[0])),0, C.int(decoder.height), (**C.uint8_t)(&decodedDataPtr), (*C.int)(unsafe.Pointer(&decodedWidth)),)return decodedWidth, int(convertedHeight), decodedData}decoder.packetPos = 0}}return 0, 0, nil
}func main() {log.SetFlags(log.LstdFlags | log.Lshortfile)videoDecoder := NewVideoDecoder()// TODO: 连接 RTSP 视频流并获取数据包进行处理
}

这个代码文件定义了一个 VideoDecoder 结构体，用于处理视频流。它的 Decode 方法接收一个字节数组作为参数，返回解码后的视频帧的宽度、高度和 RGB24 格式的像素数据。

  1. 使用循环从 RTSP 视频流中读取数据包，并将数据包解码。可以在 main 函数中实现循环，读取 RTSP 视频流中的数据包，如下所示：
func main() {log.SetFlags(log.LstdFlags | log.Lshortfile)videoDecoder := NewVideoDecoder()rtspURL := "rtsp://example.com/stream"rtspOptions := "rtsp_transport=tcp"// Connect to RTSP streamformatContext := C.avformat_alloc_context()cURL := C.CString(rtspURL)cOptions := C.CString(rtspOptions)defer func() {C.avformat_free_context(formatContext)C.free(unsafe.Pointer(cURL))C.free(unsafe.Pointer(cOptions))}()if C.avformat_open_input(&formatContext, cURL, nil, nil) != 0 {log.Fatal("Error opening input")}if C.avformat_find_stream_info(formatContext, nil) < 0 {log.Fatal("Error finding stream info")}videoStreamIndex := C.int(-1)for i := C.uint(0); i < formatContext.nb_streams; i++ {stream := (*C.AVStream)(unsafe.Pointer(formatContext.streams[i]))if stream.codec.codec_type == C.AVMEDIA_TYPE_VIDEO {videoStreamIndex = ibreak}}if videoStreamIndex == -1 {log.Fatal("No video stream found")}codecContext := (*C.AVCodecContext)(unsafe.Pointer(formatContext.streams[videoStreamIndex].codec))codec := C.avcodec_find_decoder(codecContext.codec_id)if codec == nil {log.Fatal("Can't find decoder")}if C.avcodec_open2(codecContext, codec, nil) < 0 {log.Fatal("Can't open codec")}var packet C.AVPacketpacketData := make([]byte, maxVideoFrameSize)for {if C.av_read_frame(formatContext, &packet) < 0 {break}if packet.stream_index == videoStreamIndex {packetSize := int(packet.size)if packetSize > maxVideoFrameSize {log.Fatal("Packet too big")}copy(packetData, C.GoBytes(unsafe.Pointer(packet.data), C.int(packetSize)))width, height, data := videoDecoder.Decode(packetData[:packetSize])// TODO: 处理解码后的视频帧，例如显示在屏幕上}C.av_packet_unref(&packet)}
}

这个代码文件中，我们首先使用 libavformat 库连接到 RTSP 视频流，并通过循环从 RTSP 视频流中读取数据包。然后，我们使用视频流的编解码器（codec）将数据包解码，并将解码后的数据传递给我们先前创建的 VideoDecoder 对象进行进一步处理。

注意，这个代码文件中只实现了视频的解码和显示。如果需要处理 RTSP 视频流的音频，还需要编写类似的代码来实现音频的解码和播放。

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