【视频转码】基于ZLMediakit的视频转码技术概述

一、概述

zlmediakit pro版本支持基于ffmpeg的转码能力，在开源版本强大功能的基础上，新增支持如下能力：

  • 1、音视频间任意转码(包括h265/h264/opus/g711/aac等)。
  • 2、基于配置文件的转码，支持设置比特率，codec类型等参数。
  • 3、基于http api的动态增减转码，支持设置比特率，分辨率倍数，codec类型、滤镜等参数。
  • 4、支持硬件、软件自适应转码。
  • 5、支持按需转码，有人观看才转码。
  • 6、支持负载过高时，转码主动降低帧率且不花屏。
  • 7、支持滤镜，支持添加osd文本以及logo角标等能力。

在这里插入图片描述

二、转码实现原理

  • 视频转码原理
    在这里插入图片描述

  • 音频转码原理

三、使用方法

目前zlmediakit pro转码能力支持两种使用方式，第一种是基于配置文件方式，在设置好配置文件后，所有流都支持转码为目标编码格式直播流，第二种模式基于http api方式，此方式更灵活，功能强大，可以指定更多转码相关参数。

3.1 基于配置文件的转码

[transcode]
#转码stream_id后缀,为空时关闭转码
suffix=
#默认转码视频目标codec，支持H264/H265/JPEG/copy 
vcodec=H264
#默认转码音频目标codec，支持mpeg4-generic/PCMA/PCMU/opus/copy
acodec=mpeg4-generic
#是否开启ffmpeg日志
enable_ffmpeg_log=0
# h264解码器白名单
decoder_h264=h264_cuvid,h264_qsv,h264_videotoolbox,h264_nvmpi,h264_bm,libopenh264
# h265解码器白名单
decoder_h265=hevc_cuvid,hevc_qsv,hevc_videotoolbox,hevc_nvmpi,hevc_bm
# h264编码器白名单
encoder_h264=h264_nvenc,h264_qsv,h264_videotoolbox,h264_nvmpi,h264_bm,libx264,libopenh264
# h265编码器白名单
encoder_h265=hevc_nvenc,hevc_qsv,hevc_videotoolbox,hevc_nvmpi,hevc_bm,libx265

在上述配置文件中，如果用户配置好suffix，那么zlmediakit将统一把所有直播流转码为目标编码格式，用户通过访问新的流地址即可确保为预期编码格式视频。

例如源视频地址为：rtmp://127.0.0.1/live/test, 那么转码后地址即为：rtmp://127.0.0.1/live/test_H264。

当配置文件修改为suffix=null时，转码后流会直接替换原始流(不会有_suffix后缀)；替换模式下，建议rtsp.directProxy/rtmp.directProxy都设置为0。

如果源视频编码格式与目标编码格式一致，那么zlmediakit为了确保性能最优，将直接拷贝流数据(不会编码)。

基于配置文件方式的转码使用最简单，可以使用于安防行业H265视频无法webrtc/mse播放的场景。

3.2 基于http api的转码

zlmediakit同时还提供基于http api的转码方式，这种方式支持的功能更强大，使用更灵活，同时支持一个流转码成多个目标流(比如说不同分辨率的场景)。

  • 请求地址：/index/api/setupTranscode

  • 请求参数：

    参数参数类型释意是否必选
    secretstringapi操作密钥(配置文件配置)Y
    vhoststring流的虚拟主机，例如__defaultVhost__Y
    appstring流的应用名，例如liveY
    streamstring流的id名，例如testY
    namestring转码名(后缀)，功能类似配置文件transcode.suffixY
    addint1：添加转码; 0: 删除转码Y
    video_codecstring视频转码的codec,支持H264/H265/JPEG/copyY
    video_bitrateint转码后视频的比特率Y
    video_scalefloat转码视频宽高拉伸比例，取值范围0.1~10Y
    audio_codecstring音频转码codec，支持mpeg4-generic/PCMA/PCMU/opus/copyY
    audio_bitrateint转码后音频比特率Y
    audio_samplerateint转码后音频采样率率Y
    filterstringavfilter滤镜参数,用法与ffmpeg -vf 参数一致Y
    forcebool是否强制转码，强制转码时不管目标编码是否一致，默认否N
    decoder_threadsint解码线程数，默认2个，最大16个，音频强制为1个N
    encoder_threadsint编码线程数，默认4个，最大16个，音频强制为1个N
    hw_decoderbool是否启用硬件解码器，默认启用N
    hw_encoderbool是否启用硬件编码器，默认启用N
    decoder_liststring视频ffmpeg解码器列表，例如: h264_cuvid,h264_qsvN
    encoder_liststring视频ffmpeg编码器列表，例如: hevc_nvenc,hevc_qsvN
    gpu_indexint硬件编解码gpu索引号，默认0N
    enable_hlsbool转码后是否转换成hls-mpegts协议N
    enable_hls_fmp4bool转码后是否转换成hls-fmp4协议N
    enable_mp4bool转码后是否允许mp4录制N
    enable_rtspbool转码后是否转rtsp协议N
    enable_rtmpbool转码后是否转rtmp/flv协议N
    enable_tsbool转码后是否转http-ts/ws-ts协议N
    enable_fmp4bool转码后是否转http-fmp4/ws-fmp4协议N
    hls_demandbool转码后该协议是否有人观看才生成N
    rtsp_demandbool转码后该协议是否有人观看才生成N
    rtmp_demandbool转码后该协议是否有人观看才生成N
    ts_demandbool转码后该协议是否有人观看才生成N
    fmp4_demandbool转码后该协议是否有人观看才生成N
    enable_audiobool转码后转协议时是否开启音频N
    add_mute_audiobool转码后无音频是否添加静音aac音频N
    mp4_save_pathstring转码后mp4录制文件保存根目录，置空使用默认N
    mp4_max_secondint转码后mp4录制切片大小，单位秒N
    mp4_as_playerbool转码后MP4录制是否当作观看者参与播放人数计数N
    hls_save_pathstring转码后hls文件保存保存根目录，置空使用默认N
    modify_stampint转码后该流是否开启时间戳覆盖(0:绝对时间戳/1:系统时间戳/2:相对时间戳)N
    auto_closebool转码后无人观看是否自动关闭流(不触发无人观看hook)N

  • 响应：

    {"code" : 0,"msg" : "success"
}

3.3 使用http api获取转码信息

  • 请求接口：/index/api/getMediaInfo
  • 请求回复：请查看transcode字段
{"aliveSecond": 88,"app": "live","bytesSpeed": 330246,"code": 0,"createStamp": 1691902256,"isRecordingHLS": true,"isRecordingMP4": false,"originSock": {"identifier": "2-51","local_ip": "192.168.31.101","local_port": 8000,"peer_ip": "192.168.31.101","peer_port": 61801},"originType": 8,"originTypeStr": "rtc_push","originUrl": "rtc://127.0.0.1/live/test?app=live&stream=test&type=push&session=1-50","readerCount": 0,"schema": "rtsp","stream": "test","totalReaderCount": 0,"tracks": [{"codec_id": 0,"codec_id_name": "H264","codec_type": 0,"fps": 30.0,"frames": 2648,"gop_interval_ms": 2012,"gop_size": 60,"height": 556,"key_frames": 51,"loss": 0.0,"ready": true,"width": 990},{"channels": 1,"codec_id": 4,"codec_id_name": "PCMU","codec_type": 1,"frames": 4434,"loss": 0.0,"ready": true,"sample_bit": 16,"sample_rate": 8000}],"transcode": [{"name": "codec",                     // 转码名称"setting": {                         // 转码配置信息"adecoder_threads": 1,           // 音频解码器线程数"aencoder_threads": 1,           // 音频编码器线程数"hw_decoder": true,              // 启动硬件解码器"hw_encoder": true,              // 启动硬件编码器"target_acodec": "mpeg4-generic",// 目标音频编码格式"target_vcodec": "H265",         // 目标视频编码格式"vdecoder_threads": 4,           // 视频解码器线程数"vencoder_threads": 8,           // 视频编码器线程数"force": false,                  // 是否强制转码"filter": "",                     // 滤镜参数"decoder_list" : ["h264_cuvid", "h264_qsv"],  // 解码器列表"encoder_list" : ["hevc_nvenc", "hevc_qsv"]   // 编码器列表},"adec": "pcm_mulaw",       // 音频解码器名称"aenc": "aac",             // 音频编码器名称"aenc_ctx": {              // 音频AVCodecContext信息"bit_rate": 32000,     // 比特率"channels": 1,         // 通道数"frame_number": 4055,  // 已编码帧数"frame_size": 1024,    // 每帧采样数"sample_fmt": "fltp",  // 音频编码输入格式"sample_rate": 48000   // 编码器采样率},"vdec": "h264",               // 视频解码器名称"venc": "hevc_videotoolbox",  // 视频编码器名称"venc_ctx": {                 // 视频AVCodecContext信息"bit_rate": 1000000,      // 比特率"fps": 20,                // 帧率"frame_number": 2595,     // 已编码帧数"gop": 60,								// gop大小"has_b_frames": 0,        // 是否编码b帧"height": 556,            // 视频高度"pix_fmt": "nv12",        // 编码器输入图片格式"width": 990              // 视频宽度}}],"vhost": "__defaultVhost__"
}

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