JavaCV之rtmp推流（FLV和M3U8）

程序员白日梦2023-12-12 9:27

JavaCV与FFmpeg

FFmpeg是一款开源的多媒体处理工具集，它包含了一系列用于处理音频、视频、字幕等多媒体数据的库和工具。

JavaCV集成了FFmpeg库，使得Java开发者可以使用FFmpeg的功能，比如视频解码、编码、格式转换等。 除了FFmpeg，Javacv封装了以下库：

  1. OpenCV： JavaCV封装了OpenCV（Open Source Computer Vision Library），这是一个广泛用于计算机视觉应用的开源库。
  2. FlyCapture： 用于 Point Grey 系列相机的库。
  3. ARToolKit： 一个增强现实（Augmented Reality）库，用于跟踪相机图像中的标记。
  4. JavaCpp： 这是JavaCV的底层库，用于在Java中调用C++代码，是整个JavaCV项目的基础。
  5. Libdc1394： 用于相机和摄像机的库。
  6. JavaCV Presets： 提供了一系列预设，将原生的C/C++函数封装为Java接口，简化了在Java中调用这些功能的过程。

准备

1、引入maven包

xml 复制代码 
<dependency> 
<groupId>org.bytedeco</groupId> 
<artifactId>javacv-platform</artifactId> 
<version>1.5.6</version> 
</dependency>

2、类与方法说明

FFmpegFrameGrabber 和 FFmpegFrameRecorder 是 JavaCV 中用于处理视频的两个关键类，分别用于抓取视频帧和录制视频帧，底层使用了 FFmpeg 库。

我们可以使用 FFmpegFrameGrabber 打开视频文件，获取视频信息，然后不断地从视频中获取帧。
FFmpegFrameRecorder则从输入视频中抓取帧，进行解码后，将每一帧写入输出视频文件。
FFmpegFrameGrabber 与 FFmpegFrameGrabber 配合使用，可以实现从视频源中抓取帧并将帧写入视频文件的完整流程。

2、推流流程

3、Nginx搭建rtmp服务器

（1）下载带有rtmp模块的nginx（Gryphon） nginx-win.ecsds.eu/download/

（2）在nginx中的conf文件夹配置rtmp。nginx-win.conf增加如下代码：

ini 复制代码 
rtmp {
    server {
        listen 1935;
        application flv-live{
        live on;
        record off;
        allow play all;
        }
    }
}

添加后，cmd跳转到nginx目录，执行命令 nginx.exe -c conf/nginx-win.conf 即可

FLV直播和HLS直播

FLV（Flash Video）直播：

  1. 传输协议： FLV 使用 RTMP（Real-Time Messaging Protocol）作为传输协议。RTMP 是一种实时通信协议，通常用于传输音频、视频和数据。
  2. 实时性： FLV 提供较低的延迟，通常在数秒到十几秒之间，适用于需要更快实时性的应用场景。
  3. 支持性： FLV 需要 Flash 播放器来播放，而在现代浏览器和设备中，对 Flash 的支持逐渐减少。这导致了使用 FLV 的限制。

HLS（HTTP Live Streaming）直播：

  1. 传输协议： HLS 使用 HTTP 协议，这使得它更容易穿越防火墙和代理服务器。它通常基于标准的 HTTP 80/443 端口，因此更容易被防火墙允许。
  2. 实时性： 相对于 FLV，HLS 通常有更高的延迟，通常在 10 到 30 秒之间。这使得它不太适合需要极低延迟的实时应用。
  3. 支持性： HLS 更广泛地支持各种设备和浏览器，因为它基于标准的 HTTP 和 HTML5 规范，无需专门的插件或播放器。
  4. 自适应比特率： HLS 提供了自适应比特率功能，可以根据用户的网络情况自动调整视频质量，提供更好的观看体验。

选择 FLV 还是 HLS 取决于你的具体需求。如果需要较低的延迟，并且可以接受使用 Flash 播放器的限制，那么 FLV 可能是一个合适的选择。如果需要更广泛的设备和浏览器支持，并且可以接受稍高的延迟，那么 HLS 可能更适合。在实际应用中，有时候也会结合两者，使用不同的协议来满足不同的需求。

实现Flv推流

拿一个h264格式的mov视频来演示，先将mov转为flv并且进行推流。

java 复制代码 
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avcodec;
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avutil;
import org.bytedeco.javacv.*;

public class RtmpFlv {

    private static final String outputUrl = "rtmp://localhost:1935/flv-live/test";

    private static final String inputUrl = "D:\视频.mov";

    public static void main(String[] args) throws FrameGrabber.Exception, FrameRecorder.Exception, InterruptedException {

        //设置FFmpeg日志级别
        avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_INFO);
        FFmpegLogCallback.set();

        //以文件路径的方式传入视频，当然也支持以流的方式传入
        FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(inputUrl);
        //开始捕获视频流
        grabber.start();

        //用于将捕获到的视频流转换为输出URL的mp4格式。
        FFmpegFrameRecorder recorder = new FFmpegFrameRecorder(outputUrl, grabber.getImageWidth(), grabber.getImageHeight());
        recorder.setFormat("flv");
        recorder.setVideoBitrate(grabber.getVideoBitrate()); // 设置视频比特率
        recorder.setFrameRate(grabber.getVideoFrameRate()); // 设置帧率
        recorder.setGopSize((int) grabber.getVideoFrameRate()); // 设置关键帧间隔
        // CRF 是一种用于控制视频/音频质量的参数，它允许在保持目标质量的同时动态地调整比特率。较低的CRF值表示更高的质量，但也可能导致较大的文件大小
        recorder.setAudioOption("crf", "23");

        Frame frame;
        //设置音频编码为AAC
        if (grabber.getAudioChannels() > 0) {
            recorder.setAudioChannels(grabber.getAudioChannels());
            recorder.setAudioBitrate(grabber.getAudioBitrate());
            recorder.setAudioCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_AAC);
        }
        recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);
        //将解码后的帧记录到输出文件中
        //recorder.start通常用于处理已经解码成图像的视频数据
        recorder.start();
        while ((frame = grabber.grab()) != null) {
            recorder.record(frame);
        }
        recorder.close();
        grabber.close();
    }
}

运行后，打开vlc软件，点击媒体-》打开串流网络 ,输入rtmp://localhost:1935/flv-live/test 进行播放

实现M3U8推流

代码和上面的大同小异，将一个H264的mp4视频转为hls，利用http播放m3u8文件。

java 复制代码 
import org.bytedeco.ffmpeg.avformat.AVFormatContext;
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avcodec;
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avutil;
import org.bytedeco.javacv.*;

public class RtmpM3U8 {

    private static final String outputUrl = "D:\nginx_rtmp\html\test.m3u8";
    private static final String inputUrl = "D:\视频.mp4";

    public static void main(String[] args) throws FrameGrabber.Exception, FrameRecorder.Exception {

        //设置FFmpeg日志级别
        avutil.av_log_set_level(avutil.AV_LOG_ERROR);
        FFmpegLogCallback.set();

        //以文件路径的方式传入视频，当然也支持以流的方式传入
        FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(inputUrl);
        //开始捕获视频流
        grabber.start();

        AVFormatContext avFormatContext = grabber.getFormatContext();
        //获取视频时长
        //long duration = avFormatContext.duration();
        //检查文件是否媒体流(视频流、音频流)
        if (avFormatContext.nb_streams() == 0) {
            //表明没有媒体流
            return;
        }

        //用于将捕获到的视频流转换为输出URL的mp4格式。
        FFmpegFrameRecorder recorder = new FFmpegFrameRecorder(outputUrl, grabber.getImageWidth(), grabber.getImageHeight(),grabber.getAudioChannels());
        recorder.setFormat("hls");
        recorder.setVideoBitrate(grabber.getVideoBitrate()); // 设置视频比特率
        recorder.setFrameRate(grabber.getVideoFrameRate()); // 设置帧率
        recorder.setGopSize((int) grabber.getVideoFrameRate()); // 设置关键帧间隔

        // 设置HLS切片参数
        //将每个切片时长设置为10秒
        recorder.setOption("hls_time", "15");
        //设置切片数大小
        recorder.setOption("hls_list_size", "20");
        //设置切片循环次数为50
        recorder.setOption("hls_wrap", "20");
        //每次切片完成后，都会删除之前的切片文件。如果不设置或设置为其他值，则不会删除之前的切片文件。
        recorder.setOption("hls_flags", "delete_segments");
        //在使用 H.264 编码时，通常要求输入的像素格式为 YUV420P。如果输入的像素格式不匹配，就可能导致 avcodec_send_frame() 错误
        recorder.setPixelFormat(avutil.AV_PIX_FMT_YUV420P);
        //CRF 是一种用于控制视频/音频质量的参数，它允许在保持目标质量的同时动态地调整比特率。较低的CRF值表示更高的质量，但也可能导致较大的文件大小
        recorder.setAudioOption("crf", "23");

        Frame frame;
        //设置音频编码为AAC
        if (grabber.getAudioChannels() > 0) {
            recorder.setAudioChannels(grabber.getAudioChannels());
            recorder.setAudioBitrate(grabber.getAudioBitrate());
            recorder.setAudioCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_AAC);
        }

        recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);
        //设置音频编码为AAC
        if (grabber.getAudioChannels() > 0) {
            recorder.setAudioChannels(grabber.getAudioChannels());
            recorder.setAudioBitrate(grabber.getAudioBitrate());
            recorder.setAudioCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_AAC);
        }
        //将解码后的帧记录到输出文件中
        //recorder.start通常用于处理已经解码成图像的视频数据
        recorder.start();
        while ((frame = grabber.grab()) != null) {
            recorder.record(frame);
        }
        recorder.close();
        grabber.close();
        
    }

}

开始推流后，会在D:\nginx_rtmp\html\生成m3u8和ts文件,我们只需要播放m3u8文件即可。

打开vlc软件，点击媒体-》打开串流网络 ,输入http://localhost:8080/test.m3u8 进行播放

优化TODO

后继利用高性能网络框架netty进行直播多路复用，避免视频重复解码推流，详情关注最新文章！

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