Qt/C++音视频开发53-本地摄像头推流/桌面推流/文件推流/监控推流等

news2024/11/19 7:27:29

一、前言

编写这个推流程序，最开始设计的时候是用视频文件推流，后面陆续增加了监控摄像头推流（其实就是rtsp视频流）、网络电台和视频推流（一般是rtmp或者http开头m3u8结尾的视频流）、本地摄像头推流（本地USB摄像头或者笔记本自带摄像头等）、桌面推流（将当前运行环境的系统桌面抓拍推流）。按照分类的话其实就是三大类，第一类就是视频文件（包括本地视频文件和网络视频文件，就是带了文件时长的），第二类就是各种实时视频流（包括监控摄像头rtsp，网络电台rtmp，网络实时视频m3u8等），第三类就是本地设备采集（包括本地摄像头采集和本地电脑桌面采集），每一种类别都可以用对应的通用的代码去处理，基本上就是在打开阶段有所区别，后面采集和解码并推流阶段，代码是一模一样的。

二、效果图

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三、体验地址

  1. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
  2. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
  3. 个人作品：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
  4. 体验地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码：01jf 文件名：bin_video_push。

四、功能特点

  1. 支持各种本地视频文件和网络视频文件。
  2. 支持各种网络视频流，网络摄像头，协议包括rtsp、rtmp、http。
  3. 支持将本地摄像头设备推流，可指定分辨率和帧率等。
  4. 支持将本地桌面推流，可指定屏幕区域和帧率等。
  5. 自动启动流媒体服务程序，默认mediamtx（原rtsp-simple-server），可选用srs、EasyDarwin、LiveQing、ZLMediaKit等。
  6. 可实时切换预览视频文件，可切换视频文件播放进度，切换到哪里就推流到哪里。
  7. 推流的清晰度和质量可调。
  8. 可动态添加文件、目录、地址。
  9. 视频文件自动循环推流，如果视频源是视频流，在掉线后会自动重连。
  10. 网络视频流自动重连，重连成功自动继续推流。
  11. 网络视频流实时性极高，延迟极低，延迟时间大概在100ms左右。
  12. 极低CPU占用，4路主码流推流只需要占用0.2%CPU。理论上常规普通PC机器推100路毫无压力，主要性能瓶颈在网络。
  13. 推流可选推流到rtsp/rtmp两种，推流后的数据支持直接rtsp/rtmp/hls/webrtc四种方式访问，可以直接浏览器打开看实时画面。
  14. 可以推流到外网服务器，然后通过手机、电脑、平板等设备播放对应的视频流。
  15. 每个推流都可以手动指定唯一标识符（方便拉流/用户无需记忆复杂的地址），没有指定则按照策略随机生成hash值。
  16. 自动生成测试网页直接打开播放，可以看到实时效果，自动按照数量对应宫格显示。
  17. 推流过程中可以在表格中切换对应推流项，实时预览正在推流的视频，并可以切换视频文件的播放进度。
  18. 音视频同步推流，符合264/265/aac格式的自动原数据推流，不符合的自动转码再推流（会占用一定CPU）。
  19. 转码策略支持三种，自动处理（符合要求的原数据/不符合的转码），仅限文件（文件类型的转码视频），所有转码。
  20. 表格中实时显示每一路推流的分辨率和音视频数据状态，灰色表示没有输入流，黑色表示没有输出流，绿色表示原数据推流，红色表示转码后的数据推流。
  21. 自动重连视频源，自动重连流媒体服务器，保证启动后，推流地址和打开地址都实时重连，只要恢复后立即连上继续采集和推流。
  22. 提供循环推流示例，一个视频源同时推流到多个流媒体服务器，比如打开一个视频同时推流到抖音/快手/B站等，可以作为录播推流，列表循环，非常方便实用。
  23. 根据不同的流媒体服务器类型，自动生成对应的rtsp/rtmp/hls/flv/ws-flv/webrtc地址，用户可以直接复制该地址到播放器或者网页中预览查看。
  24. 编码视频格式可以选择自动处理（源头是264就264/源头是265就265），转H264（强制转264），转H265（强制转265）。
  25. 支持Qt4/Qt5/Qt6任意版本，支持任意系统（windows/linux/macos/android/嵌入式linux等）。

五、相关代码

bool FFmpegSave::initVideoCtx()
{
    //没启用视频编码或者不需要视频则不继续
    if (!encodeVideo || !needVideo) {
        return true;
    }

    //查找视频编码器(自动处理的话如果源头是H265则采用HEVC作为编码器)
    AVCodecx *videoCodec;
    if (videoFormat == 0) {
        AVCodecID codecID = FFmpegHelper::getCodecId(videoStreamIn);
        if (codecID == AV_CODEC_ID_HEVC) {
            videoCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_HEVC);
        } else {
            videoCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
        }
    } else if (videoFormat == 1) {
        videoCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
    } else if (videoFormat == 2) {
        videoCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_HEVC);
    }

    //RTMP流媒体目前只支持H264
    if (fileName.startsWith("rtmp://")) {
        videoCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
    }

    if (!videoCodec) {
        debug(0, "视频编码", "avcodec_find_encoder");
        return false;
    }

    //创建视频编码器上下文
    videoCodecCtx = avcodec_alloc_context3(videoCodec);
    if (!videoCodecCtx) {
        debug(0, "视频编码", "avcodec_alloc_context3");
        return false;
    }

    //AVCodecContext结构体参数: https://blog.csdn.net/weixin_44517656/article/details/109707539
    //放大系数是为了小数位能够正确放大到整型
    int ratio = 1000000;
    videoCodecCtx->time_base.num = 1 * ratio;
    videoCodecCtx->time_base.den = frameRate * ratio;
    videoCodecCtx->framerate.num = frameRate * ratio;
    videoCodecCtx->framerate.den = 1 * ratio;

    //下面这种方式对编译器有版本要求(c++11)
    //videoCodecCtx->time_base = {1, frameRate};
    //videoCodecCtx->framerate = {frameRate, 1};

    //参数说明 https://blog.csdn.net/qq_40179458/article/details/110449653
    //大分辨率需要加上下面几个参数设置(否则在32位的库不能正常编码提示 Generic error in an external library)
    if ((videoWidth >= 3840 || videoHeight >= 2160)) {
        videoCodecCtx->qmin = 10;
        videoCodecCtx->qmax = 51;
        videoCodecCtx->me_range = 16;
        videoCodecCtx->max_qdiff = 4;
        videoCodecCtx->qcompress = 0.6;
    }

    //需要转换尺寸的启用目标尺寸
    int width = videoWidth;
    int height = videoHeight;
    if (encodeVideoScale != "1") {
        QStringList sizes = WidgetHelper::getSizes(encodeVideoScale);
        if (sizes.count() == 2) {
            width = sizes.at(0).toInt();
            height = sizes.at(1).toInt();
        } else {
            float scale = encodeVideoScale.toFloat();
            width = videoWidth * scale;
            height = videoHeight * scale;
        }
    }

    //初始化视频编码器参数(如果要文件体积小一些画质差一些可以降低码率)
    videoCodecCtx->bit_rate = FFmpegHelper::getBitRate(width, height) * encodeVideoRatio;
    videoCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
    videoCodecCtx->width = width;
    videoCodecCtx->height = height;
    videoCodecCtx->level = 50;
    //多少帧一个I帧(关键帧)
    videoCodecCtx->gop_size = frameRate;
    //去掉B帧只留下I帧和P帧
    videoCodecCtx->max_b_frames = 0;
    //videoCodecCtx->bit_rate_tolerance = 1;
    videoCodecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
    videoCodecCtx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
    if (saveVideoType == SaveVideoType_Mp4) {
        videoCodecCtx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
        //videoCodecCtx->flags |= (AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER | AV_CODEC_FLAG_LOW_DELAY);
    }

    //加速选项 https://www.jianshu.com/p/034f5b3e7f94
    //加载预设 https://blog.csdn.net/JineD/article/details/125304570
    //速度选项 ultrafast/superfast/veryfast/faster/fast/medium/slow/slower/veryslow/placebo
    //视觉优化 film/animation/grain/stillimage/psnr/ssim/fastdecode/zerolatency

    //设置零延迟(本地采集设备视频流保存如果不设置则播放的时候会越来越模糊)
    //测试发现有些文件需要开启才不会慢慢变模糊/有些开启后在部分系统环境会偶尔卡顿(webrtc下)/根据实际需求决定是否开启
    av_opt_set(videoCodecCtx->priv_data, "tune", "zerolatency", 0);

    //文件类型除外(保证文件的清晰度)
    if (videoType > 2) {
        av_opt_set(videoCodecCtx->priv_data, "preset", "ultrafast", 0);
        //av_opt_set(videoCodecCtx->priv_data, "x265-params", "qp=20", 0);
    }

    //打开视频编码器
    int result = avcodec_open2(videoCodecCtx, videoCodec, NULL);
    if (result < 0) {
        debug(result, "视频编码", "avcodec_open2");
        return false;
    }

    //创建编码用临时包
    videoPacket = FFmpegHelper::creatPacket(NULL);

    //设置了视频缩放则转换
    if (encodeVideoScale != "1") {
        videoFrame = av_frame_alloc();
        videoFrame->format = AV_PIX_FMT_YUV420P;
        videoFrame->width = width;
        videoFrame->height = height;

        int align = 1;
        int flags = SWS_BICUBIC;
        AVPixelFormat format = AV_PIX_FMT_YUV420P;
        int videoSize = av_image_get_buffer_size(format, width, height, align);
        videoData = (quint8 *)av_malloc(videoSize * sizeof(quint8));
        av_image_fill_arrays(videoFrame->data, videoFrame->linesize, videoData, format, width, height, align);
        videoSwsCtx = sws_getContext(videoWidth, videoHeight, format, width, height, format, flags, NULL, NULL, NULL);
    }

    debug(0, "视频编码", "初始化完成");
    return true;
}

//https://blog.csdn.net/irainsa/article/details/129289254
bool FFmpegSave::initAudioCtx()
{
    //没启用音频编码或者不需要音频则不继续
    if (!encodeAudio || !needAudio) {
        return true;
    }

    AVCodecx *audioCodec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_AAC);
    if (!audioCodec) {
        debug(0, "音频编码", "avcodec_find_encoder");
        return false;
    }

    //创建音频编码器上下文
    audioCodecCtx = avcodec_alloc_context3(audioCodec);
    if (!audioCodecCtx) {
        debug(0, "音频编码", "avcodec_alloc_context3");
        return false;
    }

    //初始化音频编码器参数
    audioCodecCtx->bit_rate = FFmpegHelper::getBitRate(audioStreamIn);
    audioCodecCtx->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
    audioCodecCtx->sample_rate = sampleRate;
    audioCodecCtx->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
    audioCodecCtx->channels = channelCount;
    //audioCodecCtx->profile = FF_PROFILE_AAC_MAIN;
    audioCodecCtx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
    audioCodecCtx->strict_std_compliance = FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL;
    if (saveVideoType == SaveVideoType_Mp4) {
        audioCodecCtx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
    }

    //打开音频编码器
    int result = avcodec_open2(audioCodecCtx, audioCodec, NULL);
    if (result < 0) {
        debug(result, "音频编码", "avcodec_open2");
        return false;
    }

    //创建编码用临时包
    audioPacket = FFmpegHelper::creatPacket(NULL);
    debug(0, "音频编码", "初始化完成");
    return true;
}

bool FFmpegSave::initStream()
{
    AVDictionary *options = NULL;
    QByteArray fileData = fileName.toUtf8();
    const char *url = fileData.data();

    //既可以是保存到文件也可以是推流(对应格式要区分)
    const char *format = "mp4";
    if (videoIndexIn < 0 && audioCodecName == "mp3") {
        format = "mp3";
    }
    if (fileName.startsWith("rtmp://")) {
        format = "flv";
    } else if (fileName.startsWith("rtsp://")) {
        format = "rtsp";
        av_dict_set(&options, "stimeout", "3000000", 0);
        av_dict_set(&options, "rtsp_transport", "tcp", 0);
    }

    //如果存在秘钥则启用加密
    QByteArray cryptoKey = this->property("cryptoKey").toByteArray();
    if (!cryptoKey.isEmpty()) {
        av_dict_set(&options, "encryption_scheme", "cenc-aes-ctr", 0);
        av_dict_set(&options, "encryption_key", cryptoKey.constData(), 0);
        av_dict_set(&options, "encryption_kid", cryptoKey.constData(), 0);
    }

    //开辟一个格式上下文用来处理视频流输出(末尾url不填则rtsp推流失败)
    int result = avformat_alloc_output_context2(&formatCtx, NULL, format, url);
    if (result < 0) {
        debug(result, "创建格式", "");
        return false;
    }

    //创建输出视频流
    if (!this->initVideoStream()) {
        goto end;
    }

    //创建输出音频流
    if (!this->initAudioStream()) {
        goto end;
    }

    //打开输出文件
    if (!(formatCtx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        result = avio_open(&formatCtx->pb, url, AVIO_FLAG_WRITE);
        if (result < 0) {
            debug(result, "打开输出", "");
            goto end;
        }
    }

    //写入文件开始符
    result = avformat_write_header(formatCtx, &options);
    if (result < 0) {
        debug(result, "写文件头", "");
        goto end;
    }

    return true;

end:
    //关闭释放并清理文件
    this->close();
    this->deleteFile(fileName);
    return false;
}

bool FFmpegSave::initVideoStream()
{
    if (needVideo) {
        videoIndexOut = 0;
        AVStream *stream = avformat_new_stream(formatCtx, NULL);
        if (!stream) {
            return false;
        }

        //设置旋转角度(没有编码的数据是源头带有旋转角度的/编码后的是正常旋转好的)
        if (!encodeVideo) {
            FFmpegHelper::setRotate(stream, rotate);
        }

        //复制解码器上下文参数(不编码从源头流拷贝/编码从设置的编码器拷贝)
        int result = -1;
        if (encodeVideo) {
            stream->r_frame_rate = videoCodecCtx->framerate;
            result = FFmpegHelper::copyContext(videoCodecCtx, stream, true);
        } else {
            result = FFmpegHelper::copyContext(videoStreamIn, stream);
        }

        if (result < 0) {
            debug(result, "复制参数", "");
            return false;
        }
    }

    return true;
}

bool FFmpegSave::initAudioStream()
{
    if (needAudio) {
        audioIndexOut = (videoIndexOut == 0 ? 1 : 0);
        AVStream *stream = avformat_new_stream(formatCtx, NULL);
        if (!stream) {
            return false;
        }

        //复制解码器上下文参数(不编码从源头流拷贝/编码从设置的编码器拷贝)
        int result = -1;
        if (encodeAudio) {
            result = FFmpegHelper::copyContext(audioCodecCtx, stream, true);
        } else {
            result = FFmpegHelper::copyContext(audioStreamIn, stream);
        }

        if (result < 0) {
            debug(result, "复制参数", "");
            return false;
        }
    }

    return true;
}

bool FFmpegSave::init()
{
    //必须存在输入视音频流对象其中一个
    if (fileName.isEmpty() || (!videoStreamIn && !audioStreamIn)) {
        return false;
    }

    //检查推流地址是否正常
    if (saveMode != SaveMode_File && !WidgetHelper::checkUrl(fileName, 1000)) {
        debug(0, "地址不通", "");
        if (!this->isRunning()) {
            this->start();
        }
        return false;
    }

    //获取媒体信息及检查编码处理
    this->getMediaInfo();
    this->checkEncode();

    //ffmpeg2不支持重新编码的推流
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 3)
    if (saveMode != SaveMode_File && (encodeVideo || encodeAudio)) {
        return false;
    }
#endif

    //初始化对应视音频编码器
    if (!this->initVideoCtx()) {
        return false;
    }
    if (!this->initAudioCtx()) {
        return false;
    }

    //保存264数据直接写文件
    if (saveVideoType == SaveVideoType_H264) {
        return true;
    }

    //初始化视音频流
    if (!this->initStream()) {
        return false;
    }

    debug(0, "索引信息", QString("视频: %1/%2 音频: %3/%4").arg(videoIndexIn).arg(videoIndexOut).arg(audioIndexIn).arg(audioIndexOut));
    return true;
}

void FFmpegSave::save()
{
    //从队列中取出数据处理
    //qDebug() << TIMEMS << packets.count() << frames.count();

    if (packets.count() > 0) {
        mutex.lock();
        AVPacket *packet = packets.takeFirst();
        mutex.unlock();

        this->writePacket2(packet, packet->stream_index == videoIndexIn);
        FFmpegHelper::freePacket(packet);
    }

    if (frames.count() > 0) {
        mutex.lock();
        AVFrame *frame = frames.takeFirst();
        mutex.unlock();

        if (frame->width > 0) {
            FFmpegHelper::encode(this, videoCodecCtx, videoPacket, frame, true);
        } else {
            FFmpegHelper::encode(this, audioCodecCtx, audioPacket, frame, false);
        }
        FFmpegHelper::freeFrame(frame);
    }
}

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属性描述max设置或返回滑块控件最大值min设置或返回滑块控件最小值step设置或返回每次拖动滑块控件时的递增量value设置或返回滑块控件的value值defaultValue设置或返回滑块控件的默认值autofocus设置或返回滑块控件在页面加载后是否应自动获取焦点 先看谷歌浏览器: 览器 用…
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centos免密登录

centos免密登录

centos免密登录 小白教程&#xff0c;一看就会&#xff0c;一做就成。 1.知道服务器密码的情况 ssh-keygen -t rsa #上面的命令后三次回车#然后把想要免密登录的服务器加进来 ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub root192.168.10.115 #免密码登录被控的主机&#xff08;ip是…
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R语言用逻辑回归预测BRFSS中风数据、方差分析anova、ROC曲线AUC、可视化探索

R语言用逻辑回归预测BRFSS中风数据、方差分析anova、ROC曲线AUC、可视化探索

全文链接&#xff1a;https://tecdat.cn/?p33659 行为风险因素监测系统&#xff08;BRFSS&#xff09;是一项年度电话调查。BRFSS旨在确定成年人口中的风险因素并报告新兴趋势&#xff08;点击文末“阅读原文”获取完整代码数据&#xff09;。 相关视频 例如&#xff0c;调查对…
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用户生命周期价值-LTV、PEST分析、集团战略规划方案、麦肯锡的市场研究方法、数据规划架构设计··· | 本周精华...

用户生命周期价值-LTV、PEST分析、集团战略规划方案、麦肯锡的市场研究方法、数据规划架构设计··· | 本周精华...

▲点击上方卡片关注我&#xff0c;回复“8”&#xff0c;加入数据分析领地&#xff0c;一起学习数据分析&#xff0c;持续更新数据分析学习路径相关资料~&#xff08;精彩数据观点、学习资料、数据课程分享、读书会、分享会等你一起来乘风破浪~&#xff09;回复“小飞象”&…
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C【分支语句和循环语句】

C【分支语句和循环语句】

1.if语句 //多分支 if(表达式1)语句1; else if(表达式2)语句2; else语句3;如果表达式的结果为真&#xff0c;则语句执行。 在C语言中如何表示真假&#xff1f; 0表示假&#xff0c;非0表示真。 #include <stdio.h> int main() {if(表达式){语句列表1&#xff1b;}el…
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美团多场景建模的探索与实践

美团多场景建模的探索与实践

总第574篇 2023年 第026篇 本文介绍了美团到家/站外投放团队在多场景建模技术方向上的探索与实践。基于外部投放的业务背景&#xff0c;本文提出了一种自适应的场景知识迁移和场景聚合技术&#xff0c;解决了在投放中面临外部海量流量带来的场景数量丰富、场景间差异大的问题&a…
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JAVA - File类、字节流、字符流、特殊操作流

JAVA - File类、字节流、字符流、特殊操作流

1.File类的构造方法 File类的创建文件功能 File类的判断和获取功能 File类的删除功能 2.IO流 - 字节流、字符流 字节流 处理字节数据&#xff1a;字节流以字节为单位处理数据&#xff0c;适用于处理二进制文件&#xff08;如图像、音频、视频文件&#xff09;或以字节为基本单…
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Unity工具——LightTransition(光照过渡)

Unity工具——LightTransition(光照过渡)

需求描述 在游戏中&#xff0c;开发者为了让玩家更直接地看到待拾取的物品从而为其添加一种闪烁效果&#xff0c;或者模拟现实中闪烁的灯光效果&#xff0c;我能够想到的一种方案则是通过控制光照强度来实现&#xff0c;那么本篇文章我们就尝试通过这个方案来实现一下&#xff…
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【面试题精讲】你了解String.intern方法吗

【面试题精讲】你了解String.intern方法吗

有的时候博客内容会有变动&#xff0c;首发博客是最新的&#xff0c;其他博客地址可能会未同步,认准https://blog.zysicyj.top 首发博客地址 系列文章地址 String.intern 方法是 Java 中的一个方法&#xff0c;「它用于将字符串对象添加到字符串常量池中&#xff0c;并返回常量…
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浅谈C++|STL之算法函数篇

浅谈C++|STL之算法函数篇

一.遍历常用算法 1.1for_each 在 C 中&#xff0c;for_each 是一个算法函数&#xff0c;位于 <algorithm> 头文件中。它接受一个范围&#xff08;容器或迭代器对&#xff09;以及一个函数对象&#xff08;函数指针、函数、lambda 表达式等&#xff09;&#xff0c;用于…
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C#，《小白学程序》第二十四课：大数的阶乘（BigInteger Factorial）算法与源程序

C#，《小白学程序》第二十四课：大数的阶乘（BigInteger Factorial）算法与源程序

1 文本格式 /// <summary> /// 《小白学程序》第二十四课&#xff1a;大数&#xff08;BigInteger&#xff09;的阶乘 /// 用于大数的阶乘算法&#xff08;原始算法&#xff09; /// </summary> /// <param name"a"></param> /// <retur…
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