Qt音视频开发07-合并音视频文件

一、前言

之前已经把音视频分开存储了对应的文件，因为这个需求特别少，当然确实有部分用户是需要把音视频分开存储，但是毕竟是很少数，绝大部分的用户都是音视频合并到一个MP4文件，所以如果要合并到一个文件，现在已经存储成了两个文件，最简单的做法就是调用ffmpeg命令行将两个文件合并，这种做法简单粗暴，为此专门写了一个线程类 FFmpegRunThread 执行这些转换操作。转换的时候很耗CPU，如果视频文件很长很大，基本上CPU处于快被榨干的状态。

通过调用ffmpeg命令行的方式合并的文件，如果源头是本地视频文件或者网络的视频文件，合并后都是正常的，音视频同步的，而对于视频流这种没有时长的数据的存储，大量的测试验证下来，存在音频视频不同步的情况，所以后期重新研究音视频一起保存的方法。

二、效果图

在这里插入图片描述

三、体验地址

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

四、相关代码

#include "ffmpegrun.h"
#include "ffmpegrunthread.h"
#include "qfileinfo.h"

bool FFmpegRun::run(const QStringList &args, bool exec)
{
    if (exec) {
        return FFmpegRunThread::execute(args);
    } else {
        //每个指令都开启独立的线程执行(执行完成会立即释放线程)
        FFmpegRunThread *runThread = new FFmpegRunThread;
        runThread->startExecute(args);
        return true;
    }
}

QString FFmpegRun::replaceSuffix(const QString &fileSrc, const QString &suffix)
{
    QString fileDst = fileSrc;
    fileDst.replace(QFileInfo(fileSrc).suffix(), suffix);
    return fileDst;
}

bool FFmpegRun::yuv420pToMp4(const QString &fileSrc)
{
    //根据文件名自动提取宽度高度帧率
    //要求名字格式 640x408x30.xxx 640_480_30.xxx 1920x1080_aaaa.xxx
    int frameRate = 25;
    int width = 640;
    int height = 480;

    QString name = QFileInfo(fileSrc).baseName();
    QStringList list;
    if (name.contains("_")) {
        list = name.split("_");
    } else if (name.contains("x")) {
        list = name.split("x");
    }

    if (list.size() >= 2) {
        width = list.at(0).toInt();
        height = list.at(1).toInt();
    }
    if (list.size() >= 3) {
        frameRate = list.at(2).toInt();
    }

    return yuv420pToMp4(fileSrc, frameRate, width, height);
}

bool FFmpegRun::yuv420pToMp4(const QString &fileSrc, int frameRate, int width, int height)
{
    QString fileDst = replaceSuffix(fileSrc, "mp4");
    return yuv420pToMp4(fileSrc, fileDst, frameRate, width, height);
}

//播放音频 ffplay -ar 48000 -ac 2 -f s16le -i d:/out.pcm
//倍速播放 ffplay f:/mp4/1.mp4 -af atempo=2 -vf setpts=PTS/2

//-c:v libx264 -preset fast -crf 18  framerate=r  video_size=s  vcodec=c:v  acodec=c:a
//ffmpeg.exe -threads auto -f rawvideo -framerate 30 -video_size 640x480 -pix_fmt yuv420p -i e:/1.yuv e:/1.mp4
//ffmpeg -threads auto -f rawvideo -r 30 -s 640x480 -pix_fmt yuv420p -i /home/liu/1.yuv /home/liu/1.mp4
bool FFmpegRun::yuv420pToMp4(const QString &fileSrc, const QString &fileDst, int frameRate, int width, int height)
{
    QStringList args;
    args << "-threads" << "auto";
    args << "-f" << "rawvideo";
#if 0
    args << "-framerate" << QString::number(frameRate);
    args << "-video_size" << QString("%1x%2").arg(width).arg(height);
#else
    args << "-r" << QString::number(frameRate);
    args << "-s" << QString("%1x%2").arg(width).arg(height);
#endif
    args << "-pix_fmt" << "yuv420p";
    args << "-i" << fileSrc;
    //下面这些参数非必须(linux上不支持)
#if 0
    args << "-vcodec" << "libx264";
    args << "-preset" << "fast";
    args << "-crf" << QString::number(18);
#endif
    args << fileDst;
    return run(args);
}

bool FFmpegRun::mp4ToYuv420p(const QString &fileSrc)
{
    QString fileDst = replaceSuffix(fileSrc, "yuv");
    return mp4ToYuv420p(fileSrc, fileDst, 0, 0);
}

//ffmpeg.exe -i e:/1.mp4 -s 640x480 -pix_fmt yuv420p e:/1.yuv
bool FFmpegRun::mp4ToYuv420p(const QString &fileSrc, const QString &fileDst, int width, int height)
{
    QStringList args;
    //尺寸为空则自动采用默认的
    if (width > 0 && height > 0) {
        args << "-s" << QString("%1x%2").arg(width).arg(height);
    }

    args << "-pix_fmt" << "yuv420p";
    args << "-i" << fileSrc;
    args << "-y" << fileDst;
    return run(args);
}

bool FFmpegRun::wavToAac(const QString &fileSrc)
{
    QString fileDst = replaceSuffix(fileSrc, "aac");
    return wavToAac(fileSrc, fileDst);
}

bool FFmpegRun::wavToAac(const QString &fileSrc, const QString &fileDst)
{
    QStringList args;
    args << "-i" << fileSrc;
    args << fileDst;
    return run(args, true);
}

bool FFmpegRun::aacAndH264ToMp4(const QString &fileSrc)
{
    QString aacFile = replaceSuffix(fileSrc, "aac");
    QString fileDst = replaceSuffix(fileSrc, "mp4");
    return mergeToMp4(aacFile, fileSrc, fileDst);
}

bool FFmpegRun::aacAndMp4ToMp4(const QString &fileSrc)
{
    QString aacFile = replaceSuffix(fileSrc, "aac");
    QString mp4File = replaceSuffix(fileSrc, "mp4");
    QString baseName = fileSrc;
    baseName.replace(".mp4", "");
    //搞个临时的名称转换好以后再重命名
    QString fileDst = baseName + "-tmp.mp4";
    return mergeToMp4(aacFile, mp4File, fileDst);
}

bool FFmpegRun::mergeToMp4(const QString &fileSrc1, const QString &fileSrc2, const QString &fileDst)
{
    //文件不存在不用继续
    if (QFile(fileSrc1).size() == 0 || QFile(fileSrc2).size() == 0) {
        return false;
    }

    //ffmpeg -i d:/1.aac -i d:/1.mp4 -y d:/out.mp4
    QStringList args;
    //QString arg = "-vcodec copy -acodec copy";
    //QString arg = "-c:v copy -c:a aac -strict experimental";
    //args << arg.split(" ");

    args << "-i" << fileSrc1;
    args << "-i" << fileSrc2;
    args << "-y" << fileDst;
    return run(args);
}

bool FFmpegRun::convertMp4(const QString &fileSrc)
{
    QString baseName = fileSrc;
    baseName.replace(".mp4", "");
    //搞个临时的名称转换好以后再重命名
    QString fileDst = baseName + "-tmp.mp4";
    return convertMp4(fileSrc, fileDst);
}

bool FFmpegRun::convertMp4(const QString &fileSrc, const QString &fileDst)
{
    //文件不存在不用继续
    if (QFile(fileSrc).size() == 0) {
        return false;
    }

    //ffmpeg -i d:/1.mp4 -y d:/out.mp4
    QStringList args;
    args << "-i" << fileSrc;
    args << "-y" << fileDst;
    return run(args);
}

五、功能特点

5.1 基础功能

支持各种音频视频文件格式，比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。
支持本地摄像头设备，可指定分辨率、帧率。
支持各种视频流格式，比如rtp、rtsp、rtmp、http等。
本地音视频文件和网络音视频文件，自动识别文件长度、播放进度、音量大小、静音状态等。
文件可以指定播放位置、调节音量大小、设置静音状态等。
支持倍速播放文件，可选0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度，相当于慢放和快放。
支持开始播放、停止播放、暂停播放、继续播放。
支持抓拍截图，可指定文件路径，可选抓拍完成是否自动显示预览。
支持录像存储，手动开始录像、停止录像，部分内核支持暂停录像后继续录像，跳过不需要录像的部分。
支持无感知切换循环播放、自动重连等机制。
提供播放成功、播放完成、收到解码图片、收到抓拍图片、视频尺寸变化、录像状态变化等信号。
多线程处理，一个解码一个线程，不卡主界面。

5.2 特色功能

同时支持多种解码内核，包括qmedia内核（Qt4/Qt5/Qt6）、ffmpeg内核（ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5）、vlc内核（vlc2/vlc3）、mpv内核（mpv1/mp2）、海康sdk、easyplayer内核等。
非常完善的多重基类设计，新增一种解码内核只需要实现极少的代码量，就可以应用整套机制。
同时支持多种画面显示策略，自动调整（原始分辨率小于显示控件尺寸则按照原始分辨率大小显示，否则等比例缩放）、等比例缩放（永远等比例缩放）、拉伸填充（永远拉伸填充）。所有内核和所有视频显示模式下都支持三种画面显示策略。
同时支持多种视频显示模式，句柄模式（传入控件句柄交给对方绘制控制）、绘制模式（回调拿到数据后转成QImage用QPainter绘制）、GPU模式（回调拿到数据后转成yuv用QOpenglWidget绘制）。
支持多种硬件加速类型，ffmpeg可选dxva2、d3d11va等，mpv可选auto、dxva2、d3d11va，vlc可选any、dxva2、d3d11va。不同的系统环境有不同的类型选择，比如linux系统有vaapi、vdpau，macos系统有videotoolbox。
解码线程和显示窗体分离，可指定任意解码内核挂载到任意显示窗体，动态切换。
支持共享解码线程，默认开启并且自动处理，当识别到相同的视频地址，共享一个解码线程，在网络视频环境中可以大大节约网络流量以及对方设备的推流压力。国内顶尖视频厂商均采用此策略。这样只要拉一路视频流就可以共享到几十个几百个通道展示。
自动识别视频旋转角度并绘制，比如手机上拍摄的视频一般是旋转了90度的，播放的时候要自动旋转处理，不然默认是倒着的。
自动识别视频流播放过程中分辨率的变化，在视频控件上自动调整尺寸。比如摄像机可以在使用过程中动态配置分辨率，当分辨率改动后对应视频控件也要做出同步反应。
音视频文件无感知自动切换循环播放，不会出现切换期间黑屏等肉眼可见的切换痕迹。
视频控件同时支持任意解码内核、任意画面显示策略、任意视频显示模式。
视频控件悬浮条同时支持句柄、绘制、GPU三种模式，非绝对坐标移来移去。
本地摄像头设备支持指定设备名称、分辨率、帧率进行播放。
录像文件同时支持打开的视频文件、本地摄像头、网络视频流等。
瞬间响应打开和关闭，无论是打开不存在的视频或者网络流，探测设备是否存在，读取中的超时等待，收到关闭指令立即中断之前的操作并响应。
支持打开各种图片文件，支持本地音视频文件拖曳播放。
视频控件悬浮条自带开始和停止录像切换、声音静音切换、抓拍截图、关闭视频等功能。
音频组件支持声音波形值数据解析，可以根据该值绘制波形曲线和柱状声音条，默认提供了声音振幅信号。
各组件中极其详细的打印信息提示，尤其是报错信息提示，封装的统一打印格式。针对现场复杂的设备环境测试极其方便有用，相当于精确定位到具体哪个通道哪个步骤出错。
代码框架和结构优化到最优，性能强悍，持续迭代更新升级。
源码支持Qt4、Qt5、Qt6，兼容所有版本。

5.3 视频控件

可动态添加任意多个osd标签信息，标签信息包括名字、是否可见、字号大小、文本文字、文本颜色、标签图片、标签坐标、标签格式（文本、日期、时间、日期时间、图片）、标签位置（左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定义坐标）。
可动态添加任意多个图形信息，这个非常有用，比如人工智能算法解析后的图形区域信息直接发给视频控件即可。图形信息支持任意形状，直接绘制在原始图片上，采用绝对坐标。
图形信息包括名字、边框大小、边框颜色、背景颜色、矩形区域、路径集合、点坐标集合等。
每个图形信息都可指定三种区域中的一种或者多种，指定了的都会绘制。
内置悬浮条控件，悬浮条位置支持顶部、底部、左侧、右侧。
悬浮条控件参数包括边距、间距、背景透明度、背景颜色、文本颜色、按下颜色、位置、按钮图标代码集合、按钮名称标识集合、按钮提示信息集合。
悬浮条控件一排工具按钮可自定义，通过结构体参数设置，图标可选图形字体还是自定义图片。
悬浮条按钮内部实现了录像切换、抓拍截图、静音切换、关闭视频等功能，也可以自行在源码中增加自己对应的功能。
悬浮条按钮对应实现了功能的按钮，有对应图标切换处理，比如录像按钮按下后会切换到正在录像中的图标，声音按钮切换后变成静音图标，再次切换还原。
悬浮条按钮单击后都用名称唯一标识作为信号发出，可以自行关联响应处理。
悬浮条空白区域可以显示提示信息，默认显示当前视频分辨率大小，可以增加帧率、码流大小等信息。
视频控件参数包括边框大小、边框颜色、焦点颜色、背景颜色（默认透明）、文字颜色（默认全局文字颜色）、填充颜色（视频外的空白处填充黑色）、背景文字、背景图片（如果设置了图片优先取图片）、是否拷贝图片、缩放显示模式（自动调整、等比例缩放、拉伸填充）、视频显示模式（句柄、绘制、GPU）、启用悬浮条、悬浮条尺寸（横向为高度、纵向为宽度）、悬浮条位置（顶部、底部、左侧、右侧）。

5.4 内核ffmpeg

支持各种音视频文件、本地摄像头设备，各种视频流网络流。
支持开始播放、暂停播放、继续播放、停止播放、设置播放进度、倍速播放。
可设置音量、静音切换、抓拍图片、录像存储。
自动提取专辑信息比如标题、艺术家、专辑、专辑封面，自动显示专辑封面。
完美支持音视频同步和倍速播放。
解码策略支持速度优先、质量优先、均衡处理、最快速度。
支持手机视频旋转角度显示，比如一般手机拍摄的视频是旋转了90度的，解码显示的时候需要重新旋转90度才是正的。
自动转换yuv420格式，比如本地摄像头是yuyv422格式，有些视频文件是xx格式，统一将非yuv420格式转换，然后再进行处理。
支持硬解码dxva2、d3d11va等，性能极高尤其是大分辨率比如4K视频。
视频响应极低延迟0.2s左右，极速响应打开视频流0.5s左右，专门做了优化处理。
硬解码和GPU绘制组合，极低CPU占用，比海康大华等客户端更优。
支持视频流中的各种音频格式，AAC、PCM、G.726、G.711A、G.711Mu、G.711ulaw、G.711alaw、MP2L2等都支持，推荐选择AAC兼容性跨平台性最好。
视频存储支持yuv、h264、mp4多种格式，音频存储支持pcm、wav、aac多种格式。默认视频mp4格式、音频aac格式。
支持分开存储音频视频文件，也支持合并到一个mp4文件，默认策略是无论何种音视频文件格式存储，最终都转成mp4及aac格式，然后合并成音视频一起的mp4文件。
支持本地摄像头实时视频显示带音频输入输出，音视频录制合并到一个mp4文件。
支持H264/H265编码（现在越来越多的监控摄像头是H265视频流格式）生成视频文件，内部自动识别切换编码格式。
自动识别视频流动态分辨率改动，重新打开视频流。
支持用户信息中包含特殊字符（比如用户信息中包含+#@等字符）的视频流播放，内置解析转义处理。
纯qt+ffmpeg解码，非sdl等第三方绘制播放依赖，gpu绘制采用qopenglwidget，音频播放采用qaudiooutput。
同时支持ffmpeg2、ffmpeg3、ffmpeg4、ffmpeg5版本，全部做了兼容处理。如果需要支持xp需要选用ffmpeg3及以下。