Qt音视频开发38-ffmpeg视频暂停录制的设计

一、前言

基本上各种播放器提供的录制视频接口，都是只有开始录制和结束录制两个，当然一般用的最多的也是这两个接口，但是实际使用过程中，还有一种可能需要中途暂停录制，暂停以后再次继续录制，将中间部分视频不需要录制，跳过这部分不需要的视频，而且录制的视频文件必须是能够正常播放的连续的。vlc和mpv都只提供了开始录制和停止录制接口，ffmpeg既然是自己解码，所以录制完全自己控制，存储的时候，每一帧的数据都要写入pts和dts，每次重新计算时间基准保证时间正确，不然不是连续的帧保存后会跳。

打通了视频暂停录制功，还有个应用场景就可以迎难而解，就是多个通道的视频，不同时段分开存入同一个视频文件，类似于将轮询的过程中展示的视频挨个存储到同一个视频文件，当然分辨率必须保持一致，不一致可能存储会出问题，这种场景还是比较常见的，比如视频通道轮询过程中，指定某个位置的视频存储的同一个视频文件，将轮询的整个过程录制下来，后期以便回放查阅视频。在当前封装的组件中，除了打开和关闭录制，中途只需要将视频帧传入即可，会自动计算换算成正确的pts/dts存储到MP4文件中。

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

void FFmpegThread::recordStart(const QString &fileName)
{
#ifdef videosave
    AbstractVideoThread::recordStart(fileName);
    if ((saveVideoType > 1) && !onlyAudio) {
        this->setFileName(fileName);
        //处于暂停阶段则切换暂停标志位(暂停后再次恢复说明又重新开始录制)
        if (saveFile->getIsPause()) {
            isRecord = true;
            saveFile->pause();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Recording, fileName);
        } else {
            saveFile->setPara(saveVideoType, videoWidth, videoHeight, frameRate, formatCtx->streams[videoIndex], (videoType == VideoType_Camera));
            saveFile->open(fileName);
            if (saveFile->getIsOk()) {
                isRecord = true;
                emit recorderStateChanged(RecorderState_Recording, fileName);
            }
        }
    }
#endif
}

void FFmpegThread::recordPause()
{
#ifdef videosave
    AbstractVideoThread::recordPause();
    if ((saveVideoType > 1) && !onlyAudio) {
        if (saveFile->getIsOk()) {
            isRecord = false;
            saveFile->pause();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Paused, fileName);
        }
    }
#endif
}

void FFmpegThread::recordStop()
{
#ifdef videosave
    AbstractVideoThread::recordStop();
    if ((saveVideoType > 1) && !onlyAudio) {
        if (saveFile->getIsOk()) {
            isRecord = false;
            saveFile->stop();
            //执行过转换合并的不用再发信号
            if (!saveFile->isConvertMerge) {
                emit recorderStateChanged(RecorderState_Stopped, fileName);
            }
        }
    }
#endif
}

void FFmpegSave::save()
{
    //从队列中取出数据处理
    //qDebug() << TIMEMS << videoFrames.count() << videoPackets.count();
    if (videoFrames.count() > 0) {
        mutex.lock();
        AVFrame *frame = videoFrames.takeFirst();
        mutex.unlock();
        FFmpegHelper::encode(this, videoCodecCtx, videoPacket, frame, true);
        FFmpegHelper::freeFrame(frame);
    }

    if (videoPackets.count() > 0) {
        mutex.lock();
        AVPacket *packet = videoPackets.takeFirst();
        mutex.unlock();
        this->writePacket(packet);
        FFmpegHelper::freePacket(packet);
    }
}

void FFmpegSave::close()
{
    //写入过开始符才能写入文件结束符(没有这个判断会报错)
    if (packetCount > 0 && saveVideoType == SaveVideoType_Mp4) {
        av_write_trailer(formatCtx);
    }

    //清空队列中的数据
    foreach (AVFrame *frame, videoFrames) {
        FFmpegHelper::freeFrame(frame);
    }

    foreach (AVPacket *packet, videoPackets) {
        FFmpegHelper::freePacket(packet);
    }

    packetCount = 0;
    videoFrames.clear();
    videoPackets.clear();

    //释放临时数据包
    if (videoPacket) {
        FFmpegHelper::freePacket(videoPacket);
        videoPacket = NULL;
    }

    //关闭编码器上下文并释放对象
    if (videoCodecCtx) {
        avcodec_free_context(&videoCodecCtx);
        videoCodec = NULL;
        videoCodecCtx = NULL;
    }

    //关闭文件流并释放对象
    if (formatCtx) {
        avio_close(formatCtx->pb);
        avformat_free_context(formatCtx);
        formatCtx = NULL;
        videoStreamOut = NULL;
        videoStreamIn = NULL;
    }

    //执行转换合并音频文件到一个文件
    isConvertMerge = false;
    if (convertMerge) {
        if (saveVideoType == SaveVideoType_H264) {
            isConvertMerge = FFmpegRun::aacAndH264ToMp4(fileName);
        } else if (saveVideoType == SaveVideoType_Mp4) {
            isConvertMerge = FFmpegRun::aacAndMp4ToMp4(fileName);
        }
    }
}

void FFmpegSave::setPara(const SaveVideoType &saveVideoType, int videoWidth, int videoHeight, int frameRate, AVStream *videoStreamIn, bool camera)
{
    this->saveVideoType = saveVideoType;
    this->videoWidth = videoWidth;
    this->videoHeight = videoHeight;
    if (camera) {
        this->frameRate = frameRate > 15 ? 16.621 : frameRate;
    } else {
        this->frameRate = frameRate > 25 ? 25 : frameRate;
    }
    this->videoStreamIn = videoStreamIn;
}

void FFmpegSave::writeVideo(AVFrame *frame)
{
    //没打开或者暂停阶段不处理
    if (!isOk || isPause) {
        return;
    }

    //可以直接写入到文件也可以排队处理
    if (directSave) {
        FFmpegHelper::encode(this, videoCodecCtx, videoPacket, frame, true);
    } else {
        mutex.lock();
        videoFrames << av_frame_clone(frame);
        mutex.unlock();
    }
}

void FFmpegSave::writeVideo(AVPacket *packet)
{
    //没打开或者暂停阶段不处理
    if (!isOk || isPause) {
        return;
    }

    //可以直接写入到文件也可以排队处理
    if (directSave) {
        this->writePacket(packet);
    } else {
        mutex.lock();
        videoPackets << FFmpegHelper::creatPacket(packet);
        mutex.unlock();
    }
}

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）。