javacv-音视频和图像处理

冷不防 2023-02-16 14:29 116阅读 0赞

# 前言 #

javacv对ffmpeg、opencv等c/c++库（具体哪些库参考[源码地址][Link 1]）进行了封装，提供了友好的基于java的访问接口。下面来看下这些接口：

# Frame 数据帧 #

对音频帧、视频帧和数据帧的抽象，有三种类型的数据帧：

public static enum Type {
        VIDEO,
        AUDIO,
        DATA
    }

Frame是音视频数据的容器，可以通过`FrameConverter<F>`转换到其他平台的数据结构类。

# FrameConverter 帧转换器 #

帧数据转换器，用于各种平台数据类之间的转换。它的实现有：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可以转成Android的Bitmap、Java的BufferedImage、JavaFX的Image、OpenCV的IplImage&Mat&org.opencv.core.Mat等。可以看出这个库可用于Android和Java两个平台。

# FrameGrabber 帧抓取器 #

帧抓取器从从音视频源中抓取帧（视频帧，音频帧，数据帧等）数据，是数据提取过程。它的实现根据平台的不同也是多种多样，版本1.5.3如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
根据具体场景（设备，文件，流等）的不同，可以选择最合适的帧抓取器。

常用的模版代码是一个循环不断拉取帧，然后进行处理，下面展示用ffmpeg帧抓取器获取视频文件的代码如下：

public static <T> List<T> videoFrameMap(String videoFile, BiFunction<Integer, Frame, T> f) {
            return Try.ofCallable(new Callable<List<T>>() {
                @Override
                public List<T> call() throws Exception {
                    FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(new File(videoFile));
                    grabber.start();
                    int frameCount = grabber.getLengthInVideoFrames();
                    List<T> res = new ArrayList<>();
                    int i = 0;
                    while (i < frameCount) {
                        Frame frame = grabber.grabImage();
                        if (frame != null) {
                            res.add(f.apply(i, frame.clone()));
                        }
                        ++i;
                    }
                    grabber.stop();
                    return res;
                }
            }).get();
        }

# FrameRecorder 帧记录器 #

帧记录器把帧数据记录到文件和流中。版本1.5.3的实现有两个：  
![在这里插入图片描述][20200612094513117.png]  
下面演示从一个视频文件中读取视频流，然后进行灰度处理，最后推到rtmp服务器上：

public static void videoFrameRedirect(String src, String dst, Function<Frame, Frame> f) {
            Try.ofCallable(new Callable<Object>() {
                @Override
                public Object call() throws Exception {
                    FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(src);//使用ffmpeg抓取器
                    grabber.start();//开启抓取器
    
                    int width = grabber.getImageWidth();
                    int height = grabber.getImageHeight();
    
                    FrameRecorder recorder = FrameRecorder.createDefault(dst, width, height);
                    //设置视频编码和格式
                    recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264); // avcodec.AV_CODEC_ID_H264，编码
                    recorder.setFormat("flv");//封装格式，如果是推送到rtmp就必须是flv封装格式
                    recorder.setFrameRate(grabber.getFrameRate());
    
                    recorder.start();//开启记录器
    
                    while (true) {
                        Frame frame = grabber.grabImage();
                        if (frame == null) {
                            break;
                        }
                        System.err.println(frame.timestamp);
                        recorder.setTimestamp(frame.timestamp);
                        //进行图片处理
                        if (f != null) {
                            frame = f.apply(frame);
                        }
                        recorder.record(frame);
                    }
    
                    recorder.stop();
                    recorder.release();
                    grabber.stop();
                    grabber.release();
                    return null;
                }
            }).get();
        }

使用groovy测试：

import org.bytedeco.javacv.Frame
    import org.bytedeco.javacv.Java2DFrameUtils
    import org.bytedeco.opencv.opencv_core.Mat
    
    import static org.bytedeco.opencv.global.opencv_imgproc.COLOR_BGR2GRAY
    import static org.bytedeco.opencv.global.opencv_imgproc.cvtColor
    
    void testVideoRedirect() {
            VideoFrameRedirect.videoFrameRedirect("D:\\pet.mp4", "rtmp://localhost:1935/live/abc", new Function<Frame, Frame>() {
                @Override
                Frame apply(Frame frame) {
                    Mat dst = new Mat()
                    cvtColor(Java2DFrameUtils.toMat(frame), dst, COLOR_BGR2GRAY)
                    return Java2DFrameUtils.toFrame(dst)
                }
            })
        }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NzZWhz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

[Link 1]: https://github.com/bytedeco/javacv
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