RTSP 和 RTMP通过ffmpeg实现将本地摄像头推流到RTSP服务器

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2024-02-21 11:51 205阅读 0赞

#### 一、流媒体：RTSP 和RTMP ####

1、RTSP 和 RTMP的工作原理  
1）RTSP工作原理  
用户设备向视频流平台发送 RTSP 请求

视频流平台返回可以操作的请求列表，比如播放、暂停等

用户设备向视频流平台发送具体的请求，比如播放

视频流平台解析请求并调用指定机制启动视频流处理

由于 RTSP 依赖于专用服务器，并且依赖于 RTP（底层用到了UDP），因此该协议不支持加密视频内容或重传丢失的数据包。

这里解释一下RTSP中是如何用到UDP和TCP的：

RTP协议，英文全称：Real-time Transport Protocol，中文就是实时传输协议，它的底层其实就是UDP，这样一来就可以实现低延迟。

除了RTP协议，为确保流畅和一致的流传输，RTSP 还使用另外两种网络通信协议：

TCP 收发控制命令（例如播放或停止请求）：TCP可靠传输，比如用户按下播放或者停止播放的时候，这个是个准确的请求，这个需要保证可靠性，这个时候TCP作用就体现了。  
UDP传送音频、视频和数据：UDP是低延迟的协议，那么用于传送音频、视频和数据可以达到非常高效的效果。  
这里可以通过开源的rtsp服务器可以简单理解：TCP监听端口为8554，UDP监听端口为8000

###### 2）RTMP工作原理 ######

1.  摄像头捕获视频
2.  通过编码器将视频流传输到**视频平台服务器**
3.  视频平台处理视频流
4.  通过**CDN分发到离用户最近的服务器**上
5.  最后视频流就能成功的到达用户设备
    
    在视频从摄像头到服务器的过程中，RTMP将大量数据分割成小块并跨多个虚拟通道传输（内容分发网络CDN），在视频源和 RTMP 服务器之间提供了稳定和流畅的视频流。
    
    2、RTSP 和 RTMP的优缺点  
    1）RTSP的优缺点  
    RTSP的优点：
    
    1、轻松自定义流：可以通过结合不同的协议来开发自己的视频流解决方案。
    
    2、分段流式传输：RTSP 流使观看者能够在下载完成之前访问的视频内容，而不必下载完整的视频以流式传输内容。
    
    RTSP的缺点：
    
    1、与 HTTP不兼容：没有简单的解决方案可以在 Web 浏览器中播放 RTSP流，因为 RTSP 旨在通过私有网络流式传输视频，必须借用额外软件。
    
    2、使用率低：由于视频播放器和流媒体服务并未广泛支持 RTSP 流媒体，因为使用率比较低。
    
    2）RTMP的优缺点  
    RTMP的优点：
    
    1、低延迟：RTMP使用独占的 1935 端口，无需缓冲，可以实现低延迟。
    
    2、适应性强：所有 RTMP 服务器都可以录制直播媒体流，同时还允许观众跳过部分广播并在直播开始后加入直播流。
    
    3、灵活性：RTMP 支持整合文本、视频和音频，支持 MP3 和 AAC 音频流，也支持MP4、FLV 和 F4V 视频。
    
    RTMP的缺点：
    
    1、HTML5 不支持：标准HTML5 播放器不支持 RTMP 流。
    
    2、容易受到带宽问题的影响：RTMP 流经常会出现低带宽问题，造成视频中断。
    
    3、HTTP 不兼容：无法通过 HTTP 流式传输 RTMP，必须需要实现一个特殊的服务器，并使用第三方内容交付网络或使用流媒体视频平台。
    
    3）RTSP和RTMP的比较  
    RTMP 和 RTSP协议 都是流媒体协议：
    
    RTMP（Real Time Message Protocol 实时消息传递协议） 有 Adobe 公司提出，用来解决多媒体数据传输流的多路复用（Multiplexing）和分包（packetizing）的问题，优势在于低延迟，稳定性高，支持所有摄像头格式，浏览器加载 flash插件就可以直接播放。  
    RTSP （Real-Time Stream Protocol 实时流协议）由Real Networks 和 Netscape共同提出的，基于文本的多媒体播放控制协议。RTSP定义流格式，流数据经由RTP传输；RTSP实时效果非常好，适合视频聊天，视频监控等方向。  
    RTMP 和 RTSP协议 的区别：
    
    RTSP虽然实时性最好，但是实现复杂，适合视频聊天和视频监控；
    
    RTMP强在浏览器支持好，加载flash插件后就能直接播放，所以非常火，相反在浏览器里播放rtsp就很困难了。
    
    3、RTSP和RTMP如何选择  
    IP 摄像机选择RTSP：几乎所有 IP 摄像机都支持 RTSP，这是因为 IP 摄像机早在 RTMP 协议创建之前就已经存在，与 RTSP 和 IP 摄像机结合使用时，IP 摄像机本身充当 RTSP 服务器，这意味着要将摄像机连接到 IP 摄像机服务器并广播视频。
    
    物联网设备选择RTSP：RTSP 通常内置在无人机或物联网软件中，从而可以访问视频源，它的好处之一是低延迟，确保视频中没有延迟，这对于无人机来说至关重要。
    
    流媒体应用程序选择RTMP：比如各种短视频软件、视频直播软件等都内置了RTMP，RTMP 是为满足现代流媒体需求而设计的。
    
    4、如何在浏览器上播放RTSP  
    直播的协议有：rtmp, http, rtsp等等。最常用的有二种：http, rtmp，当使用http协议的时候视频格式需要是m3u8或flv，下面作详细说明各种环境的优缺点。首先，rtsp不能使用于网页环境（包含PC端和移动端），那么直播只能选择rtmp或http。
    
    rtmp协议只支持flashplayer，也就是只能在PC端（或安卓环境中安装了flashplayer组件，这种环境比较少）安装了flashplayer的情况下使用。按现在的趋势，flashplayer是要逐渐被淘汰掉的。当然，在中国还会存在相对长时间。
    
    http协议的直播分二种格式，m3u8和flv。flv是一种即将被淘汰的直播格式。用来做直播已显的力不从心了。所以综合考虑，m3u8相对的比较好点，优点是支持移动端，并且支持PC端上安装了flashplayer的环境。缺点就如同rtmp一样。flashplayer并不是未来的发展趋势。另外一个缺点就是m3u8是有延迟的。并不能实时，实时传输方面不如rtmp协议。因为 m3u8的直播原理是将直播源不停的压缩成指定时长的ts文件（比如9秒，10秒一个ts文件）并同时实时更新m3u8文件里的列表以达到直播的效果。这样就会有一个至少9,10秒的时间延迟。如果压缩的过小，可能导致客户端网络原因致视频变卡。
    
    实现rtsp转http并使用m3u8格式进行直播 可以参考RTSP Webcam to HLS Live Streaming using FFMPEG and XAMPP | PART 1
    
    具体过程：外接支持rtsp的webcam；使用ffplay命令来播放rtsp流，可以根据参数将实时视频写入到指定文件夹中（分段写入）；xampp开启apache（开启80端口），可以让页面通过保存的m3u8文件实时访问webcam的监控界面。
    
    二、ffmpeg将本地摄像头推流到RTSP服务器  
    ![e9f53615853b4956934aad40d8f4309d.png][]
    
    2）RTMP工作原理  
    摄像头捕获视频
    
    通过编码器将视频流传输到视频平台服务器
    
    视频平台处理视频流
    
    通过CDN分发到离用户最近的服务器上
    
    最后视频流就能成功的到达用户设备
    
      
    在视频从摄像头到服务器的过程中，RTMP将大量数据分割成小块并跨多个虚拟通道传输（内容分发网络CDN），在视频源和 RTMP 服务器之间提供了稳定和流畅的视频流。
    
    2、RTSP 和 RTMP的优缺点  
    1）RTSP的优缺点  
    RTSP的优点：
    
    1、轻松自定义流：可以通过结合不同的协议来开发自己的视频流解决方案。
    
    2、分段流式传输：RTSP 流使观看者能够在下载完成之前访问的视频内容，而不必下载完整的视频以流式传输内容。
    
    RTSP的缺点：
    
    1、与 HTTP不兼容：没有简单的解决方案可以在 Web 浏览器中播放 RTSP流，因为 RTSP 旨在通过私有网络流式传输视频，必须借用额外软件。
    
    2、使用率低：由于视频播放器和流媒体服务并未广泛支持 RTSP 流媒体，因为使用率比较低。
    
    2）RTMP的优缺点  
    RTMP的优点：
    
    1、低延迟：RTMP使用独占的 1935 端口，无需缓冲，可以实现低延迟。
    
    2、适应性强：所有 RTMP 服务器都可以录制直播媒体流，同时还允许观众跳过部分广播并在直播开始后加入直播流。
    
    3、灵活性：RTMP 支持整合文本、视频和音频，支持 MP3 和 AAC 音频流，也支持MP4、FLV 和 F4V 视频。
    
    RTMP的缺点：
    
    1、HTML5 不支持：标准HTML5 播放器不支持 RTMP 流。
    
    2、容易受到带宽问题的影响：RTMP 流经常会出现低带宽问题，造成视频中断。
    
    3、HTTP 不兼容：无法通过 HTTP 流式传输 RTMP，必须需要实现一个特殊的服务器，并使用第三方内容交付网络或使用流媒体视频平台。
    
    3）RTSP和RTMP的比较  
    RTMP 和 RTSP协议 都是流媒体协议：
    
    RTMP（Real Time Message Protocol 实时消息传递协议） 有 Adobe 公司提出，用来解决多媒体数据传输流的多路复用（Multiplexing）和分包（packetizing）的问题，优势在于低延迟，稳定性高，支持所有摄像头格式，浏览器加载 flash插件就可以直接播放。  
    RTSP （Real-Time Stream Protocol 实时流协议）由Real Networks 和 Netscape共同提出的，基于文本的多媒体播放控制协议。RTSP定义流格式，流数据经由RTP传输；RTSP实时效果非常好，适合视频聊天，视频监控等方向。  
    RTMP 和 RTSP协议 的区别：
    
    RTSP虽然实时性最好，但是实现复杂，适合视频聊天和视频监控；
    
    RTMP强在浏览器支持好，加载flash插件后就能直接播放，所以非常火，相反在浏览器里播放rtsp就很困难了。
    
    3、RTSP和RTMP如何选择  
    IP 摄像机选择RTSP：几乎所有 IP 摄像机都支持 RTSP，这是因为 IP 摄像机早在 RTMP 协议创建之前就已经存在，与 RTSP 和 IP 摄像机结合使用时，IP 摄像机本身充当 RTSP 服务器，这意味着要将摄像机连接到 IP 摄像机服务器并广播视频。
    
    物联网设备选择RTSP：RTSP 通常内置在无人机或物联网软件中，从而可以访问视频源，它的好处之一是低延迟，确保视频中没有延迟，这对于无人机来说至关重要。
    
    流媒体应用程序选择RTMP：比如各种短视频软件、视频直播软件等都内置了RTMP，RTMP 是为满足现代流媒体需求而设计的。
    
    4、如何在浏览器上播放RTSP  
    直播的协议有：rtmp, http, rtsp等等。最常用的有二种：http, rtmp，当使用http协议的时候视频格式需要是m3u8或flv，下面作详细说明各种环境的优缺点。首先，rtsp不能使用于网页环境（包含PC端和移动端），那么直播只能选择rtmp或http。
    
    rtmp协议只支持flashplayer，也就是只能在PC端（或安卓环境中安装了flashplayer组件，这种环境比较少）安装了flashplayer的情况下使用。按现在的趋势，flashplayer是要逐渐被淘汰掉的。当然，在中国还会存在相对长时间。
    
    http协议的直播分二种格式，m3u8和flv。flv是一种即将被淘汰的直播格式。用来做直播已显的力不从心了。所以综合考虑，m3u8相对的比较好点，优点是支持移动端，并且支持PC端上安装了flashplayer的环境。缺点就如同rtmp一样。flashplayer并不是未来的发展趋势。另外一个缺点就是m3u8是有延迟的。并不能实时，实时传输方面不如rtmp协议。因为 m3u8的直播原理是将直播源不停的压缩成指定时长的ts文件（比如9秒，10秒一个ts文件）并同时实时更新m3u8文件里的列表以达到直播的效果。这样就会有一个至少9,10秒的时间延迟。如果压缩的过小，可能导致客户端网络原因致视频变卡。
    
    实现rtsp转http并使用m3u8格式进行直播 可以参考RTSP Webcam to HLS Live Streaming using FFMPEG and XAMPP | PART 1
    
    具体过程：外接支持rtsp的webcam；使用ffplay命令来播放rtsp流，可以根据参数将实时视频写入到指定文件夹中（分段写入）；xampp开启apache（开启80端口），可以让页面通过保存的m3u8文件实时访问webcam的监控界面。
    
    二、ffmpeg将本地摄像头推流到RTSP服务器
    
    Note：ffmpeg将本地摄像头推流到rtsp的8554端口上（rtsp-simple-server在处理rtsp时，监听的是8554端口，指定其他端口ffmpeg推流会失败)
    
    1、安装ffmpeg和rtsp-simple-server  
    大致实现过程：使用rtsp-simple-server作为中转服务器，用于ffmpeg（写客户端）推流，后台服务（读客户端）拉流
    
    1）windows安装rtsp-simple-server和ffmpeg  
    参考windows环境下，搭建RTSP视频推流服务器即可（记得修改rtsp-simple-server.yml配置文件中的ip地址）
    
    2）linux安装rtsp-simple-server和ffmpeg  
    安装rtsp-simple-server\_v0.20.2\_linux\_amd64.tar.gz（这里以x86 CPU为例），解压后修改rtsp-simple-server.yml配置文件中的ip地址（vim替换命令为%s:/127.0.0.1/192.168.132.100/g），执行./rtsp-simple-server即可启动rtsp服务器。
    
    如果要想在后台启动rtsp服务器，执行如下命令
    
    nohup ./rtsp-simple-server >> rtsp\_server.log 2>&1 & \#非挂起启动命令
    
    tail rtsp\_server.log \#查看rtsp-simple-server启动日志文件
    
    ps -aux | grep rtsp\_simple\_server \#查看rtsp-simple-server进程  
    dpf 2116 0.0 0.0 13140 1016 pts/0 S+ 04:54 0:00 grep --color=auto rtsp\_simple\_server  
      
    ffmpeg安装，解压后执行./ffmpeg即可使用ffmpeg，参考在linux下使用ffmpeg方法
    
    Note：在linux中关于tar.gz，xz，tar的解压操作请自行上网查阅。
    
    2、将本地摄像头推流到RTSP服务器  
    大致实现过程：使用rtsp-simple-server作为中转服务器，用于ffmpeg（写客户端）推流，后台服务（读客户端）拉流
    
    这里以windows系统作为演示，先解压rtsp-simple-server\_v0.19.1\_windows\_amd64.zip，打开rtsp-simple-server.exe监听RTSP下TCP的8554端口，然后通过ffmpeg将指定摄像头采集到的图像帧向该端口进行推流（即多个客户端与服务器端的socket通信）
    
    1）写客户端：ffmpeg  
    ffmpeg推流视频文件到指定ip + 端口上（-stream\_loop -1）：
    
    ffmpeg -re -stream\_loop -1 -i 你视频的文件名 -c copy -f rtsp rtsp://127.0.0.1:8554/videoFile\_test  
    1  
    ffmpeg将本地摄像头的视频流推送到指定ip + 端口上，则需要
    
    //获取本地摄像头名称  
    ffmpeg -list\_devices true -f dshow -i dummy
    
    //ffmpeg向指定端口推流（我的是Integrated Camera）  
    ffmpeg -f dshow -i video="自己的摄像头驱动名称" -vcodec libx264 -preset:v ultrafast -tune:v zerolatency -rtsp\_transport tcp -f rtsp rtsp://127.0.0.1:8554/camera\_test  
    //libx264编码  
    ffmpeg -f dshow -i video="Integrated Camera" -vcodec libx264 -preset:v ultrafast -tune:v zerolatency -rtsp\_transport tcp -f rtsp rtsp://127.0.0.1:8554/camera\_test  
    ）服务器端：RTSP服务器  
    初启动效果如下：  
    ![244aeba05917474ab7473921f3b4484b.png][]
    
    ###### 3）读客户端：读客户端可以通过两种方式来实现 ######
6.  安装VLC，选择流数据播放模式，输入`rtsp://127.0.0.1:8554/camera_test`，`rtsp://127.0.0.1:8554/videoFile_test`即可播放；
7.  亦或者使用如下python代码：
8.      import cv2
        
        def capture_video(rtsp_path):
            name = rtsp_path.split("/")[-1]
            capture = cv2.VideoCapture(rtsp_path)
            while capture.isOpened():
                ret, frame = capture.read()
                if not ret:
                    break
                cv2.imshow(name, frame)
                if cv2.waitKey(50) == 27:
                    break
        
        if __name__ == '__main__':
            # rtsp_paths = ['rtsp://127.0.0.1:8554/videoFile_test','rtsp://127.0.0.1:8554/camera_test']
            rtsp_paths = ['rtsp://127.0.0.1:8554/videoFile_test']
            for rtsp_path in rtsp_paths:
                capture_video(rtsp_path)
        
            cv2.waitKey(0)
            cv2.destroyAllWindows()
    
    此时会出现**两个`createby`和`reading`，即开启两个进程进行视频流的读取**  
    ![在这里插入图片描述][4cc84ad753de4bc09a2d014e704f0d16.png_pic_center]

[e9f53615853b4956934aad40d8f4309d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/151914572ff54389acc9046161f08611.png
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[4cc84ad753de4bc09a2d014e704f0d16.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/21/b4b6ad6e54ea40159539c3629c84cd07.png