Java使用FFmpeg处理视频文件指南

Java使用FFmpeg处理视频文件指南

本文主要讲述如何使用Java + FFmpeg实现对视频文件的信息提取、码率压缩、分辨率转换等功能;

之前在网上浏览了一大圈Java使用FFmpeg处理音视频的文章,大多都讲的比较简单,楼主在实操过程中踩了很多坑也填了很多坑,希望这份详细的踩坑&填坑指南能帮助到大家;

1. 什么是FFmpeg

点我了解

2. 开发前准备

在使用Java调用FFmpeg处理音视频之前,需要先安装FFmpeg,安装方法分为两种:

  • 引入封装了FFmpeg的开源框架
  • 在系统中手动安装FFmpeg

2.1 引入封装了FFmpeg的开源框架

JAVE.jar(官网点我) 是一个封装了FFmpeg的Java框架,在项目中能直接调用它的API来处理音视频文件;

优点:使用方便,直接在项目中引入JAVE.jar即可处理媒体文件,且开发完成后可以随工程一起打包发布,不需要在目标运行环境内手动安装FFmpeg相关的类库

缺点:JAVE.jar最后一次更新是2009年,其封装的FFmpeg版本是09年或更早前的版本,比较老旧,无法使用一些新特性
(当然也可以看看有没有其他比较新的封装了FFmpeg的框架)

Maven坐标如下:

<dependency>
    <groupId>org.ffmpeg</groupId>
    <artifactId>sdk</artifactId>
    <version>1.0.2</version>
</dependency>

2.2 在系统中手动安装FFmpeg

在运行环境中手动安装FFmpeg稍微有一些麻烦,可以百度 windows/mac安装FFmpeg 这样的关键字,根据网上的安装教程将FFmpeg安装到系统中;

懒人链接:Windows安装教程 Mac安装教程

优点:可以直接调用FFmpeg的相关API处理音视频,FFmpeg版本可控

缺点:手动安装较为麻烦,开发环境与目标运行环境都需要先安装好FFmpeg

3. 使用FFmpeg处理音视频

使用JAVE.jar进行开发与直接使用FFmpeg开发的代码有一些不同,这里以直接使用FFmpeg进行开发的代码进行讲解(开发环境MacOS);(使用JAVE的代码、直接使用FFmpeg的代码都会附在文末供大家下载参考)

通过MediaUtil.java类及其依赖的类,你将可以实现:

  • 解析源视频的基本信息,包括视频格式、时长、码率等;
  • 解析音频、图片的基本信息;
  • 将源视频转换成不同分辨率、不同码率、带或不带音频的新视频;
  • 抽取源视频中指定时间点的帧画面,来生成一张静态图;
  • 抽取源视频中指定时间段的帧画面,来生成一个GIF动态图;
  • 截取源视频中的一段来形成一个新视频;
  • 抽取源视频中的音频信息,生成单独的MP3文件;
  • 对音视频等媒体文件执行自定义的FFmpeg命令;

3.1 代码结构梳理

MediaUtil.java是整个解析程序中的核心类,封装了各种常用的解析方法供外部调用;

MetaInfo.java定义了多媒体数据共有的一些属性,VideoMetaInfo.java MusicMetaInfo.java ImageMetaInfo.java都继承自MetaInfo.java,分别定义了视频、音频、图片数据相关的一些属性;

AnimatedGifEncoder.java LZWEncoder.java NeuQuant.java在抽取视频帧数、制作GIF动态图的时候会使用到;

CrfValueEnum.java 定义了三种常用的FFmpeg压缩视频时使用到的crf值,PresetVauleEnum.java定义了FFmpeg压缩视频时常用的几种压缩速率值;

有关crf、preset的延伸阅读点我

3.2 MediaUtil.java主程序类解析

3.2.1 使用前需要注意的几点

  1. 指定正确的FFmpeg程序执行路径

    MacOS安装好FFmpeg后,可以在控制台中通过which ffmpeg命令获取FFmpeg程序的执行路径,在调用MediaUtil.java前先通过其 setFFmpegPath() 方法设置好FFmpeg程序在系统中的执行路径,然后才能顺利调用到FFmpeg去解析音视频;

    Windows系统下该路径理论上应设置为:FFmpeg可执行程序在系统中的绝对路径(实际情况有待大家补充)
  2. 指定解析音视频信息时需要的正则表达式

    因项目需要解析后缀格式为 .MP4 .WMV .AAC 的视频和音频文件,所以我研究了JAVE.jar底层调用FFmpeg时的解析逻辑后,在MediaUtil.java中设置好了匹配这三种格式的正则表达式供解析时使用(参考程序中的 durationRegex videoStreamRegex musicStreamRegex 这三个表达式值);

    注意:如果你需要解析其他后缀格式如 .MKV .MP3 这样的媒体文件时,你很可能需要根据实际情况修改durationRegex videoStreamRegex musicStreamRegex 这三个正则表达式的值,否则可能无法解析出正确的信息;
  3. 程序中的很多默认值你可以根据实际需要修改,比如视频帧抽取的默认宽度或高度值、时长等等;

3.2.2 MediaUtil.java代码

package media;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import media.domain.ImageMetaInfo;
import media.domain.MusicMetaInfo;
import media.domain.VideoMetaInfo;
import media.domain.gif.AnimatedGifEncoder;
import org.apache.commons.collections4.CollectionUtils;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.*;
import java.sql.Time;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

/**
 * 基于FFmpeg内核来编解码音视频信息;
 * 使用前需手动在运行环境中安装FFmpeg运行程序,然后正确设置FFmpeg运行路径后MediaUtil.java才能正常调用到FFmpeg程序去处理音视频;
 *
 * Author: dreamer-1
 * 
 * version: 1.0
 *
 */
@Slf4j
public class MediaUtil {

    /**
     * 可以处理的视频格式
     */
	public final static String[] VIDEO_TYPE = { "MP4", "WMV" };
    /**
     * 可以处理的图片格式
     */
	public final static String[] IMAGE_TYPE = { "JPG", "JPEG", "PNG", "GIF" };
    /**
     * 可以处理的音频格式
     */
    public final static String[] AUDIO_TYPE = { "AAC" };

    /**
     * 视频帧抽取时的默认时间点,第10s(秒)
     * (Time类构造参数的单位:ms)
     */
	private static final Time DEFAULT_TIME = new Time(0, 0, 10);
    /**
     * 视频帧抽取的默认宽度值,单位:px
     */
	private static int DEFAULT_WIDTH = 320;
    /**
     * 视频帧抽取的默认时长,单位:s(秒)
     */
	private static int DEFAULT_TIME_LENGTH = 10;
    /**
     * 抽取多张视频帧以合成gif动图时,gif的播放速度
     */
    private static int DEFAULT_GIF_PLAYTIME = 110;
    /**
     * FFmpeg程序执行路径
     * 当前系统安装好ffmpeg程序并配置好相应的环境变量后,值为ffmpeg可执行程序文件在实际系统中的绝对路径
     */
	private static String FFMPEG_PATH = "/usr/bin/ffmpeg"; // /usr/bin/ffmpeg


    /**
     * 视频时长正则匹配式
     * 用于解析视频及音频的时长等信息时使用;
     *
     * (.*?)表示:匹配任何除\r\n之外的任何0或多个字符,非贪婪模式
     *
     */
	private static String durationRegex = "Duration: (\\d*?):(\\d*?):(\\d*?)\\.(\\d*?), start: (.*?), bitrate: (\\d*) kb\\/s.*";
    private static Pattern durationPattern;
	/**
     * 视频流信息正则匹配式
     * 用于解析视频详细信息时使用;
     */
	private static String videoStreamRegex = "Stream #\\d:\\d[\\(]??\\S*[\\)]??: Video: (\\S*\\S$?)[^\\,]*, (.*?), (\\d*)x(\\d*)[^\\,]*, (\\d*) kb\\/s, (\\d*[\\.]??\\d*) fps";
    private static Pattern videoStreamPattern;
	/**
     * 音频流信息正则匹配式
     * 用于解析音频详细信息时使用;
     */
	private static String musicStreamRegex = "Stream #\\d:\\d[\\(]??\\S*[\\)]??: Audio: (\\S*\\S$?)(.*), (.*?) Hz, (.*?), (.*?), (\\d*) kb\\/s";;
	private static Pattern musicStreamPattern;

    /**
     * 静态初始化时先加载好用于音视频解析的正则匹配式
     */
	static {
        durationPattern = Pattern.compile(durationRegex);
        videoStreamPattern = Pattern.compile(videoStreamRegex);
        musicStreamPattern = Pattern.compile(musicStreamRegex);
    }

	/**
	 * 获取当前多媒体处理工具内的ffmpeg的执行路径
	 * @return
	 */
	public static String getFFmpegPath() {
		return FFMPEG_PATH;
	}

    /**
     * 设置当前多媒体工具内的ffmpeg的执行路径
     * @param ffmpeg_path ffmpeg可执行程序在实际系统中的绝对路径
     * @return
     */
	public static boolean setFFmpegPath(String ffmpeg_path) {
	    if (StringUtils.isBlank(ffmpeg_path)) {
	        log.error("--- 设置ffmpeg执行路径失败,因为传入的ffmpeg可执行程序路径为空! ---");
	        return false;
        }
        File ffmpegFile = new File(ffmpeg_path);
        if (!ffmpegFile.exists()) {
            log.error("--- 设置ffmpeg执行路径失败,因为传入的ffmpeg可执行程序路径下的ffmpeg文件不存在! ---");
            return false;
        }
	    FFMPEG_PATH = ffmpeg_path;
        log.info("--- 设置ffmpeg执行路径成功 --- 当前ffmpeg可执行程序路径为: " + ffmpeg_path);
	    return true;
    }

    /**
     * 测试当前多媒体工具是否可以正常工作
     * @return
     */
    public static boolean isExecutable() {
        File ffmpegFile = new File(FFMPEG_PATH);
        if (!ffmpegFile.exists()) {
            log.error("--- 工作状态异常,因为传入的ffmpeg可执行程序路径下的ffmpeg文件不存在! ---");
            return false;
        }
        List<String> cmds = new ArrayList<>(1);
        cmds.add("-version");
        String ffmpegVersionStr = executeCommand(cmds);
        if (StringUtils.isBlank(ffmpegVersionStr)) {
            log.error("--- 工作状态异常,因为ffmpeg命令执行失败! ---");
            return false;
        }
        log.info("--- 工作状态正常 ---");
        return true;
    }


    /**
     * 执行FFmpeg命令
     * @param commonds 要执行的FFmpeg命令
     * @return FFmpeg程序在执行命令过程中产生的各信息,执行出错时返回null
     */
	public static String executeCommand(List<String> commonds) {
		if (CollectionUtils.isEmpty(commonds)) {
		    log.error("--- 指令执行失败,因为要执行的FFmpeg指令为空! ---");
		    return null;
		}
        LinkedList<String> ffmpegCmds = new LinkedList<>(commonds);
		ffmpegCmds.addFirst(FFMPEG_PATH); // 设置ffmpeg程序所在路径
        log.info("--- 待执行的FFmpeg指令为:---" + ffmpegCmds);

        Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
		Process ffmpeg = null;
		try {
		    // 执行ffmpeg指令
			ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder();
			builder.command(ffmpegCmds);
			ffmpeg = builder.start();
			log.info("--- 开始执行FFmpeg指令:--- 执行线程名:" + builder.toString());

            // 取出输出流和错误流的信息
            // 注意:必须要取出ffmpeg在执行命令过程中产生的输出信息,如果不取的话当输出流信息填满jvm存储输出留信息的缓冲区时,线程就回阻塞住
            PrintStream errorStream = new PrintStream(ffmpeg.getErrorStream());
            PrintStream inputStream = new PrintStream(ffmpeg.getInputStream());
            errorStream.start();
            inputStream.start();
            // 等待ffmpeg命令执行完
            ffmpeg.waitFor();

            // 获取执行结果字符串
            String result = errorStream.stringBuffer.append(inputStream.stringBuffer).toString();

			// 输出执行的命令信息
            String cmdStr = Arrays.toString(ffmpegCmds.toArray()).replace(",", "");
            String resultStr = StringUtils.isBlank(result) ? "【异常】" : "正常";
			log.info("--- 已执行的FFmepg命令: ---" + cmdStr + " 已执行完毕,执行结果: " + resultStr);
            return result;

		} catch (Exception e) {
			log.error("--- FFmpeg命令执行出错! --- 出错信息: " + e.getMessage());
			return null;

		} finally {
		    if (null != ffmpeg) {
                ProcessKiller ffmpegKiller = new ProcessKiller(ffmpeg);
                // JVM退出时,先通过钩子关闭FFmepg进程
                runtime.addShutdownHook(ffmpegKiller);
            }
        }
    }


    /**
     * 视频转换
     *
     * 注意指定视频分辨率时,宽度和高度必须同时有值;
     *
     * @param fileInput 源视频路径
     * @param fileOutPut 转换后的视频输出路径
     * @param withAudio 是否保留音频;true-保留,false-不保留
     * @param crf 指定视频的质量系数(值越小,视频质量越高,体积越大;该系数取值为0-51,直接影响视频码率大小),取值参考:CrfValueEnum.code
     * @param preset 指定视频的编码速率(速率越快压缩率越低),取值参考:PresetVauleEnum.presetValue
     * @param width 视频宽度;为空则保持源视频宽度
     * @param height 视频高度;为空则保持源视频高度
     */
    public static void convertVideo(File fileInput, File fileOutPut, boolean withAudio, Integer crf, String preset, Integer width, Integer height) {
        if (null == fileInput || !fileInput.exists()) {
            throw new RuntimeException("源视频文件不存在,请检查源视频路径");
        }
        if (null == fileOutPut) {
            throw new RuntimeException("转换后的视频路径为空,请检查转换后的视频存放路径是否正确");
        }

        if (!fileOutPut.exists()) {
            try {
                fileOutPut.createNewFile();
            } catch (IOException e) {
                log.error("视频转换时新建输出文件失败");
            }
        }

        String format = getFormat(fileInput);
        if (!isLegalFormat(format, VIDEO_TYPE)) {
            throw new RuntimeException("无法解析的视频格式:" + format);
        }

        List<String> commond = new ArrayList<String>();
        commond.add("-i");
        commond.add(fileInput.getAbsolutePath());
        if (!withAudio) { // 设置是否保留音频
            commond.add("-an");  // 去掉音频
        }
        if (null != width && width > 0 && null != height && height > 0) { // 设置分辨率
            commond.add("-s");
            String resolution = width.toString() + "x" + height.toString();
            commond.add(resolution);
        }

        commond.add("-vcodec"); // 指定输出视频文件时使用的编码器
        commond.add("libx264"); // 指定使用x264编码器
        commond.add("-preset"); // 当使用x264时需要带上该参数
        commond.add(preset); // 指定preset参数
        commond.add("-crf"); // 指定输出视频质量
        commond.add(crf.toString()); // 视频质量参数,值越小视频质量越高
        commond.add("-y"); // 当已存在输出文件时,不提示是否覆盖
        commond.add(fileOutPut.getAbsolutePath());

        executeCommand(commond);
    }


	/**
	 * 视频帧抽取
     * 默认抽取第10秒的帧画面
     * 抽取的帧图片默认宽度为300px
     *
     * 转换后的文件路径以.gif结尾时,默认截取从第10s开始,后10s以内的帧画面来生成gif
	 * 
	 * @param videoFile 源视频路径
	 * @param fileOutPut 转换后的文件路径
	 */
	public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut) {
		cutVideoFrame(videoFile, fileOutPut, DEFAULT_TIME);
	}

	/**
	 * 视频帧抽取(抽取指定时间点的帧画面)
     * 抽取的视频帧图片宽度默认为320px
     *
     * 转换后的文件路径以.gif结尾时,默认截取从指定时间点开始,后10s以内的帧画面来生成gif
	 * 
	 * @param videoFile 源视频路径
	 * @param fileOutPut 转换后的文件路径
	 * @param time 指定抽取视频帧的时间点(单位:s)
	 */
	public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut, Time time) {
		cutVideoFrame(videoFile, fileOutPut, time, DEFAULT_WIDTH);
	}

	/**
	 * 视频帧抽取(抽取指定时间点、指定宽度值的帧画面)
     * 只需指定视频帧的宽度,高度随宽度自动计算
     *
     * 转换后的文件路径以.gif结尾时,默认截取从指定时间点开始,后10s以内的帧画面来生成gif
	 * 
	 * @param videoFile 源视频路径
	 * @param fileOutPut 转换后的文件路径
	 * @param time 指定要抽取第几秒的视频帧(单位:s)
	 * @param width 抽取的视频帧图片的宽度(单位:px)
	 */
	public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut, Time time, int width) {
	    if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
	        throw new RuntimeException("源视频文件不存在,请检查源视频路径");
        }
        if (null == fileOutPut) {
            throw new RuntimeException("转换后的视频路径为空,请检查转换后的视频存放路径是否正确");
        }
		VideoMetaInfo info = getVideoMetaInfo(videoFile);
		if (null == info) {
			log.error("--- 未能解析源视频信息,视频帧抽取操作失败 --- 源视频: " + videoFile);
			return;
		}
		int height = width * info.getHeight() / info.getWidth(); // 根据宽度计算适合的高度,防止画面变形
		cutVideoFrame(videoFile, fileOutPut, time, width, height);
	}

	/**
	 * 视频帧抽取(抽取指定时间点、指定宽度值、指定高度值的帧画面)
     *
     * 转换后的文件路径以.gif结尾时,默认截取从指定时间点开始,后10s以内的帧画面来生成gif
	 * 
	 * @param videoFile 源视频路径
	 * @param fileOutPut 转换后的文件路径
	 * @param time 指定要抽取第几秒的视频帧(单位:s)
	 * @param width 抽取的视频帧图片的宽度(单位:px)
	 * @param height 抽取的视频帧图片的高度(单位:px)
	 */
	public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut, Time time, int width, int height) {
        if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
            throw new RuntimeException("源视频文件不存在,请检查源视频路径");
        }
        if (null == fileOutPut) {
            throw new RuntimeException("转换后的视频路径为空,请检查转换后的视频存放路径是否正确");
        }
		String format = getFormat(fileOutPut);
		if (!isLegalFormat(format, IMAGE_TYPE)) {
			throw new RuntimeException("无法生成指定格式的帧图片:" + format);
		}
		String fileOutPutPath = fileOutPut.getAbsolutePath();
		if (!"GIF".equals(StringUtils.upperCase(format))) {
		    // 输出路径不是以.gif结尾,抽取并生成一张静态图
			cutVideoFrame(videoFile, fileOutPutPath, time, width, height, 1, false);
		} else {
		    // 抽取并生成一个gif(gif由10张静态图构成)
			String path = fileOutPut.getParent();
			String name = fileOutPut.getName();
			// 创建临时文件存储多张静态图用于生成gif
			String tempPath = path + File.separator + System.currentTimeMillis() + "_" + name.substring(0, name.indexOf("."));
			File file = new File(tempPath);
			if (!file.exists()) {
				file.mkdir();
			}
			try {
				cutVideoFrame(videoFile, tempPath, time, width, height, DEFAULT_TIME_LENGTH, true);
				// 生成gif
				String images[] = file.list();
				for (int i = 0; i < images.length; i++) {
					images[i] = tempPath + File.separator + images[i];
				}
				createGifImage(images, fileOutPut.getAbsolutePath(), DEFAULT_GIF_PLAYTIME);
			} catch (Exception e) {
				log.error("--- 截取视频帧操作出错 --- 错误信息:" + e.getMessage());
			} finally {
			    // 删除用于生成gif的临时文件
				String images[] = file.list();
				for (int i = 0; i < images.length; i++) {
					File fileDelete = new File(tempPath + File.separator + images[i]);
					fileDelete.delete();
				}
				file.delete();
			}
		}
	}

    /**
     * 视频帧抽取(抽取指定时间点、指定宽度值、指定高度值、指定时长、指定单张/多张的帧画面)
     *
     * @param videoFile 源视频
     * @param path 转换后的文件输出路径
     * @param time 开始截取视频帧的时间点(单位:s)
     * @param width 截取的视频帧图片的宽度(单位:px)
     * @param height 截取的视频帧图片的高度(单位:px,需要大于20)
     * @param timeLength 截取的视频帧的时长(从time开始算,单位:s,需小于源视频的最大时长)
     * @param isContinuty false - 静态图(只截取time时间点的那一帧图片),true - 动态图(截取从time时间点开始,timelength这段时间内的多张帧图)
     */
    private static void cutVideoFrame(File videoFile, String path, Time time, int width, int height, int timeLength, boolean isContinuty) {
        if (videoFile == null || !videoFile.exists()) {
            throw new RuntimeException("源视频文件不存在,源视频路径: ");
        }
        if (null == path) {
            throw new RuntimeException("转换后的文件路径为空,请检查转换后的文件存放路径是否正确");
        }
        VideoMetaInfo info = getVideoMetaInfo(videoFile);
        if (null == info) {
            throw new RuntimeException("未解析到视频信息");
        }
        if (time.getTime() + timeLength > info.getDuration()) {
            throw new RuntimeException("开始截取视频帧的时间点不合法:" + time.toString() + ",因为截取时间点晚于视频的最后时间点");
        }
        if (width <= 20 || height <= 20) {
            throw new RuntimeException("截取的视频帧图片的宽度或高度不合法,宽高值必须大于20");
        }
        try {
            List<String> commond = new ArrayList<String>();
            commond.add("-ss");
            commond.add(time.toString());
            if (isContinuty) {
                commond.add("-t");
                commond.add(timeLength + "");
            } else {
                commond.add("-vframes");
                commond.add("1");
            }
            commond.add("-i");
            commond.add(videoFile.getAbsolutePath());
            commond.add("-an");
            commond.add("-f");
            commond.add("image2");
            if (isContinuty) {
                commond.add("-r");
                commond.add("3");
            }
            commond.add("-s");
            commond.add(width + "*" + height);
            if (isContinuty) {
                commond.add(path + File.separator + "foo-%03d.jpeg");
            } else {
                commond.add(path);
            }

            executeCommand(commond);
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 视频帧抽取过程出错 --- 错误信息: " + e.getMessage());
        }
    }

    /**
     * 截取视频中的某一段,生成新视频
     *
     * @param videoFile 源视频路径
     * @param outputFile 转换后的视频路径
     * @param startTime 开始抽取的时间点(单位:s)
     * @param timeLength 需要抽取的时间段(单位:s,需小于源视频最大时长);例如:该参数值为10时即抽取从startTime开始之后10秒内的视频作为新视频
     */
    public static void cutVideo(File videoFile, File outputFile, Time startTime, int timeLength) {
        if (videoFile == null || !videoFile.exists()) {
            throw new RuntimeException("视频文件不存在:");
        }
        if (null == outputFile) {
            throw new RuntimeException("转换后的视频路径为空,请检查转换后的视频存放路径是否正确");
        }
        VideoMetaInfo info = getVideoMetaInfo(videoFile);
        if (null == info) {
            throw new RuntimeException("未解析到视频信息");
        }
        if (startTime.getTime() + timeLength > info.getDuration()) {
            throw new RuntimeException("截取时间不合法:" + startTime.toString() + ",因为截取时间大于视频的时长");
        }
        try {
            if (!outputFile.exists()) {
                outputFile.createNewFile();
            }
            List<String> commond = new ArrayList<String>();
            commond.add("-ss");
            commond.add(startTime.toString());
            commond.add("-t");
            commond.add("" + timeLength);
            commond.add("-i");
            commond.add(videoFile.getAbsolutePath());
            commond.add("-vcodec");
            commond.add("copy");
            commond.add("-acodec");
            commond.add("copy");
            commond.add(outputFile.getAbsolutePath());
            executeCommand(commond);
        } catch (IOException e) {
            log.error("--- 视频截取过程出错 ---");
        }
    }

    /**
     * 抽取视频里的音频信息
     * 只能抽取成MP3文件
     * @param videoFile 源视频文件
     * @param audioFile 从源视频提取的音频文件
     */
	public static void getAudioFromVideo(File videoFile, File audioFile) {
		if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
			throw new RuntimeException("源视频文件不存在: ");
		}
		if (null == audioFile) {
			throw new RuntimeException("要提取的音频路径为空:");
		}
        String format = getFormat(audioFile);
        if (!isLegalFormat(format, AUDIO_TYPE)) {
            throw new RuntimeException("无法生成指定格式的音频:" + format + " 请检查要输出的音频文件是否是AAC类型");
        }
		try {
			if (!audioFile.exists()) {
				audioFile.createNewFile();
			}

			List<String> commond = new ArrayList<String>();
			commond.add("-i");
			commond.add(videoFile.getAbsolutePath());
			commond.add("-vn"); // no video,去除视频信息
			commond.add("-y");
			commond.add("-acodec");
			commond.add("copy");
			commond.add(audioFile.getAbsolutePath());
			executeCommand(commond);
		} catch (Exception e) {
			log.error("--- 抽取视频中的音频信息的过程出错 --- 错误信息: " + e.getMessage());
		}
	}

    /**
     * 解析视频的基本信息(从文件中)
     *
     * 解析出的视频信息一般为以下格式:
     * Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from '6.mp4':
     * Duration: 00:00:30.04, start: 0.000000, bitrate: 19031 kb/s
     * Stream #0:0(eng): Video: h264 (Main) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709), 1920x1080, 18684 kb/s, 25 fps, 25 tbr, 25k tbn, 50 tbc (default)
     * Stream #0:1(eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 48000 Hz, stereo, fltp, 317 kb/s (default)
     *
     * 注解:
     * Duration: 00:00:30.04【视频时长】, start: 0.000000【视频开始时间】, bitrate: 19031 kb/s【视频比特率/码率】
     * Stream #0:0(eng): Video: h264【视频编码格式】 (Main) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709), 1920x1080【视频分辨率,宽x高】, 18684【视频比特率】 kb/s, 25【视频帧率】 fps, 25 tbr, 25k tbn, 50 tbc (default)
     * Stream #0:1(eng): Audio: aac【音频格式】 (LC) (mp4a / 0x6134706D), 48000【音频采样率】 Hz, stereo, fltp, 317【音频码率】 kb/s (default)
     *
     * @param videoFile 源视频路径
     * @return 视频的基本信息,解码失败时返回null
     */
    public static VideoMetaInfo getVideoMetaInfo(File videoFile) {
        if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
            log.error("--- 解析视频信息失败,因为要解析的源视频文件不存在 ---");
            return null;
        }

        VideoMetaInfo videoInfo = new VideoMetaInfo();

        String parseResult = getMetaInfoFromFFmpeg(videoFile);

        Matcher durationMacher = durationPattern.matcher(parseResult);
        Matcher videoStreamMacher = videoStreamPattern.matcher(parseResult);
        Matcher videoMusicStreamMacher = musicStreamPattern.matcher(parseResult);

        Long duration = 0L; // 视频时长
        Integer videoBitrate = 0; // 视频码率
        String videoFormat = getFormat(videoFile); // 视频格式
        Long videoSize = videoFile.length(); // 视频大小

        String videoEncoder = ""; // 视频编码器
        Integer videoHeight = 0; // 视频高度
        Integer videoWidth = 0; // 视频宽度
        Float videoFramerate = 0F; // 视频帧率

        String musicFormat = ""; // 音频格式
        Long samplerate = 0L; // 音频采样率
        Integer musicBitrate = 0; // 音频码率

        try {
            // 匹配视频播放时长等信息
            if (durationMacher.find()) {
                long hours = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(1));
                long minutes = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(2));
                long seconds = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(3));
                long dec = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(4));
                duration = dec * 100L + seconds * 1000L + minutes * 60L * 1000L + hours * 60L * 60L * 1000L;
                //String startTime = durationMacher.group(5) + "ms";
                videoBitrate = Integer.parseInt(durationMacher.group(6));
            }
            // 匹配视频分辨率等信息
            if (videoStreamMacher.find()) {
                videoEncoder = videoStreamMacher.group(1);
                String s2 = videoStreamMacher.group(2);
                videoWidth = Integer.parseInt(videoStreamMacher.group(3));
                videoHeight = Integer.parseInt(videoStreamMacher.group(4));
                String s5 = videoStreamMacher.group(5);
                videoFramerate = Float.parseFloat(videoStreamMacher.group(6));
            }
            // 匹配视频中的音频信息
            if (videoMusicStreamMacher.find()) {
                musicFormat = videoMusicStreamMacher.group(1); // 提取音频格式
                //String s2 = videoMusicStreamMacher.group(2);
                samplerate = Long.parseLong(videoMusicStreamMacher.group(3)); // 提取采样率
                //String s4 = videoMusicStreamMacher.group(4);
                //String s5 = videoMusicStreamMacher.group(5);
                musicBitrate = Integer.parseInt(videoMusicStreamMacher.group(6)); // 提取比特率
            }
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 解析视频参数信息出错! --- 错误信息: " + e.getMessage());
            return null;
        }

        // 封装视频中的音频信息
        MusicMetaInfo musicMetaInfo = new MusicMetaInfo();
        musicMetaInfo.setFormat(musicFormat);
        musicMetaInfo.setDuration(duration);
        musicMetaInfo.setBitRate(musicBitrate);
        musicMetaInfo.setSampleRate(samplerate);
        // 封装视频信息
        VideoMetaInfo videoMetaInfo = new VideoMetaInfo();
        videoMetaInfo.setFormat(videoFormat);
        videoMetaInfo.setSize(videoSize);
        videoMetaInfo.setBitRate(videoBitrate);
        videoMetaInfo.setDuration(duration);
        videoMetaInfo.setEncoder(videoEncoder);
        videoMetaInfo.setFrameRate(videoFramerate);
        videoMetaInfo.setHeight(videoHeight);
        videoMetaInfo.setWidth(videoWidth);
        videoMetaInfo.setMusicMetaInfo(musicMetaInfo);

        return videoMetaInfo;
    }

    /**
     * 获取视频的基本信息(从流中)
     *
     * @param inputStream 源视频流路径
     * @return 视频的基本信息,解码失败时返回null
     */
    public static VideoMetaInfo getVideoMetaInfo(InputStream inputStream) {
        VideoMetaInfo videoInfo = new VideoMetaInfo();
        try {
            File file = File.createTempFile("tmp", null);
            if (!file.exists()) {
                return null;
            }
            FileUtils.copyInputStreamToFile(inputStream, file);
            videoInfo = getVideoMetaInfo(file);
            file.deleteOnExit();
            return videoInfo;
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 从流中获取视频基本信息出错 --- 错误信息: " + e.getMessage());
            return null;
        }
    }

	/**
	 * 获取音频的基本信息(从文件中)
	 * @param musicFile 音频文件路径
	 * @return 音频的基本信息,解码失败时返回null
	 */
	public static MusicMetaInfo getMusicMetaInfo(File musicFile) {
		if (null == musicFile || !musicFile.exists()) {
			log.error("--- 无法获取音频信息,因为要解析的音频文件为空 ---");
			return null;
		}
		// 获取音频信息字符串,方便后续解析
		String parseResult = getMetaInfoFromFFmpeg(musicFile);

        Long duration = 0L; // 音频时长
        Integer musicBitrate = 0; // 音频码率
        Long samplerate = 0L; // 音频采样率
        String musicFormat = ""; // 音频格式
        Long musicSize = musicFile.length(); // 音频大小

        Matcher durationMacher = durationPattern.matcher(parseResult);
        Matcher musicStreamMacher = musicStreamPattern.matcher(parseResult);

        try {
            // 匹配音频播放时长等信息
            if (durationMacher.find()) {
                long hours = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(1));
                long minutes = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(2));
                long seconds = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(3));
                long dec = (long)Integer.parseInt(durationMacher.group(4));
                duration = dec * 100L + seconds * 1000L + minutes * 60L * 1000L + hours * 60L * 60L * 1000L;
                //String startTime = durationMacher.group(5) + "ms";
                musicBitrate = Integer.parseInt(durationMacher.group(6));
            }
            // 匹配音频采样率等信息
            if (musicStreamMacher.find()) {
                musicFormat = musicStreamMacher.group(1); // 提取音频格式
                //String s2 = videoMusicStreamMacher.group(2);
                samplerate = Long.parseLong(musicStreamMacher.group(3)); // 提取采样率
                //String s4 = videoMusicStreamMacher.group(4);
                //String s5 = videoMusicStreamMacher.group(5);
                musicBitrate = Integer.parseInt(musicStreamMacher.group(6)); // 提取比特率
            }
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 解析音频参数信息出错! --- 错误信息: " + e.getMessage());
            return null;
        }

        // 封装视频中的音频信息
        MusicMetaInfo musicMetaInfo = new MusicMetaInfo();
        musicMetaInfo.setFormat(musicFormat);
        musicMetaInfo.setDuration(duration);
        musicMetaInfo.setBitRate(musicBitrate);
        musicMetaInfo.setSampleRate(samplerate);
        musicMetaInfo.setSize(musicSize);
		return musicMetaInfo;
	}

    /**
     * 获取音频的基本信息(从流中)
     * @param inputStream 源音乐流路径
     * @return 音频基本信息,解码出错时返回null
     */
    public static MusicMetaInfo getMusicMetaInfo(InputStream inputStream) {
	    MusicMetaInfo musicMetaInfo = new MusicMetaInfo();
        try {
            File file = File.createTempFile("tmp", null);
            if (!file.exists()) {
                return null;
            }
            FileUtils.copyInputStreamToFile(inputStream, file);
            musicMetaInfo = getMusicMetaInfo(file);
            file.deleteOnExit();
            return musicMetaInfo;
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 从流中获取音频基本信息出错 --- 错误信息: " + e.getMessage());
            return null;
        }
    }


    /**
     * 获取图片的基本信息(从流中)
     *
     * @param inputStream 源图片路径
     * @return 图片的基本信息,获取信息失败时返回null
     */
    public static ImageMetaInfo getImageInfo(InputStream inputStream) {
        BufferedImage image = null;
        ImageMetaInfo imageInfo = new ImageMetaInfo();
        try {
            image = ImageIO.read(inputStream);
            imageInfo.setWidth(image.getWidth());
            imageInfo.setHeight(image.getHeight());
            imageInfo.setSize(Long.valueOf(String.valueOf(inputStream.available())));
            return imageInfo;
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 获取图片的基本信息失败 --- 错误信息: " + e.getMessage());
            return null;
        }
    }

    /**
     * 获取图片的基本信息 (从文件中)
     *
     * @param imageFile 源图片路径
     * @return 图片的基本信息,获取信息失败时返回null
     */
    public static ImageMetaInfo getImageInfo(File imageFile) {
        BufferedImage image = null;
        ImageMetaInfo imageInfo = new ImageMetaInfo();
        try {
            if (null == imageFile || !imageFile.exists()) {
                return null;
            }
            image = ImageIO.read(imageFile);
            imageInfo.setWidth(image.getWidth());
            imageInfo.setHeight(image.getHeight());
            imageInfo.setSize(imageFile.length());
            imageInfo.setFormat(getFormat(imageFile));
            return imageInfo;
        } catch (Exception e) {
            log.error("--- 获取图片的基本信息失败 --- 错误信息: " + e.getMessage());
            return null;
        }
    }

    /**
     * 检查文件类型是否是给定的类型
     * @param inputFile 源文件
     * @param givenFormat 指定的文件类型;例如:{"MP4", "AVI"}
     * @return
     */
    public static boolean isGivenFormat(File inputFile, String[] givenFormat) {
        if (null == inputFile || !inputFile.exists()) {
            log.error("--- 无法检查文件类型是否满足要求,因为要检查的文件不存在 --- 源文件: " + inputFile);
            return false;
        }
        if (null == givenFormat || givenFormat.length <= 0) {
            log.error("--- 无法检查文件类型是否满足要求,因为没有指定的文件类型 ---");
            return false;
        }
        String fomat = getFormat(inputFile);
        return isLegalFormat(fomat, givenFormat);
    }

	/**
	 * 使用FFmpeg的"-i"命令来解析视频信息
	 * @param inputFile 源媒体文件
	 * @return 解析后的结果字符串,解析失败时为空
	 */
	public static String getMetaInfoFromFFmpeg(File inputFile) {
		if (inputFile == null || !inputFile.exists()) {
			throw new RuntimeException("源媒体文件不存在,源媒体文件路径: ");
		}
		List<String> commond = new ArrayList<String>();
		commond.add("-i");
		commond.add(inputFile.getAbsolutePath());
		String executeResult = MediaUtil.executeCommand(commond);
		return executeResult;
	}

    /**
     * 检测视频格式是否合法
     * @param format
     * @param formats
     * @return
     */
	private static boolean isLegalFormat(String format, String formats[]) {
		for (String item : formats) {
			if (item.equals(StringUtils.upperCase(format))) {
				return true;
			}
		}
		return false;
	}

    /**
     * 创建gif
     *
     * @param image 多个jpg文件名(包含路径)
     * @param outputPath 生成的gif文件名(包含路径)
     * @param playTime 播放的延迟时间,可调整gif的播放速度
     */
	private static void createGifImage(String image[], String outputPath, int playTime) {
        if (null == outputPath) {
            throw new RuntimeException("转换后的GIF路径为空,请检查转换后的GIF存放路径是否正确");
        }
		try {
			AnimatedGifEncoder encoder = new AnimatedGifEncoder();
			encoder.setRepeat(0);
			encoder.start(outputPath);
			BufferedImage src[] = new BufferedImage[image.length];
			for (int i = 0; i < src.length; i++) {
				encoder.setDelay(playTime); // 设置播放的延迟时间
				src[i] = ImageIO.read(new File(image[i])); // 读入需要播放的jpg文件
				encoder.addFrame(src[i]); // 添加到帧中
			}
			encoder.finish();
		} catch (Exception e) {
			log.error("--- 多张静态图转换成动态GIF图的过程出错 --- 错误信息: " + e.getMessage());
		}
	}


    /**
     * 获取指定文件的后缀名
     * @param file
     * @return
     */
	private static String getFormat(File file) {
		String fileName = file.getName();
		String format = fileName.substring(fileName.indexOf(".") + 1);
		return format;
	}


    /**
     * 在程序退出前结束已有的FFmpeg进程
     */
	private static class ProcessKiller extends Thread {
		private Process process;

		public ProcessKiller(Process process) {
			this.process = process;
		}

		@Override
        public void run() {
			this.process.destroy();
            log.info("--- 已销毁FFmpeg进程 --- 进程名: " + process.toString());
		}
	}


    /**
     * 用于取出ffmpeg线程执行过程中产生的各种输出和错误流的信息
     */
	static class PrintStream extends Thread {
	    InputStream inputStream = null;
        BufferedReader bufferedReader = null;
	    StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();

	    public PrintStream(InputStream inputStream) {
	        this.inputStream = inputStream;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                if (null == inputStream) {
                    log.error("--- 读取输出流出错!因为当前输出流为空!---");
                }
                bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
                String line = null;
                while ((line = bufferedReader.readLine()) != null) {
                    log.info(line);
                    stringBuffer.append(line);
                }
            } catch (Exception e) {
                log.error("--- 读取输入流出错了!--- 错误信息:" + e.getMessage());
            } finally {
                try {
                    if (null != bufferedReader) {
                        bufferedReader.close();
                    }
                    if (null != inputStream) {
                        inputStream.close();
                    }
                } catch (IOException e) {
                 log.error("--- 调用PrintStream读取输出流后,关闭流时出错!---");
                }
            }
        }
    }

}

3.2.3 踩坑&填坑

  1. 在Linux等服务器上部署Java程序进行视频压缩时,多注意一下运行账号的权限问题,有时候可能是由于运行程序没有足够的文件操作权限,导致压缩过程失败;
  2. 第一版程序上线后,偶尔会出现这样的问题:

    调用MediaUtil.java进行视频压缩过程中,整个程序突然“卡住”,后台也没有日志再打印出来,此时整个压缩过程还没有完成,像是线程突然阻塞住了;

    经过多番查找,发现Java调用FFmpeg时,实际是在JVM里产生一个子进程来执行压缩过程,这个子进程与JVM建立三个通道链接(包括标准输入、标准输出、标准错误流),在压缩过程中,实际会不停地向标准输出和错误流中写入信息;

    因为本地系统对标准输出及错误流提供的缓冲区大小有限,当写入标准输出和错误流的信息填满缓冲区时,执行压缩的进程就会阻塞住;

    所以在压缩过程中,需要单独创建两个线程不停读取标准输出及错误流中的信息,防止整个压缩进程阻塞;(参考MediaUtil.java中的 executeCommand() 方法中的 errorStreaminputStream 这两个内部类实例的操作)

3.3 在CentOS服务器安装FFmpeg指南

因项目最后部署在CentOS服务器上,需提前在服务器上安装好FFmpeg程序,这过程中也踩了不少坑,针对此写了另一篇总结文章,参考这里 点我哦

4. 源码下载

这里提供两种版本的源码供大家下载参考:

  • 引入封装了FFmpeg的开源框架Jave.jar的版本 点我下载
  • 在系统中手动安装FFmpeg的版本 点我下载

有问题可以在评论区留言,欢迎大家一起交流讨论 _ ~

posted @ 2019-02-18 10:06  Dreamer-1  阅读(41840)  评论(7编辑  收藏  举报