Qt/C++音视频开发68-检查是否含有B帧/转码推流/拉流显示/监控拉流推流/海康大华宇视监控
一、前言
为什么需要判断视频文件是否含有B帧，这个在推流的时候很容易遇到这个问题，一般来说，没有B帧的视频文件，解码后的数据帧pts和dts都是顺序递增的，而有B帧的则未必，可能有些需要先解码后面显示，B帧也是双向预测图像B，对它的编码，即是对它前后帧的像素值之差进行编码，B帧是双向差别帧，也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别换言之，要解码B帧，不仅要取得之前的缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。B帧压缩率高，但是解码时CPU会比较累。所以一般编码保存成文件的时候习惯把B帧去掉，但是为什么又要有B帧这个东西呢？因为可以增加压缩率，减少文件体积，在传输的时候也可降低带宽。所以用户可以根据实际需要选择。
如果是含有B帧的视频文件在推流后，拉流hls、webrtc显示的时候，很可能出现抖动鬼畜的现象。一般监控摄像头出来的rtsp流都是没有B帧的，录像存储的MP4文件也是会去掉B帧的，所以在监控行业很少遇到这个现象。一般是视频网站的在线播放的视频文件，或者下载的一些音乐视频文件，几乎都会带有B帧，通常这些文件I帧间隔非常大，很可能在10s左右。所以一般在推流的时候，需要判断该文件是否含有B帧，含有的话则启动转码方式来推流，转码那边会去掉B帧，这样就永远不会出现鬼畜的现象，缺点就是转码需要占用一些CPU，而不转码则直接原数据包发送，几乎不占用CPU。
二、效果图
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。
- 视频主页：https://space.bilibili.com/687803542
四、功能特点
4.1. 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和本地桌面采集，支持多设备和多屏幕。
- 支持各种视频流格式，比如rtp、rtsp、rtmp、http、udp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。
4.2. 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/ffmpeg6）、vlc内核（vlc2/vlc3）、mpv内核（mpv1/mp2）、mdk内核、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，极易拓展。
- 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，否则等比缩放）、等比缩放（永远等比缩放）、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，vlc可选any、dxva2、d3d11va，mpv可选auto、dxva2、d3d11va，mdk可选dxva2、d3d11va、cuda、mft等。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。
- 本地桌面采集支持设定采集区域、偏移值、指定桌面索引、帧率、多个桌面同时采集等。还支持指定窗口标题采集固定窗口。
- 录像文件同时支持打开的视频文件、本地摄像头、本地桌面、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。
- 视频流通信方式可选tcp/udp，有些设备可能只提供了某一种协议通信比如tcp，需要指定该种协议方式打开。
- 可设置连接超时时间（视频流探测用的超时时间）、读取超时时间（采集过程中的超时时间）。
- 支持逐帧播放，提供上一帧/下一帧函数接口，可以逐帧查阅采集到的图像。
- 音频文件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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 支持滤镜，各种水印及图形效果，支持多个水印和图像，可以将OSD标签信息和各种图形信息写入到MP4文件。
- 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。
- 内核ffmpeg采用纯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。
- 内核ffmpeg和内核mdk支持安卓，其中mdk支持安卓硬解码，性能非常凶残。
- 可以切换音视频轨道，也就是节目通道，可能ts文件带了多个音视频节目流，可以分别设置要播放哪一个，可以播放前设置好和播放过程中动态设置。
- 可以设置视频旋转角度，可以播放前设置好和播放过程中动态改变。
- 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。
- 标签和图形信息支持三种绘制方式，绘制到遮罩层、绘制到图片、源头绘制（对应信息可以存储到文件）。
- 通过传入一个url地址，该地址可以带上通信协议、分辨率、帧率等信息，无需其他设置。
- 保存视频到文件支持三种策略，自动处理、仅限文件、全部转码，转码策略支持自动识别、转264、转265，编码保存支持指定分辨率缩放或者等比例缩放。比如对保存文件体积有要求可以指定缩放后再存储。
- 支持加密保存文件和解密播放文件，可以指定秘钥文本。
- 提供的监控布局类支持64通道同时显示，还支持各种异型布局，比如13通道，手机上6行2列布局。各种布局可以自由定义。
- 支持电子放大，在悬浮条切换到电子放大模式，在画面上选择需要放大的区域，选取完毕后自动放大，再次切换放大模式可以复位。
- 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。
- 同时提供了简单示例、视频播放器、多画面视频监控、监控回放、逐帧播放、多屏渲染等单独窗体示例，专门演示对应功能如何使用。
- 监控回放可选不同厂家类型、回放时间段、用户信息、指定通道。支持切换回放进度。
- 可以从声卡设备下拉框选择声卡播放声音，提供对应的切换声卡函数接口。
- 支持编译到手机app使用，提供了专门的手机app布局界面，可以作为手机上的视频监控使用。
- 代码框架和结构优化到最优，性能强悍，注释详细，持续迭代更新升级。
- 源码支持windows、linux、mac、android等，支持各种国产linux系统，包括但不限于统信UOS/中标麒麟/银河麒麟等。还支持嵌入式linux。
- 源码支持Qt4、Qt5、Qt6，兼容所有版本。
4.3. 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、背景颜色、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）。
五、相关代码
bool FFmpegUtil::hasB(const QString &fileName, int maxFrame)
{
bool b = false;
int ret = -1;
int frameCount = 0;
AVFormatContext *formatCtx = NULL;
AVStream *videoStream = NULL;
AVCodecx *videoCodec = NULL;
AVCodecContext *videoCodecCtx = NULL;
AVPacket *packet = NULL;
AVFrame *frame = NULL;
//打开文件
QString url = FFmpegHelper::getPlayUrl(fileName);
avformat_open_input(&formatCtx, url.toUtf8().constData(), NULL, NULL);
avformat_find_stream_info(formatCtx, NULL);
int videoIndex = av_find_best_stream(formatCtx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &videoCodec, 0);
if (videoIndex < 0) {
goto end;
}
videoStream = formatCtx->streams[videoIndex];
videoCodecCtx = avcodec_alloc_context3(NULL);
//videoCodec = avcodec_find_decoder(FFmpegHelper::getCodecId(videoStream));
FFmpegHelper::copyContext(videoCodecCtx, videoStream, false);
if ((ret = avcodec_open2(videoCodecCtx, videoCodec, NULL)) < 0) {
goto end;
}
//取出前XX帧解码出来判断有没有B帧
packet = FFmpegHelper::creatPacket(NULL);
frame = av_frame_alloc();
while (av_read_frame(formatCtx, packet) >= 0) {
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 3)
maxFrame = 30;
if (avcodec_decode_video2(videoCodecCtx, frame, &ret, packet) < 0) {
continue;
}
#else
if (avcodec_send_packet(videoCodecCtx, packet) < 0) {
continue;
}
if (avcodec_receive_frame(videoCodecCtx, frame) < 0) {
continue;
}
#endif
if (frame->pict_type == 3) {
b = true;
goto end;
}
frameCount++;
if (frameCount == maxFrame) {
goto end;
}
}
end:
if (packet) {
FFmpegHelper::freePacket(packet);
}
if (frame) {
FFmpegHelper::freeFrame(frame);
}
if (videoCodecCtx) {
avcodec_free_context(&videoCodecCtx);
}
if (formatCtx) {
avformat_close_input(&formatCtx);
avformat_free_context(formatCtx);
}
return b;
}
