【视频转码】基于ZLMediakit的视频转码技术概述

一、概述

zlmediakit pro版本支持基于ffmpeg的转码能力,在开源版本强大功能的基础上,新增支持如下能力:

  • 1、音视频间任意转码(包括h265/h264/opus/g711/aac等)。
  • 2、基于配置文件的转码,支持设置比特率,codec类型等参数。
  • 3、基于http api的动态增减转码,支持设置比特率,分辨率倍数,codec类型、滤镜等参数。
  • 4、支持硬件、软件自适应转码。
  • 5、支持按需转码,有人观看才转码。
  • 6、支持负载过高时,转码主动降低帧率且不花屏。
  • 7、支持滤镜,支持添加osd文本以及logo角标等能力。

在这里插入图片描述

二、转码实现原理

  • 视频转码原理
    在这里插入图片描述

  • 音频转码原理

三、使用方法

目前zlmediakit pro转码能力支持两种使用方式,第一种是基于配置文件方式,在设置好配置文件后,所有流都支持转码为目标编码格式直播流,第二种模式基于http api方式,此方式更灵活,功能强大,可以指定更多转码相关参数。

3.1 基于配置文件的转码

[transcode]
#转码stream_id后缀,为空时关闭转码
suffix=
#默认转码视频目标codec,支持H264/H265/JPEG/copy 
vcodec=H264
#默认转码音频目标codec,支持mpeg4-generic/PCMA/PCMU/opus/copy
acodec=mpeg4-generic
#是否开启ffmpeg日志
enable_ffmpeg_log=0
# h264解码器白名单
decoder_h264=h264_cuvid,h264_qsv,h264_videotoolbox,h264_nvmpi,h264_bm,libopenh264
# h265解码器白名单
decoder_h265=hevc_cuvid,hevc_qsv,hevc_videotoolbox,hevc_nvmpi,hevc_bm
# h264编码器白名单
encoder_h264=h264_nvenc,h264_qsv,h264_videotoolbox,h264_nvmpi,h264_bm,libx264,libopenh264
# h265编码器白名单
encoder_h265=hevc_nvenc,hevc_qsv,hevc_videotoolbox,hevc_nvmpi,hevc_bm,libx265

在上述配置文件中,如果用户配置好suffix,那么zlmediakit将统一把所有直播流转码为目标编码格式,用户通过访问新的流地址即可确保为预期编码格式视频。

例如源视频地址为:rtmp://127.0.0.1/live/test, 那么转码后地址即为:rtmp://127.0.0.1/live/test_H264。

当配置文件修改为suffix=null时,转码后流会直接替换原始流(不会有_suffix后缀);替换模式下,建议rtsp.directProxy/rtmp.directProxy都设置为0。

如果源视频编码格式与目标编码格式一致,那么zlmediakit为了确保性能最优,将直接拷贝流数据(不会编码)。

基于配置文件方式的转码使用最简单,可以使用于安防行业H265视频无法webrtc/mse播放的场景。

3.2 基于http api的转码

zlmediakit同时还提供基于http api的转码方式,这种方式支持的功能更强大,使用更灵活,同时支持一个流转码成多个目标流(比如说不同分辨率的场景)。

  • 请求地址:/index/api/setupTranscode

  • 请求参数:

    参数 参数类型 释意 是否必选
    secret string api操作密钥(配置文件配置) Y
    vhost string 流的虚拟主机,例如__defaultVhost__ Y
    app string 流的应用名,例如live Y
    stream string 流的id名,例如test Y
    name string 转码名(后缀),功能类似配置文件transcode.suffix Y
    add int 1:添加转码; 0: 删除转码 Y
    video_codec string 视频转码的codec,支持H264/H265/JPEG/copy Y
    video_bitrate int 转码后视频的比特率 Y
    video_scale float 转码视频宽高拉伸比例,取值范围0.1~10 Y
    audio_codec string 音频转码codec,支持mpeg4-generic/PCMA/PCMU/opus/copy Y
    audio_bitrate int 转码后音频比特率 Y
    audio_samplerate int 转码后音频采样率率 Y
    filter string avfilter滤镜参数,用法与ffmpeg -vf 参数一致 Y
    force bool 是否强制转码,强制转码时不管目标编码是否一致,默认否 N
    decoder_threads int 解码线程数,默认2个,最大16个,音频强制为1个 N
    encoder_threads int 编码线程数,默认4个,最大16个,音频强制为1个 N
    hw_decoder bool 是否启用硬件解码器,默认启用 N
    hw_encoder bool 是否启用硬件编码器,默认启用 N
    decoder_list string 视频ffmpeg解码器列表,例如: h264_cuvid,h264_qsv N
    encoder_list string 视频ffmpeg编码器列表,例如: hevc_nvenc,hevc_qsv N
    gpu_index int 硬件编解码gpu索引号,默认0 N
    enable_hls bool 转码后是否转换成hls-mpegts协议 N
    enable_hls_fmp4 bool 转码后是否转换成hls-fmp4协议 N
    enable_mp4 bool 转码后是否允许mp4录制 N
    enable_rtsp bool 转码后是否转rtsp协议 N
    enable_rtmp bool 转码后是否转rtmp/flv协议 N
    enable_ts bool 转码后是否转http-ts/ws-ts协议 N
    enable_fmp4 bool 转码后是否转http-fmp4/ws-fmp4协议 N
    hls_demand bool 转码后该协议是否有人观看才生成 N
    rtsp_demand bool 转码后该协议是否有人观看才生成 N
    rtmp_demand bool 转码后该协议是否有人观看才生成 N
    ts_demand bool 转码后该协议是否有人观看才生成 N
    fmp4_demand bool 转码后该协议是否有人观看才生成 N
    enable_audio bool 转码后转协议时是否开启音频 N
    add_mute_audio bool 转码后无音频是否添加静音aac音频 N
    mp4_save_path string 转码后mp4录制文件保存根目录,置空使用默认 N
    mp4_max_second int 转码后mp4录制切片大小,单位秒 N
    mp4_as_player bool 转码后MP4录制是否当作观看者参与播放人数计数 N
    hls_save_path string 转码后hls文件保存保存根目录,置空使用默认 N
    modify_stamp int 转码后该流是否开启时间戳覆盖(0:绝对时间戳/1:系统时间戳/2:相对时间戳) N
    auto_close bool 转码后无人观看是否自动关闭流(不触发无人观看hook) N
  • 响应:

    {
       "code" : 0,
       "msg" : "success"
    }
    

3.3 使用http api获取转码信息

  • 请求接口:/index/api/getMediaInfo
  • 请求回复:请查看transcode字段
{
  "aliveSecond": 88,
  "app": "live",
  "bytesSpeed": 330246,
  "code": 0,
  "createStamp": 1691902256,
  "isRecordingHLS": true,
  "isRecordingMP4": false,
  "originSock": {
    "identifier": "2-51",
    "local_ip": "192.168.31.101",
    "local_port": 8000,
    "peer_ip": "192.168.31.101",
    "peer_port": 61801
  },
  "originType": 8,
  "originTypeStr": "rtc_push",
  "originUrl": "rtc://127.0.0.1/live/test?app=live&stream=test&type=push&session=1-50",
  "readerCount": 0,
  "schema": "rtsp",
  "stream": "test",
  "totalReaderCount": 0,
  "tracks": [
    {
      "codec_id": 0,
      "codec_id_name": "H264",
      "codec_type": 0,
      "fps": 30.0,
      "frames": 2648,
      "gop_interval_ms": 2012,
      "gop_size": 60,
      "height": 556,
      "key_frames": 51,
      "loss": 0.0,
      "ready": true,
      "width": 990
    },
    {
      "channels": 1,
      "codec_id": 4,
      "codec_id_name": "PCMU",
      "codec_type": 1,
      "frames": 4434,
      "loss": 0.0,
      "ready": true,
      "sample_bit": 16,
      "sample_rate": 8000
    }
  ],
  "transcode": [
    {
      "name": "codec",                     // 转码名称
      "setting": {                         // 转码配置信息
        "adecoder_threads": 1,           // 音频解码器线程数
        "aencoder_threads": 1,           // 音频编码器线程数
        "hw_decoder": true,              // 启动硬件解码器
        "hw_encoder": true,              // 启动硬件编码器
        "target_acodec": "mpeg4-generic",// 目标音频编码格式
        "target_vcodec": "H265",         // 目标视频编码格式
        "vdecoder_threads": 4,           // 视频解码器线程数
        "vencoder_threads": 8,           // 视频编码器线程数
        "force": false,                  // 是否强制转码
        "filter": "",                     // 滤镜参数
        "decoder_list" : ["h264_cuvid", "h264_qsv"],  // 解码器列表
        "encoder_list" : ["hevc_nvenc", "hevc_qsv"]   // 编码器列表
      },
      "adec": "pcm_mulaw",       // 音频解码器名称
      "aenc": "aac",             // 音频编码器名称
      "aenc_ctx": {              // 音频AVCodecContext信息
        "bit_rate": 32000,     // 比特率
        "channels": 1,         // 通道数
        "frame_number": 4055,  // 已编码帧数
        "frame_size": 1024,    // 每帧采样数
        "sample_fmt": "fltp",  // 音频编码输入格式
        "sample_rate": 48000   // 编码器采样率
      },
      "vdec": "h264",               // 视频解码器名称
      "venc": "hevc_videotoolbox",  // 视频编码器名称
      "venc_ctx": {                 // 视频AVCodecContext信息
        "bit_rate": 1000000,      // 比特率
        "fps": 20,                // 帧率
        "frame_number": 2595,     // 已编码帧数
        "gop": 60,								// gop大小
        "has_b_frames": 0,        // 是否编码b帧
        "height": 556,            // 视频高度
        "pix_fmt": "nv12",        // 编码器输入图片格式
        "width": 990              // 视频宽度
      }
    }
  ],
  "vhost": "__defaultVhost__"
}

技术交流QQ群: 1033175645

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