Java使用FFmpeg處理視訊檔案指南
本文主要講述如何使用Java + FFmpeg實作對視訊檔案的資訊提取、碼率壓縮、分辨率轉換等功能；
之前在網上浏覽了一大圈Java使用FFmpeg處理音視訊的文章，大多都講的比較簡單，樓主在實操過程中踩了很多坑也填了很多坑，希望這份詳細的踩坑&填坑指南能幫助到大家；
1. 什麼是FFmpeg
點我了解
2. 開發前準備
在使用Java調用FFmpeg處理音視訊之前，需要先安裝FFmpeg，安裝方法分為兩種：
- 引入封裝了FFmpeg的開源架構
- 在系統中手動安裝FFmpeg
2.1 引入封裝了FFmpeg的開源架構
JAVE.jar（官網點我） 是一個封裝了FFmpeg的Java架構，在項目中能直接調用它的API來處理音視訊檔案；
優點：使用友善，直接在項目中引入JAVE.jar即可處理媒體檔案，且開發完成後可以随工程一起打包釋出，不需要在目标運作環境内手動安裝FFmpeg相關的類庫
缺點：JAVE.jar最後一次更新是2009年，其封裝的FFmpeg版本是09年或更早前的版本，比較老舊，無法使用一些新特性
（當然也可以看看有沒有其他比較新的封裝了FFmpeg的架構）
Maven坐标如下：
<dependency>
<groupId>org.ffmpeg</groupId>
<artifactId>sdk</artifactId>
<version>1.0.2</version>
</dependency>
2.2 在系統中手動安裝FFmpeg
在運作環境中手動安裝FFmpeg稍微有一些麻煩，可以百度 windows/mac安裝FFmpeg 這樣的關鍵字，根據網上的安裝教程将FFmpeg安裝到系統中；
懶人連結：Windows安裝教程 Mac安裝教程
優點：可以直接調用FFmpeg的相關API處理音視訊，FFmpeg版本可控
缺點：手動安裝較為麻煩，開發環境與目标運作環境都需要先安裝好FFmpeg
3. 使用FFmpeg處理音視訊
使用JAVE.jar進行開發與直接使用FFmpeg開發的代碼有一些不同，這裡以直接使用FFmpeg進行開發的代碼進行講解（開發環境MacOS）；（使用JAVE的代碼、直接使用FFmpeg的代碼都會附在文末供大家下載下傳參考）
通過
MediaUtil.java
類及其依賴的類，你将可以實作：
- 解析源視訊的基本資訊，包括視訊格式、時長、碼率等；
- 解析音頻、圖檔的基本資訊；
- 将源視訊轉換成不同分辨率、不同碼率、帶或不帶音頻的新視訊；
- 抽取源視訊中指定時間點的幀畫面，來生成一張靜态圖；
- 抽取源視訊中指定時間段的幀畫面，來生成一個GIF動态圖；
- 截取源視訊中的一段來形成一個新視訊；
- 抽取源視訊中的音頻資訊，生成單獨的MP3檔案；
- 對音視訊等媒體檔案執行自定義的FFmpeg指令；
3.1 代碼結構梳理
MediaUtil.java
是整個解析程式中的核心類，封裝了各種常用的解析方法供外部調用；
MetaInfo.java
定義了多媒體資料共有的一些屬性，
VideoMetaInfo.java
MusicMetaInfo.java
ImageMetaInfo.java
都繼承自
MetaInfo.java
，分别定義了視訊、音頻、圖檔資料相關的一些屬性；
AnimatedGifEncoder.java
LZWEncoder.java
NeuQuant.java
在抽取視訊幀數、制作GIF動态圖的時候會使用到；
CrfValueEnum.java
定義了三種常用的FFmpeg壓縮視訊時使用到的crf值，
PresetVauleEnum.java
定義了FFmpeg壓縮視訊時常用的幾種壓縮速率值；
有關crf、preset的延伸閱讀點我
3.2 MediaUtil.java主程式類解析
3.2.1 使用前需要注意的幾點
-
指定正确的FFmpeg程式執行路徑
MacOS安裝好FFmpeg後，可以在控制台中通過
which ffmpeg
指令擷取FFmpeg程式的執行路徑，在調用MediaUtil.java前先通過其 setFFmpegPath() 方法設定好FFmpeg程式在系統中的執行路徑，然後才能順利調用到FFmpeg去解析音視訊；
Windows系統下該路徑理論上應設定為：FFmpeg可執行程式在系統中的絕對路徑（實際情況有待大家補充）
-
指定解析音視訊資訊時需要的正規表達式
因項目需要解析字尾格式為 .MP4 .WMV .AAC 的視訊和音頻檔案，是以我研究了JAVE.jar底層調用FFmpeg時的解析邏輯後，在MediaUtil.java中設定好了比對這三種格式的正規表達式供解析時使用（參考程式中的
durationRegex
videoStreamRegex
musicStreamRegex
這三個表達式值）；
注意：如果你需要解析其他字尾格式如 .MKV .MP3 這樣的媒體檔案時，你很可能需要根據實際情況修改
durationRegex
videoStreamRegex
musicStreamRegex
- 程式中的很多預設值你可以根據實際需要修改，比如視訊幀抽取的預設寬度或高度值、時長等等；
3.2.2 MediaUtil.java代碼
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核心來編解碼音視訊資訊；
* 使用前需手動在運作環境中安裝FFmpeg運作程式，然後正确設定FFmpeg運作路徑後MediaUtil.java才能正常調用到FFmpeg程式去處理音視訊；
*
* Author: dreamer-1
*
* version: 1.0
*
*/
@Slf4j
public class MediaUtil {
/**
* 可以處理的視訊格式
*/
public final static String[] VIDEO_TYPE = { "MP4", "WMV" };
/**
* 可以處理的圖檔格式
*/
public final static String[] IMAGE_TYPE = { "JPG", "JPEG", "PNG", "GIF" };
/**
* 可以處理的音頻格式
*/
public final static String[] AUDIO_TYPE = { "AAC" };
/**
* 視訊幀抽取時的預設時間點，第10s（秒）
* （Time類構造參數的機關:ms）
*/
private static final Time DEFAULT_TIME = new Time(0, 0, 10);
/**
* 視訊幀抽取的預設寬度值，機關：px
*/
private static int DEFAULT_WIDTH = 320;
/**
* 視訊幀抽取的預設時長，機關：s（秒）
*/
private static int DEFAULT_TIME_LENGTH = 10;
/**
* 抽取多張視訊幀以合成gif動圖時，gif的播放速度
*/
private static int DEFAULT_GIF_PLAYTIME = 110;
/**
* FFmpeg程式執行路徑
* 目前系統安裝好ffmpeg程式并配置好相應的環境變量後，值為ffmpeg可執行程式檔案在實際系統中的絕對路徑
*/
private static String FFMPEG_PATH = "/usr/bin/ffmpeg"; // /usr/bin/ffmpeg
/**
* 視訊時長正則比對式
* 用于解析視訊及音頻的時長等資訊時使用；
*
* (.*?)表示：比對任何除\r\n之外的任何0或多個字元，非貪婪模式
*
*/
private static String durationRegex = "Duration: (\\d*?):(\\d*?):(\\d*?)\\.(\\d*?), start: (.*?), bitrate: (\\d*) kb\\/s.*";
private static Pattern durationPattern;
/**
* 視訊流資訊正則比對式
* 用于解析視訊詳細資訊時使用；
*/
private static String videoStreamRegex = "Stream #\\d:\\d[\\(]??\\S*[\\)]??: Video: (\\S*\\S$?)[^\\,]*, (.*?), (\\d*)x(\\d*)[^\\,]*, (\\d*) kb\\/s, (\\d*[\\.]??\\d*) fps";
private static Pattern videoStreamPattern;
/**
* 音頻流資訊正則比對式
* 用于解析音頻詳細資訊時使用；
*/
private static String musicStreamRegex = "Stream #\\d:\\d[\\(]??\\S*[\\)]??: Audio: (\\S*\\S$?)(.*), (.*?) Hz, (.*?), (.*?), (\\d*) kb\\/s";;
private static Pattern musicStreamPattern;
/**
* 靜态初始化時先加載好用于音視訊解析的正則比對式
*/
static {
durationPattern = Pattern.compile(durationRegex);
videoStreamPattern = Pattern.compile(videoStreamRegex);
musicStreamPattern = Pattern.compile(musicStreamRegex);
}
/**
* 擷取目前多媒體處理工具内的ffmpeg的執行路徑
* @return
*/
public static String getFFmpegPath() {
return FFMPEG_PATH;
}
/**
* 設定目前多媒體工具内的ffmpeg的執行路徑
* @param ffmpeg_path ffmpeg可執行程式在實際系統中的絕對路徑
* @return
*/
public static boolean setFFmpegPath(String ffmpeg_path) {
if (StringUtils.isBlank(ffmpeg_path)) {
log.error("--- 設定ffmpeg執行路徑失敗，因為傳入的ffmpeg可執行程式路徑為空！ ---");
return false;
}
File ffmpegFile = new File(ffmpeg_path);
if (!ffmpegFile.exists()) {
log.error("--- 設定ffmpeg執行路徑失敗，因為傳入的ffmpeg可執行程式路徑下的ffmpeg檔案不存在！ ---");
return false;
}
FFMPEG_PATH = ffmpeg_path;
log.info("--- 設定ffmpeg執行路徑成功 --- 目前ffmpeg可執行程式路徑為： " + ffmpeg_path);
return true;
}
/**
* 測試目前多媒體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("--- 工作狀态異常，因為傳入的ffmpeg可執行程式路徑下的ffmpeg檔案不存在！ ---");
return false;
}
List<String> cmds = new ArrayList<>(1);
cmds.add("-version");
String ffmpegVersionStr = executeCommand(cmds);
if (StringUtils.isBlank(ffmpegVersionStr)) {
log.error("--- 工作狀态異常，因為ffmpeg指令執行失敗！ ---");
return false;
}
log.info("--- 工作狀态正常 ---");
return true;
}
/**
* 執行FFmpeg指令
* @param commonds 要執行的FFmpeg指令
* @return FFmpeg程式在執行指令過程中産生的各資訊，執行出錯時傳回null
*/
public static String executeCommand(List<String> commonds) {
if (CollectionUtils.isEmpty(commonds)) {
log.error("--- 指令執行失敗，因為要執行的FFmpeg指令為空！ ---");
return null;
}
LinkedList<String> ffmpegCmds = new LinkedList<>(commonds);
ffmpegCmds.addFirst(FFMPEG_PATH); // 設定ffmpeg程式所在路徑
log.info("--- 待執行的FFmpeg指令為：---" + ffmpegCmds);
Runtime runtime = Runtime.getRuntime();
Process ffmpeg = null;
try {
// 執行ffmpeg指令
ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder();
builder.command(ffmpegCmds);
ffmpeg = builder.start();
log.info("--- 開始執行FFmpeg指令：--- 執行線程名：" + builder.toString());
// 取出輸出流和錯誤流的資訊
// 注意：必須要取出ffmpeg在執行指令過程中産生的輸出資訊，如果不取的話當輸出流資訊填滿jvm存儲輸出留資訊的緩沖區時，線程就回阻塞住
PrintStream errorStream = new PrintStream(ffmpeg.getErrorStream());
PrintStream inputStream = new PrintStream(ffmpeg.getInputStream());
errorStream.start();
inputStream.start();
// 等待ffmpeg指令執行完
ffmpeg.waitFor();
// 擷取執行結果字元串
String result = errorStream.stringBuffer.append(inputStream.stringBuffer).toString();
// 輸出執行的指令資訊
String cmdStr = Arrays.toString(ffmpegCmds.toArray()).replace(",", "");
String resultStr = StringUtils.isBlank(result) ? "【異常】" : "正常";
log.info("--- 已執行的FFmepg指令： ---" + cmdStr + " 已執行完畢,執行結果： " + resultStr);
return result;
} catch (Exception e) {
log.error("--- FFmpeg指令執行出錯！ --- 出錯資訊： " + e.getMessage());
return null;
} finally {
if (null != ffmpeg) {
ProcessKiller ffmpegKiller = new ProcessKiller(ffmpeg);
// JVM退出時，先通過鈎子關閉FFmepg程序
runtime.addShutdownHook(ffmpegKiller);
}
}
}
/**
* 視訊轉換
*
* 注意指定視訊分辨率時，寬度和高度必須同時有值；
*
* @param fileInput 源視訊路徑
* @param fileOutPut 轉換後的視訊輸出路徑
* @param withAudio 是否保留音頻；true-保留，false-不保留
* @param crf 指定視訊的品質系數（值越小，視訊品質越高，體積越大；該系數取值為0-51，直接影響視訊碼率大小）,取值參考：CrfValueEnum.code
* @param preset 指定視訊的編碼速率（速率越快壓縮率越低），取值參考：PresetVauleEnum.presetValue
* @param width 視訊寬度；為空則保持源視訊寬度
* @param height 視訊高度；為空則保持源視訊高度
*/
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("源視訊檔案不存在，請檢查源視訊路徑");
}
if (null == fileOutPut) {
throw new RuntimeException("轉換後的視訊路徑為空，請檢查轉換後的視訊存放路徑是否正确");
}
if (!fileOutPut.exists()) {
try {
fileOutPut.createNewFile();
} catch (IOException e) {
log.error("視訊轉換時建立輸出檔案失敗");
}
}
String format = getFormat(fileInput);
if (!isLegalFormat(format, VIDEO_TYPE)) {
throw new RuntimeException("無法解析的視訊格式：" + format);
}
List<String> commond = new ArrayList<String>();
commond.add("-i");
commond.add(fileInput.getAbsolutePath());
if (!withAudio) { // 設定是否保留音頻
commond.add("-an"); // 去掉音頻
}
if (null != width && width > 0 && null != height && height > 0) { // 設定分辨率
commond.add("-s");
String resolution = width.toString() + "x" + height.toString();
commond.add(resolution);
}
commond.add("-vcodec"); // 指定輸出視訊檔案時使用的編碼器
commond.add("libx264"); // 指定使用x264編碼器
commond.add("-preset"); // 當使用x264時需要帶上該參數
commond.add(preset); // 指定preset參數
commond.add("-crf"); // 指定輸出視訊品質
commond.add(crf.toString()); // 視訊品質參數，值越小視訊品質越高
commond.add("-y"); // 當已存在輸出檔案時，不提示是否覆寫
commond.add(fileOutPut.getAbsolutePath());
executeCommand(commond);
}
/**
* 視訊幀抽取
* 預設抽取第10秒的幀畫面
* 抽取的幀圖檔預設寬度為300px
*
* 轉換後的檔案路徑以.gif結尾時，預設截取從第10s開始，後10s以内的幀畫面來生成gif
*
* @param videoFile 源視訊路徑
* @param fileOutPut 轉換後的檔案路徑
*/
public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut) {
cutVideoFrame(videoFile, fileOutPut, DEFAULT_TIME);
}
/**
* 視訊幀抽取（抽取指定時間點的幀畫面）
* 抽取的視訊幀圖檔寬度預設為320px
*
* 轉換後的檔案路徑以.gif結尾時，預設截取從指定時間點開始，後10s以内的幀畫面來生成gif
*
* @param videoFile 源視訊路徑
* @param fileOutPut 轉換後的檔案路徑
* @param time 指定抽取視訊幀的時間點（機關：s）
*/
public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut, Time time) {
cutVideoFrame(videoFile, fileOutPut, time, DEFAULT_WIDTH);
}
/**
* 視訊幀抽取（抽取指定時間點、指定寬度值的幀畫面）
* 隻需指定視訊幀的寬度，高度随寬度自動計算
*
* 轉換後的檔案路徑以.gif結尾時，預設截取從指定時間點開始，後10s以内的幀畫面來生成gif
*
* @param videoFile 源視訊路徑
* @param fileOutPut 轉換後的檔案路徑
* @param time 指定要抽取第幾秒的視訊幀（機關：s）
* @param width 抽取的視訊幀圖檔的寬度（機關：px）
*/
public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut, Time time, int width) {
if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
throw new RuntimeException("源視訊檔案不存在，請檢查源視訊路徑");
}
if (null == fileOutPut) {
throw new RuntimeException("轉換後的視訊路徑為空，請檢查轉換後的視訊存放路徑是否正确");
}
VideoMetaInfo info = getVideoMetaInfo(videoFile);
if (null == info) {
log.error("--- 未能解析源視訊資訊，視訊幀抽取操作失敗 --- 源視訊： " + videoFile);
return;
}
int height = width * info.getHeight() / info.getWidth(); // 根據寬度計算适合的高度，防止畫面變形
cutVideoFrame(videoFile, fileOutPut, time, width, height);
}
/**
* 視訊幀抽取（抽取指定時間點、指定寬度值、指定高度值的幀畫面）
*
* 轉換後的檔案路徑以.gif結尾時，預設截取從指定時間點開始，後10s以内的幀畫面來生成gif
*
* @param videoFile 源視訊路徑
* @param fileOutPut 轉換後的檔案路徑
* @param time 指定要抽取第幾秒的視訊幀（機關：s）
* @param width 抽取的視訊幀圖檔的寬度（機關：px）
* @param height 抽取的視訊幀圖檔的高度（機關：px）
*/
public static void cutVideoFrame(File videoFile, File fileOutPut, Time time, int width, int height) {
if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
throw new RuntimeException("源視訊檔案不存在，請檢查源視訊路徑");
}
if (null == fileOutPut) {
throw new RuntimeException("轉換後的視訊路徑為空，請檢查轉換後的視訊存放路徑是否正确");
}
String format = getFormat(fileOutPut);
if (!isLegalFormat(format, IMAGE_TYPE)) {
throw new RuntimeException("無法生成指定格式的幀圖檔：" + format);
}
String fileOutPutPath = fileOutPut.getAbsolutePath();
if (!"GIF".equals(StringUtils.upperCase(format))) {
// 輸出路徑不是以.gif結尾，抽取并生成一張靜态圖
cutVideoFrame(videoFile, fileOutPutPath, time, width, height, 1, false);
} else {
// 抽取并生成一個gif（gif由10張靜态圖構成）
String path = fileOutPut.getParent();
String name = fileOutPut.getName();
// 建立臨時檔案存儲多張靜态圖用于生成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("--- 截取視訊幀操作出錯 --- 錯誤資訊：" + e.getMessage());
} finally {
// 删除用于生成gif的臨時檔案
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();
}
}
}
/**
* 視訊幀抽取（抽取指定時間點、指定寬度值、指定高度值、指定時長、指定單張/多張的幀畫面）
*
* @param videoFile 源視訊
* @param path 轉換後的檔案輸出路徑
* @param time 開始截取視訊幀的時間點（機關：s）
* @param width 截取的視訊幀圖檔的寬度（機關：px）
* @param height 截取的視訊幀圖檔的高度（機關：px，需要大于20）
* @param timeLength 截取的視訊幀的時長（從time開始算，機關:s，需小于源視訊的最大時長）
* @param isContinuty false - 靜态圖（隻截取time時間點的那一幀圖檔），true - 動态圖（截取從time時間點開始,timelength這段時間内的多張幀圖）
*/
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("源視訊檔案不存在，源視訊路徑： ");
}
if (null == path) {
throw new RuntimeException("轉換後的檔案路徑為空，請檢查轉換後的檔案存放路徑是否正确");
}
VideoMetaInfo info = getVideoMetaInfo(videoFile);
if (null == info) {
throw new RuntimeException("未解析到視訊資訊");
}
if (time.getTime() + timeLength > info.getDuration()) {
throw new RuntimeException("開始截取視訊幀的時間點不合法：" + time.toString() + "，因為截取時間點晚于視訊的最後時間點");
}
if (width <= 20 || height <= 20) {
throw new RuntimeException("截取的視訊幀圖檔的寬度或高度不合法，寬高值必須大于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("--- 視訊幀抽取過程出錯 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
}
}
/**
* 截取視訊中的某一段，生成新視訊
*
* @param videoFile 源視訊路徑
* @param outputFile 轉換後的視訊路徑
* @param startTime 開始抽取的時間點（機關:s）
* @param timeLength 需要抽取的時間段（機關:s，需小于源視訊最大時長）；例如：該參數值為10時即抽取從startTime開始之後10秒内的視訊作為新視訊
*/
public static void cutVideo(File videoFile, File outputFile, Time startTime, int timeLength) {
if (videoFile == null || !videoFile.exists()) {
throw new RuntimeException("視訊檔案不存在：");
}
if (null == outputFile) {
throw new RuntimeException("轉換後的視訊路徑為空，請檢查轉換後的視訊存放路徑是否正确");
}
VideoMetaInfo info = getVideoMetaInfo(videoFile);
if (null == info) {
throw new RuntimeException("未解析到視訊資訊");
}
if (startTime.getTime() + timeLength > info.getDuration()) {
throw new RuntimeException("截取時間不合法：" + startTime.toString() + "，因為截取時間大于視訊的時長");
}
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("--- 視訊截取過程出錯 ---");
}
}
/**
* 抽取視訊裡的音頻資訊
* 隻能抽取成MP3檔案
* @param videoFile 源視訊檔案
* @param audioFile 從源視訊提取的音頻檔案
*/
public static void getAudioFromVideo(File videoFile, File audioFile) {
if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
throw new RuntimeException("源視訊檔案不存在： ");
}
if (null == audioFile) {
throw new RuntimeException("要提取的音頻路徑為空：");
}
String format = getFormat(audioFile);
if (!isLegalFormat(format, AUDIO_TYPE)) {
throw new RuntimeException("無法生成指定格式的音頻：" + format + " 請檢查要輸出的音頻檔案是否是AAC類型");
}
try {
if (!audioFile.exists()) {
audioFile.createNewFile();
}
List<String> commond = new ArrayList<String>();
commond.add("-i");
commond.add(videoFile.getAbsolutePath());
commond.add("-vn"); // no video，去除視訊資訊
commond.add("-y");
commond.add("-acodec");
commond.add("copy");
commond.add(audioFile.getAbsolutePath());
executeCommand(commond);
} catch (Exception e) {
log.error("--- 抽取視訊中的音頻資訊的過程出錯 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
}
}
/**
* 解析視訊的基本資訊（從檔案中）
*
* 解析出的視訊資訊一般為以下格式：
* 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【視訊時長】, start: 0.000000【視訊開始時間】, bitrate: 19031 kb/s【視訊比特率/碼率】
* Stream #0:0(eng): Video: h264【視訊編碼格式】 (Main) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709), 1920x1080【視訊分辨率，寬x高】, 18684【視訊比特率】 kb/s, 25【視訊幀率】 fps, 25 tbr, 25k tbn, 50 tbc (default)
* Stream #0:1(eng): Audio: aac【音頻格式】 (LC) (mp4a / 0x6134706D), 48000【音頻采樣率】 Hz, stereo, fltp, 317【音頻碼率】 kb/s (default)
*
* @param videoFile 源視訊路徑
* @return 視訊的基本資訊，解碼失敗時傳回null
*/
public static VideoMetaInfo getVideoMetaInfo(File videoFile) {
if (null == videoFile || !videoFile.exists()) {
log.error("--- 解析視訊資訊失敗，因為要解析的源視訊檔案不存在 ---");
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; // 視訊時長
Integer videoBitrate = 0; // 視訊碼率
String videoFormat = getFormat(videoFile); // 視訊格式
Long videoSize = videoFile.length(); // 視訊大小
String videoEncoder = ""; // 視訊編碼器
Integer videoHeight = 0; // 視訊高度
Integer videoWidth = 0; // 視訊寬度
Float videoFramerate = 0F; // 視訊幀率
String musicFormat = ""; // 音頻格式
Long samplerate = 0L; // 音頻采樣率
Integer musicBitrate = 0; // 音頻碼率
try {
// 比對視訊播放時長等資訊
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));
}
// 比對視訊分辨率等資訊
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));
}
// 比對視訊中的音頻資訊
if (videoMusicStreamMacher.find()) {
musicFormat = videoMusicStreamMacher.group(1); // 提取音頻格式
//String s2 = videoMusicStreamMacher.group(2);
samplerate = Long.parseLong(videoMusicStreamMacher.group(3)); // 提取采樣率
//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("--- 解析視訊參數資訊出錯！ --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
return null;
}
// 封裝視訊中的音頻資訊
MusicMetaInfo musicMetaInfo = new MusicMetaInfo();
musicMetaInfo.setFormat(musicFormat);
musicMetaInfo.setDuration(duration);
musicMetaInfo.setBitRate(musicBitrate);
musicMetaInfo.setSampleRate(samplerate);
// 封裝視訊資訊
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;
}
/**
* 擷取視訊的基本資訊（從流中）
*
* @param inputStream 源視訊流路徑
* @return 視訊的基本資訊，解碼失敗時傳回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("--- 從流中擷取視訊基本資訊出錯 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
return null;
}
}
/**
* 擷取音頻的基本資訊（從檔案中）
* @param musicFile 音頻檔案路徑
* @return 音頻的基本資訊，解碼失敗時傳回null
*/
public static MusicMetaInfo getMusicMetaInfo(File musicFile) {
if (null == musicFile || !musicFile.exists()) {
log.error("--- 無法擷取音頻資訊，因為要解析的音頻檔案為空 ---");
return null;
}
// 擷取音頻資訊字元串，友善後續解析
String parseResult = getMetaInfoFromFFmpeg(musicFile);
Long duration = 0L; // 音頻時長
Integer musicBitrate = 0; // 音頻碼率
Long samplerate = 0L; // 音頻采樣率
String musicFormat = ""; // 音頻格式
Long musicSize = musicFile.length(); // 音頻大小
Matcher durationMacher = durationPattern.matcher(parseResult);
Matcher musicStreamMacher = musicStreamPattern.matcher(parseResult);
try {
// 比對音頻播放時長等資訊
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));
}
// 比對音頻采樣率等資訊
if (musicStreamMacher.find()) {
musicFormat = musicStreamMacher.group(1); // 提取音頻格式
//String s2 = videoMusicStreamMacher.group(2);
samplerate = Long.parseLong(musicStreamMacher.group(3)); // 提取采樣率
//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("--- 解析音頻參數資訊出錯！ --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
return null;
}
// 封裝視訊中的音頻資訊
MusicMetaInfo musicMetaInfo = new MusicMetaInfo();
musicMetaInfo.setFormat(musicFormat);
musicMetaInfo.setDuration(duration);
musicMetaInfo.setBitRate(musicBitrate);
musicMetaInfo.setSampleRate(samplerate);
musicMetaInfo.setSize(musicSize);
return musicMetaInfo;
}
/**
* 擷取音頻的基本資訊（從流中）
* @param inputStream 源音樂流路徑
* @return 音頻基本資訊，解碼出錯時傳回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("--- 從流中擷取音頻基本資訊出錯 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
return null;
}
}
/**
* 擷取圖檔的基本資訊（從流中）
*
* @param inputStream 源圖檔路徑
* @return 圖檔的基本資訊，擷取資訊失敗時傳回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("--- 擷取圖檔的基本資訊失敗 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
return null;
}
}
/**
* 擷取圖檔的基本資訊 （從檔案中）
*
* @param imageFile 源圖檔路徑
* @return 圖檔的基本資訊，擷取資訊失敗時傳回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("--- 擷取圖檔的基本資訊失敗 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
return null;
}
}
/**
* 檢查檔案類型是否是給定的類型
* @param inputFile 源檔案
* @param givenFormat 指定的檔案類型；例如：{"MP4", "AVI"}
* @return
*/
public static boolean isGivenFormat(File inputFile, String[] givenFormat) {
if (null == inputFile || !inputFile.exists()) {
log.error("--- 無法檢查檔案類型是否滿足要求，因為要檢查的檔案不存在 --- 源檔案： " + inputFile);
return false;
}
if (null == givenFormat || givenFormat.length <= 0) {
log.error("--- 無法檢查檔案類型是否滿足要求，因為沒有指定的檔案類型 ---");
return false;
}
String fomat = getFormat(inputFile);
return isLegalFormat(fomat, givenFormat);
}
/**
* 使用FFmpeg的"-i"指令來解析視訊資訊
* @param inputFile 源媒體檔案
* @return 解析後的結果字元串，解析失敗時為空
*/
public static String getMetaInfoFromFFmpeg(File inputFile) {
if (inputFile == null || !inputFile.exists()) {
throw new RuntimeException("源媒體檔案不存在，源媒體檔案路徑： ");
}
List<String> commond = new ArrayList<String>();
commond.add("-i");
commond.add(inputFile.getAbsolutePath());
String executeResult = MediaUtil.executeCommand(commond);
return executeResult;
}
/**
* 檢測視訊格式是否合法
* @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;
}
/**
* 建立gif
*
* @param image 多個jpg檔案名（包含路徑）
* @param outputPath 生成的gif檔案名（包含路徑）
* @param playTime 播放的延遲時間，可調整gif的播放速度
*/
private static void createGifImage(String image[], String outputPath, int playTime) {
if (null == outputPath) {
throw new RuntimeException("轉換後的GIF路徑為空，請檢查轉換後的GIF存放路徑是否正确");
}
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); // 設定播放的延遲時間
src[i] = ImageIO.read(new File(image[i])); // 讀入需要播放的jpg檔案
encoder.addFrame(src[i]); // 添加到幀中
}
encoder.finish();
} catch (Exception e) {
log.error("--- 多張靜态圖轉換成動态GIF圖的過程出錯 --- 錯誤資訊： " + e.getMessage());
}
}
/**
* 擷取指定檔案的字尾名
* @param file
* @return
*/
private static String getFormat(File file) {
String fileName = file.getName();
String format = fileName.substring(fileName.indexOf(".") + 1);
return format;
}
/**
* 在程式退出前結束已有的FFmpeg程序
*/
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("--- 已銷毀FFmpeg程序 --- 程序名： " + process.toString());
}
}
/**
* 用于取出ffmpeg線程執行過程中産生的各種輸出和錯誤流的資訊
*/
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("--- 讀取輸出流出錯！因為目前輸出流為空！---");
}
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("--- 讀取輸入流出錯了！--- 錯誤資訊：" + e.getMessage());
} finally {
try {
if (null != bufferedReader) {
bufferedReader.close();
}
if (null != inputStream) {
inputStream.close();
}
} catch (IOException e) {
log.error("--- 調用PrintStream讀取輸出流後，關閉流時出錯！---");
}
}
}
}
}
3.2.3 踩坑&填坑
- 在Linux等伺服器上部署Java程式進行視訊壓縮時，多注意一下運作賬号的權限問題，有時候可能是由于運作程式沒有足夠的檔案操作權限，導緻壓縮過程失敗；
-
第一版程式上線後，偶爾會出現這樣的問題：
調用MediaUtil.java進行視訊壓縮過程中，整個程式突然“卡住”，背景也沒有日志再列印出來，此時整個壓縮過程還沒有完成，像是線程突然阻塞住了；
經過多番查找，發現Java調用FFmpeg時，實際是在JVM裡産生一個子程序來執行壓縮過程，這個子程序與JVM建立三個通道連結（包括标準輸入、标準輸出、标準錯誤流），在壓縮過程中，實際會不停地向标準輸出和錯誤流中寫入資訊；
因為本地系統對标準輸出及錯誤流提供的緩沖區大小有限，當寫入标準輸出和錯誤流的資訊填滿緩沖區時，執行壓縮的程序就會阻塞住；
是以在壓縮過程中，需要單獨建立兩個線程不停讀取标準輸出及錯誤流中的資訊，防止整個壓縮程序阻塞；（參考
MediaUtil.java
errorStream
inputStream
3.3 在CentOS伺服器安裝FFmpeg指南
因項目最後部署在CentOS伺服器上，需提前在伺服器上安裝好FFmpeg程式，這過程中也踩了不少坑，針對此寫了另一篇總結文章，參考這裡 點我哦
4. 源碼下載下傳
這裡提供兩種版本的源碼供大家下載下傳參考：
- 引入封裝了FFmpeg的開源架構Jave.jar的版本 點我下載下傳
- 在系統中手動安裝FFmpeg的版本 點我下載下傳
有問題可以在評論區留言，歡迎大家一起交流讨論 _ ~
![FFmpeg視訊解碼為YUV像素資料檔案[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)