最简单的基于FFmpeg的推流器（以推送RTMP为例）

Posted 2022-05-04 雷霄骅

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最简单的基于FFmpeg的推流器系列文章列表：

《最简单的基于FFmpeg的推流器（以推送RTMP为例）》

《最简单的基于FFMPEG的推流器附件：收流器》

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本文记录一个最简单的基于FFmpeg的推流器（simplest ffmpeg streamer）。推流器的作用就是将本地的视频数据推送至流媒体服务器。本文记录的推流器，可以将本地的 MOV / AVI / MKV / MP4 / FLV 等格式的媒体文件，通过流媒体协议（例如RTMP，HTTP，UDP，TCP，RTP等等）以直播流的形式推送出去。由于流媒体协议种类繁多，不一一记录。在这里记录将本地文件以RTMP直播流的形式推送至RTMP流媒体服务器（例如 Flash Media Server，Red5，Wowza等等）的方法。

在这个推流器的基础上可以进行多种方式的修改，实现各式各样的推流器。例如：
* 将输入文件改为网络流URL，可以实现转流器。
* 将输入的文件改为回调函数（内存读取）的形式，可以推送内存中的视频数据。
* 将输入文件改为系统设备（通过libavdevice），同时加上编码的功能，可以实现实时推流器（现场直播）。

PS：本程序并不包含视频转码的功能。

简介

RTMP推流器（Streamer）的在流媒体系统中的作用可以用下图表示。首先将视频数据以RTMP的形式发送到流媒体服务器端（Server，比如FMS，Red5，Wowza等），然后客户端（一般为Flash Player）通过访问流媒体服务器就可以收看实时流了。

运行本程序之前需要先运行RTMP流媒体服务器，并在流媒体服务器上建立相应的Application。有关流媒体服务器的操作不在本文的论述范围内，在此不再详述。本程序运行后，即可通过RTMP客户端（例如 Flash Player, FFplay等等）收看推送的直播流。

需要要注意的地方

封装格式

RTMP采用的封装格式是FLV。因此在指定输出流媒体的时候需要指定其封装格式为“flv”。同理，其他流媒体协议也需要指定其封装格式。例如采用UDP推送流媒体的时候，可以指定其封装格式为“mpegts”。

延时

发送流媒体的数据的时候需要延时。不然的话，FFmpeg处理数据速度很快，瞬间就能把所有的数据发送出去，流媒体服务器是接受不了的。因此需要按照视频实际的帧率发送数据。本文记录的推流器在视频帧与帧之间采用了av_usleep()函数休眠的方式来延迟发送。这样就可以按照视频的帧率发送数据了，参考代码如下。

//…
int64_t start_time=av_gettime();
while (1) 
//…
	//Important:Delay
	if(pkt.stream_index==videoindex)
		AVRational time_base=ifmt_ctx->streams[videoindex]->time_base;
		AVRational time_base_q=1,AV_TIME_BASE;
		int64_t pts_time = av_rescale_q(pkt.dts, time_base, time_base_q);
		int64_t now_time = av_gettime() - start_time;
		if (pts_time > now_time)
			av_usleep(pts_time - now_time);
	
//…

//…

PTS/DTS问题

没有封装格式的裸流（例如H.264裸流）是不包含PTS、DTS这些参数的。在发送这种数据的时候，需要自己计算并写入AVPacket的PTS，DTS，duration等参数。这里还没有深入研究，简单写了一点代码，如下所示。

//FIX：No PTS (Example: Raw H.264)
//Simple Write PTS
if(pkt.pts==AV_NOPTS_VALUE)
	//Write PTS
	AVRational time_base1=ifmt_ctx->streams[videoindex]->time_base;
	//Duration between 2 frames (us)
	int64_t calc_duration=(double)AV_TIME_BASE/av_q2d(ifmt_ctx->streams[videoindex]->r_frame_rate);
	//Parameters
	pkt.pts=(double)(frame_index*calc_duration)/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);
	pkt.dts=pkt.pts;
	pkt.duration=(double)calc_duration/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);

程序流程图

程序的流程图如下图所示。可以看出和《 最简单的基于FFMPEG的封装格式转换器（无编解码）》中的封装格式转换器比较类似。它们之间比较明显的区别在于：
1. Streamer输出为URL
2. Streamer包含了延时部分

 

代码

代码如下。

/**
 * 最简单的基于FFmpeg的推流器（推送RTMP）
 * Simplest FFmpeg Streamer (Send RTMP)
 * 
 * 雷霄骅 Lei Xiaohua
 * [e-mail]
 * 中国传媒大学/数字电视技术
 * Communication University of China / Digital TV Technology
 * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
 * 
 * 本例子实现了推送本地视频至流媒体服务器（以RTMP为例）。
 * 是使用FFmpeg进行流媒体推送最简单的教程。
 *
 * This example stream local media files to streaming media 
 * server (Use RTMP as example). 
 * It's the simplest FFmpeg streamer.
 * 
 */

#include <stdio.h>

#define __STDC_CONSTANT_MACROS

#ifdef _WIN32
//Windows
extern "C"

#include "libavformat/avformat.h"
#include "libavutil/mathematics.h"
#include "libavutil/time.h"
;
#else
//Linux...
#ifdef __cplusplus
extern "C"

#endif
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/mathematics.h>
#include <libavutil/time.h>
#ifdef __cplusplus
;
#endif
#endif

int main(int argc, char* argv[])

	AVOutputFormat *ofmt = NULL;
	//输入对应一个AVFormatContext，输出对应一个AVFormatContext
	//（Input AVFormatContext and Output AVFormatContext）
	AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL, *ofmt_ctx = NULL;
	AVPacket pkt;
	const char *in_filename, *out_filename;
	int ret, i;
	int videoindex=-1;
	int frame_index=0;
	int64_t start_time=0;
	//in_filename  = "cuc_ieschool.mov";
	//in_filename  = "cuc_ieschool.mkv";
	//in_filename  = "cuc_ieschool.ts";
	//in_filename  = "cuc_ieschool.mp4";
	//in_filename  = "cuc_ieschool.h264";
	in_filename  = "cuc_ieschool.flv";//输入URL（Input file URL）
	//in_filename  = "shanghai03_p.h264";
	
	out_filename = "rtmp://localhost/publishlive/livestream";//输出 URL（Output URL）[RTMP]
	//out_filename = "rtp://233.233.233.233:6666";//输出 URL（Output URL）[UDP]

	av_register_all();
	//Network
	avformat_network_init();
	//输入（Input）
	if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, in_filename, 0, 0)) < 0) 
		printf( "Could not open input file.");
		goto end;
	
	if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, 0)) < 0) 
		printf( "Failed to retrieve input stream information");
		goto end;
	

	for(i=0; i<ifmt_ctx->nb_streams; i++) 
		if(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
			videoindex=i;
			break;
		

	av_dump_format(ifmt_ctx, 0, in_filename, 0);

	//输出（Output）
	
	avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, "flv", out_filename); //RTMP
	//avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, "mpegts", out_filename);//UDP

	if (!ofmt_ctx) 
		printf( "Could not create output context\\n");
		ret = AVERROR_UNKNOWN;
		goto end;
	
	ofmt = ofmt_ctx->oformat;
	for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) 
		//根据输入流创建输出流（Create output AVStream according to input AVStream）
		AVStream *in_stream = ifmt_ctx->streams[i];
		AVStream *out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, in_stream->codec->codec);
		if (!out_stream) 
			printf( "Failed allocating output stream\\n");
			ret = AVERROR_UNKNOWN;
			goto end;
		
		//复制AVCodecContext的设置（Copy the settings of AVCodecContext）
		ret = avcodec_copy_context(out_stream->codec, in_stream->codec);
		if (ret < 0) 
			printf( "Failed to copy context from input to output stream codec context\\n");
			goto end;
		
		out_stream->codec->codec_tag = 0;
		if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
			out_stream->codec->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
	
	//Dump Format------------------
	av_dump_format(ofmt_ctx, 0, out_filename, 1);
	//打开输出URL（Open output URL）
	if (!(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE)) 
		ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, out_filename, AVIO_FLAG_WRITE);
		if (ret < 0) 
			printf( "Could not open output URL '%s'", out_filename);
			goto end;
		
	
	//写文件头（Write file header）
	ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
	if (ret < 0) 
		printf( "Error occurred when opening output URL\\n");
		goto end;
	

	start_time=av_gettime();
	while (1) 
		AVStream *in_stream, *out_stream;
		//获取一个AVPacket（Get an AVPacket）
		ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &pkt);
		if (ret < 0)
			break;
		//FIX：No PTS (Example: Raw H.264)
		//Simple Write PTS
		if(pkt.pts==AV_NOPTS_VALUE)
			//Write PTS
			AVRational time_base1=ifmt_ctx->streams[videoindex]->time_base;
			//Duration between 2 frames (us)
			int64_t calc_duration=(double)AV_TIME_BASE/av_q2d(ifmt_ctx->streams[videoindex]->r_frame_rate);
			//Parameters
			pkt.pts=(double)(frame_index*calc_duration)/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);
			pkt.dts=pkt.pts;
			pkt.duration=(double)calc_duration/(double)(av_q2d(time_base1)*AV_TIME_BASE);
		
		//Important:Delay
		if(pkt.stream_index==videoindex)
			AVRational time_base=ifmt_ctx->streams[videoindex]->time_base;
			AVRational time_base_q=1,AV_TIME_BASE;
			int64_t pts_time = av_rescale_q(pkt.dts, time_base, time_base_q);
			int64_t now_time = av_gettime() - start_time;
			if (pts_time > now_time)
				av_usleep(pts_time - now_time);

		

		in_stream  = ifmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
		out_stream = ofmt_ctx->streams[pkt.stream_index];
		/* copy packet */
		//转换PTS/DTS（Convert PTS/DTS）
		pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));
		pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));
		pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base);
		pkt.pos = -1;
		//Print to Screen
		if(pkt.stream_index==videoindex)
			printf("Send %8d video frames to output URL\\n",frame_index);
			frame_index++;
		
		//ret = av_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);
		ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &pkt);

		if (ret < 0) 
			printf( "Error muxing packet\\n");
			break;
		
		
		av_free_packet(&pkt);
		
	
	//写文件尾（Write file trailer）
	av_write_trailer(ofmt_ctx);
end:
	avformat_close_input(&ifmt_ctx);
	/* close output */
	if (ofmt_ctx && !(ofmt->flags & AVFMT_NOFILE))
		avio_close(ofmt_ctx->pb);
	avformat_free_context(ofmt_ctx);
	if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF) 
		printf( "Error occurred.\\n");
		return -1;
	
	return 0;

结果

程序开始运行后。截图如下所示。

可以通过网页播放器播放推送的直播流。

例如下图所示，使用Flash Media Server 的Samples文件夹下的videoPlayer播放直播流的截图如下图所示。（直播地址：rtmp://localhost/publishlive/livestream）

此外，也可以通过FFplay这样的客户端播放直播流。

下载

simplest ffmpeg streamer

项目主页

SourceForge：https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegstreamer/

Github：https://github.com/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_streamer

开源中国：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_ffmpeg_streamer

CSDN下载地址：
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8005311

更新-1.1 (2015.2.13)=========================================

这次考虑到了跨平台的要求，调整了源代码。经过这次调整之后，源代码可以在以下平台编译通过：

VC++：打开sln文件即可编译，无需配置。

cl.exe：打开compile_cl.bat即可命令行下使用cl.exe进行编译，注意可能需要按照VC的安装路径调整脚本里面的参数。编译命令如下。

::VS2010 Environment
call "D:\\Program Files\\Microsoft Visual Studio 10.0\\VC\\vcvarsall.bat"
::include
@set INCLUDE=include;%INCLUDE%;
::lib
@set LIB=lib;%LIB%;
::compile and link
cl simplest_ffmpeg_streamer.cpp /link avcodec.lib avformat.lib avutil.lib ^
avdevice.lib avfilter.lib postproc.lib swresample.lib swscale.lib /OPT:NOREF

MinGW：MinGW命令行下运行compile_mingw.sh即可使用MinGW的g++进行编译。编译命令如下。

g++ simplest_ffmpeg_streamer.cpp -g -o simplest_ffmpeg_streamer.exe \\
-I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil

GCC：Linux或者MacOS命令行下运行compile_gcc.sh即可使用GCC进行编译。编译命令如下。

gcc simplest_ffmpeg_streamer.cpp -g -o simplest_ffmpeg_streamer.out \\
-I /usr/local/include -L /usr/local/lib -lavformat -lavcodec -lavutil

PS：相关的编译命令已经保存到了工程文件夹中


CSDN下载地址： http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8445455

SourceForge上已经更新。

更新-1.2（2015.7.17）==============================

增加了下列工程：

simplest_ffmpeg_receiver: 将流媒体数据保存成本地文件。

CSDN项目下载地址： http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8924345
SourceForge、Github等上面已经更新。