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
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
-
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） -
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durationRegexvideoStreamRegexmusicStreamRegex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durationRegexvideoStreamRegexmusicStreamRegex这三个正则表达式的值，否则可能无法解析出正确的信息； - 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
- 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；
- 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errorStream和inputStream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：
有问题可以在评论区留言，欢迎大家一起交流讨论 _ ~