FFMPEG采集摄像头数据并切片为iPhone的HTTP Stream流

一、Windows下面编译ffmpeg

首先需要解决的问题是：在windows下面编译 ffmpeg，并让其支持dshow，本人把ffmpeg编译成功了，但是编译出来的ffmpeg不支持dshow，在网上找了有文章介绍如何编译ffmpeg让其支持dhsow，按照文章说的方法试了N次，终究没有成功。无奈只有找现成的windows下面的exe了。

在这里找到了可用的ffmpeg.exe，测试了一下，支持dshow。

下载地址为： http://ffmpeg.zeranoe.com/builds/

请下载适合自己操作系统的压缩包，我的系统是Win7 64Bit 的，所以选择的是 http://ffmpeg.zeranoe.com/builds/win64/static/ffmpeg-20130809-git-3b2e99f-win64-static.7z

下载解压到C盘根目录。

二、测试FFMPEG支持dshow的情况

原文出处请参考：http://ffmpeg.org/trac/ffmpeg/wiki/DirectShow

执行下面的命令，即可显示你的系统支持音频捕获设备，视频捕获设备：

c:\> ffmpeg -list_devices true -f dshow -i dummy

ffmpeg version N-45279-g6b86dd5... --enable-runtime-cpudetect

  libavutil      51. 74.100 / 51. 74.100

  libavcodec     54. 65.100 / 54. 65.100

  libavformat    54. 31.100 / 54. 31.100

  libavdevice    54.  3.100 / 54.  3.100

  libavfilter     3. 19.102 /  3. 19.102

  libswscale      2.  1.101 /  2.  1.101

  libswresample   0. 16.100 /  0. 16.100

[dshow @ 03ACF580] DirectShow video devices

[dshow @ 03ACF580]  "Integrated Camera"

[dshow @ 03ACF580]  "screen-capture-recorder"

[dshow @ 03ACF580] DirectShow audio devices

[dshow @ 03ACF580]  "Internal Microphone (Conexant 2"

[dshow @ 03ACF580]  "virtual-audio-capturer"

dummy: Immediate exit requested

我们下来使用视频捕获设备 "Integraged Camera" 保存为MP4文件：

c:\> ffmpeg -f dshow -i video="Integrated Camera" out.mp4

嘿嘿，摄像头灯亮了，文件已经输出到了和 ffmpeg.exe 相同的路径下面。用VLC播放 out.mp4文件，正常。

用下面的命令可以查看视频捕获设备支持的图片大小等详细信息。

C:\ffmpeg\bin>ffmpeg -f dshow -list_options true -i video="Integrated Camera"

用下面的命令我们可以把视频分辨率存储为1280x720, FPS为15帧/秒，输出为 out.avi 文件。是不是很方便啊？

C:\>ffmpeg -f dshow -s 1280x720 -r 15 -vcodec mjpeg -i video="Integrated Camera" out.avi

三、测试FFMPEG对DSHOW支持的另外一种方法

原文出处： http://ffmpeg.org/trac/ffmpeg/wiki/How%20to%20capture%20a%20webcam%20input

用下面的命令我们也可以输出视频捕获设备，只不过不是名字，而是ID的形式。

ffmpeg -y -f vfwcap -i list

输出如下：

  libavutil      52. 41.100 / 52. 41.100

  libavcodec     55. 24.100 / 55. 24.100

  libavformat    55. 13.102 / 55. 13.102

  libavdevice    55.  3.100 / 55.  3.100

  libavfilter     3. 82.100 /  3. 82.100

  libswscale      2.  4.100 /  2.  4.100

  libswresample   0. 17.103 /  0. 17.103

  libpostproc    52.  3.100 / 52.  3.100

[vfwcap @ 000000000034d940] Driver 0

[vfwcap @ 000000000034d940]  Microsoft WDM Image Capture (Win32)

[vfwcap @ 000000000034d940]  Version:  6.1.7600.16385

list: Input/output error

从上面看出 vfwcap的索引号为0，用下面的命令即可捕获视频数据。其中 -i 0 就代表使用ID为0的视频采集设备， -r 25代表帧率为25帧/秒

ffmpeg -y -f vfwcap -r 25 -i 0 out.mp4

四、Apple公司的HLS文件切片相关资料

原文出处为： http://orfika.net/src/mpegts-segmenter/

下面是相关的技术资料的地址：

MPEG TS segmenter by Chase Douglas source: http://svn.assembla.com/svn/legend/segmenter/

ffmpeg & segmenter LiveStream Howto:       http://www.ioncannon.net/programming/452/iphone-http-streaming-with-ffmpeg-and-an-open-source-segmenter/

Apple's LiveStream docs:                   https://developer.apple.com/library/ios/#documentation/NetworkingInternet/Conceptual/StreamingMediaGuide/Introduction/Introduction.html

Apple's LiveStream draft at IETF:          http://tools.ietf.org/html/draft-pantos-http-live-streaming-07"

ffmpeg 0.10.0 release:                     http://ffmpeg.org/download.html#release_0.10

Cardon McDonal's IOCANNON:                 http://www.ioncannon.net/

Index of /src/mpegts-segmenter/

Name	Last Modified	Size	Type
Parent Directory/		-	Directory
mpegts-segmenter.diff	2012-Feb-07 10:13:38	5.7K	application/octet-stream
mpegts-segmenter.spec	2012-Feb-07 10:13:38	0.9K	application/octet-stream
mpegts-segmenter.tar.gz	2012-Feb-07 10:13:38	9.9K	application/octet-stream

还附带文件切片源码。

下面的地址也可以下载切片工具的源码，这个工具可能比较完善一点吧。

https://github.com/johnf/m3u8-segmenter 这个是C的切片工具

https://github.com/streamio/streamio-ffmpeg 这个是ruby语言写的转码和切片

五、用FFMPEG实现iPhone的HTTP Stream技术步骤

原文出处：http://www.ioncannon.net/programming/452/iphone-http-streaming-with-ffmpeg-and-an-open-source-segmenter/

Step 1: 获取最新版本的 FFMpeg

The FFMpeg download page 从该地址获取最新版本的ffmpeg

使用下面的命令进行配置，生成Makefile文件，然后make吧。

configure --enable-gpl --enable-nonfree --enable-pthreads --enable-libfaac --enable-libfaad --enable-libmp3lame --enable-libx264

其中最重要的事情是注意 --enable-libx264 这个编译选项。

Step 2: 转码视频格式，让 iPhone 可以使用

我们必须让ffmpeg创建 X264编码格式的视频流， iPhone才能播放，有几个步骤需要注意：

视频文件的码率必须在: 100 Kbps to 1.6 Mbps 这个范围
苹果公司建议的视频流为:
- Low – 96 Kbps video, 64 Kbps audio
- Medium – 256 Kbps video, 64 Kbps audio
- High – 800 Kbps video, 64 Kbps audio
iPhone 的屏幕视频播放尺寸设置为: 480×320

建议使用下面的参数进行视频转码：

ffmpeg -i <in file> -f mpegts -acodec libmp3lame -ar 48000 -ab 64k -s 320×240 -vcodec libx264 -b 96k -flags +loop -cmp +chroma -partitions +parti4x4+partp8x8+partb8x8 -subq 5 -trellis 1 -refs 1 -coder 0 -me_range 16 -keyint_min 25 -sc_threshold 40 -i_qfactor 0.71 -bt 200k -maxrate 96k -bufsize 96k -rc_eq 'blurCplx^(1-qComp)' -qcomp 0.6 -qmin 10 -qmax 51 -qdiff 4 -level 30 -aspect 320:240 -g 30 -async 2 <output file>

假如你想知道这些命令参数的更详细的信息，请参考 X264 encoding guide 和 FFMpeg documentation ，上面例子设置的码率为98k，你可以修改为你想设置的码率。

要更改的参数为 “ -b, -maxrate, -bufsize values ”

Step 3: 下载并编译 segmenter

现在，你已经完成了视频采集的工作，但是还没有完成整个构建HTTP Streaming 的过程。你需要一种方法来把视频文件切成小块，你可以下载苹果的 segmenter 。

下载切片源码的SVN地址为： segmenter source.

下载下来后用下面的命令即可编译：

all:

gcc -Wall -g segmenter.c -o segmenter -lavformat -lavcodec -lavutil -lbz2 -lm -lz -lfaac -lmp3lame -lx264 -lfaad

clean:
rm segmenter

在编译完成了 segmenter 工具之后，你就可以创建你的 HTTP Streaming 内容了。

命令格式为:

segmenter <input MPEG-TS file> <segment duration in seconds> <output MPEG-TS file prefix> <output m3u8 index file> <http prefix>

下面是一个使用的例子，从视频文件创建一个流，每个切片文件10秒：

segmenter sample_low.ts 10 sample_low stream_low.m3u8 http://www.ioncannon.net/

Step 4: 准备 HTTP server 服务器

进行到这一步的时候，你应该已经有好多视频流的切片文件了，这些文件可以上传到web服务器，但是这里有一个比较重要的事情需要注意，那就是mime types的设置。

.m3u8 application/x-mpegURL

.ts video/MP2T

假如你使用的是Apache服务器的话，你需要添加如下的代码到 httpd.conf 配置文件里:

AddType application/x-mpegURL .m3u8

AddType video/MP2T .ts

假如你使用的是 lighttpd 服务器的话，你需要添加下面的代码到你的配置文件中：

mimetype.assign = ( ".m3u8" => "application/x-mpegURL", ".ts" => "video/MP2T" )

Step 5: 测试 stream

万事俱备只欠东风了，下来需要使用 HTML5 的 video 标签，例子如下：

<html>

<head>

<title>Video Test
</title>

<metaname="viewport"content="width=320; initial-scale=1.0; maximum-scale=1.0; user-scalable=0;"/>

</head>

<bodystyle="background-color:#FFFFFF; ">

<center>

<video width='150'height='150'src="stream-128k.m3u8"/>

</center>

</body>

</html>

上面所有的步骤都正确的话，你现在应该已经看到视频了。

假如你想在应用程序里面测试上面的视频流的话，你需要下载苹果公司的视频播放器，下载地址为： download the MoviePlayer iPhone demo application 。

Step 6: 自动化的 stream 编码和切片 segmentation

这是一个小脚本，可以把输入文件编码转换后再切片为10秒一个的文件小块。

#!/bin/sh

BR=800k

ffmpeg -i $1 -f mpegts -acodec libmp3lame -ar 48000-ab 64k-s 320×240 -vcodec libx264 -b $BR -flags +loop -cmp +chroma -partitions +parti4x4+partp8x8+partb8x8-subq 5-trellis 1 -refs 1 -coder 0 -me_range 16 -keyint_min 25 -sc_threshold 40 -i_qfactor 0.71-bt 200k-maxrate $BR -bufsize $BR -rc_eq 'blurCplx^(1-qComp)'-qcomp 0.6 -qmin 10 -qmax 51 -qdiff 4-level 30-aspect 320:240 -g 30 -async 2 sample_$BR_pre.ts

segmenter sample_$BR_pre.ts 10 sample_$BR stream-$BR.m3u8 http://www.ioncannon.net/

rm -f sample_$BR_pre.ts

Step 7: 创建不同码率 rate 的 HTTP stream

之前将的例子都是创建单一码率的HTTP Stream，我们需要创建不同码率的视频流，下面是一个简单的小例子。

#EXTM3U

#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=96000

http://192.168.132.15/ipv/stream-96k.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=256000

http://192.168.132.15/ipv/stream-256k.m3u8

#EXT-X-STREAM-INF:PROGRAM-ID=1,BANDWIDTH=800000

http://192.168.132.15/ipv/stream-800k.m3u8

六、让nginx支持MP4文件的直接播放

这是nginx的第三方模块的网址： http://wiki.nginx.org/3rdPartyModules

在上面可以找到支持MP4的模块，我们也可以直接从下面的网址下载：

http://h264.code-shop.com/download/nginx_mod_h264_streaming-2.2.7.tar.gz

编译的时候可能会有点小错误：

解决错误：

因为在新版本的nginx中废弃了 zero_in_uri 这个flag，稍微修改一下 nginx_mod_h264_streaming 的源代码
vim /usr/local/src/nginx_mod_h264_streaming-2.2.7/src/ngx_http_streaming_module.c

把158到161行注释掉

157   /* TODO: Win32 */

158   //if (r->zero_in_uri)

159   //{

160   //  return NGX_DECLINED;

161   //}

然后再make就正常了，make install 完成安装

在nginx配置文件中加入

location ~ .mp4$ {

mp4;

}