我有一个服务会不断生成bmp图片,会从管道中传给ffmpeg,我希望ffmpeg用fps为25的帧率输出hls直播,请给出命令

2023-12-09by@Marlboro&@ChatGPT.Model: gpt-4
Marlboro

我有一个服务会不断生成bmp图片,会从管道中传给ffmpeg,我希望ffmpeg用fps为25的帧率输出hls直播,请给出命令

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首先,确保你的服务正确地将连续的BMP图片通过管道传输给FFmpeg。接着,可以使用以下FFmpeg命令来接收这些图片并将其转换为HLS直播流:

ffmpeg -f image2pipe -i - -c:v libx264 -r 25 -f hls -hls_time 2 -hls_list_size 10 -hls_flags delete_segments output.m3u8

这里是每个参数的解释:

  • -f image2pipe: 指定输入格式为管道模式的图片序列。
  • -i -: 指示FFmpeg通过标准输入接收数据(- 表示标准输入)。
  • -c:v libx264: 使用libx264编解码器对视频进行编码。
  • -r 25: 设置帧率为25 fps。
  • -f hls: 指定输出格式为HTTP Live Streaming(HLS)。
  • -hls_time 2: 设置每个HLS段的长度为2秒。
  • -hls_list_size 10: 设置播放列表中应保持的最大段数量为10。
  • -hls_flags delete_segments: HLS在创建新的播放列表段时会删除旧的段,以节省磁盘空间。
  • output.m3u8: HLS播放列表的输出文件名。

如果你的服务以特定的方式生成BMP图片(比如连续编号的文件),你需要适当调整管道的输入命令,以确保FFmpeg能够从你的服务接收图片数据。

此外,如果要进行直播,你可能需要设置一个HTTP服务器来托管output.m3u8文件和相应的.ts切片文件,以便观众可以通过HTTP访问这些文件进行观看。如果你希望输出到一个特定的目录,可以在output.m3u8前面添加路径,例如/var/www/html/live/output.m3u8

请注意,这个命令假设你的系统中已经安装了FFmpeg,并且包含了libx264编解码器。如果没有,请先安装相应的软件和库。

Marlboro

发现这样会在进程结束的时候才把文件写到磁盘,希望能够实时的写入,至少每个分片生成后就写入

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如果你希望FFmpeg在每个HLS分片生成后就立即写入磁盘,以确保实时性,可以使用-flush_packets选项。此外,确保你没有启用任何可能会延迟写入的缓冲选项。以下是修改后的命令:

ffmpeg -f image2pipe -use_wallclock_as_timestamps 1 -i - -c:v libx264 -r 25 -preset veryfast -g 50 -sc_threshold 0 -f hls -hls_time 2 -hls_list_size 10 -hls_flags delete_segments+append_list -flush_packets 1 output.m3u8

在这个命令中,-flush_packets 1确保每个分片在内存中不会被缓存过久,而是尽快写入磁盘。

我添加了一些其他的参数,这些参数在直播流中很有用:

  • -use_wallclock_as_timestamps 1: 这会指示FFmpeg使用系统时钟作为时间戳,这对于直播流是有意义的。
  • -preset veryfast: 这个参数用来平衡编码速度和质量。veryfast是一个好的起点,如果CPU使用率太高,你可以调整这个选项。
  • -g 50: 设置关键帧间隔,对于25fps的视频来说,-g 50会在每两秒插入一个关键帧,这对于直播是推荐的设置。
  • -sc_threshold 0: 禁用场景切换检测,这有助于避免不必要的关键帧插入。
  • -hls_flags delete_segments+append_list: append_list选项会在每个新的.ts文件生成时更新m3u8列表文件,这意味着不需要等待整个列表的重写。

请确保FFmpeg的输出目录具有足够的写权限,并且HTTP服务器正确配置了对该目录的访问。这样一来,观众就可以实时地观看直播了。

Marlboro

加上-flush_packets依然没有观察到实时的分片保存,可能什么问题

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如果使用 -flush_packets 1 依然没有实时的分片保存,可能是因为FFmpeg的输出缓冲区还没有满,所以它没有立即将数据写入磁盘。我们可以尝试添加 -flush_packets 1-bufsize 0 参数来减小或禁用缓冲区,以期望实时写入。

另外,我们可以添加 -method PUT 来改变HLS分片的写入方式,确保每个生成的分片都会被立即写入磁盘。

这里是一个更新后的命令:

ffmpeg -f image2pipe -use_wallclock_as_timestamps 1 -i - -c:v libx264 -r 25 -preset veryfast -g 50 -sc_threshold 0 -f hls -hls_time 2 -hls_list_size 10 -hls_flags delete_segments+append_list -flush_packets 1 -method PUT output.m3u8

如果这样还是没有解决问题,有可能是其他的因素导致延迟,例如:

  1. 操作系统的缓存机制:某些操作系统可能会缓存文件操作,直到达到一定的阈值才会将数据写入磁盘。
  2. 磁盘性能:如果磁盘I/O性能不足,可能无法及时写入数据。
  3. 网络文件系统:如果你使用的是网络文件系统(如NFS),可能会有额外的延迟。
  4. FFmpeg版本:请确保你使用的是最新版的FFmpeg,因为旧版本可能存在已知的bug或性能问题。
  5. HLS播放器的缓存:如果你检查的是播放器端,确保播放器没有缓存HLS播放列表和分片。

最后,确保你的服务生成图片的速度足够快,并且图片是连续不断的传递给FFmpeg的,任何在管道中的延迟都可能影响到直播的实时性。如果你有权访问服务器的系统日志,检查相关的I/O日志可能会提供一些线索。

Marlboro

命令中没看到 -bufsize

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对不起,我之前提到了 -bufsize 参数,但没有在示例命令中包含它。-bufsize 是一个用于设置编码器缓冲区大小的参数,但通常用于限制视频流的比特率。在这种情况下,我们想要确保数据尽快写入磁盘,而不是等待缓冲区填满。

然而,实际上 -flush_packets 1 应该已经足够强制FFmpeg在每个分片生成后就写入磁盘。如果仍然遇到问题,那么可能不是由于FFmpeg的内部缓冲区导致的。

额外的 -bufsize 参数可能并不适用于我们这里讨论的HLS分片写入问题,因为它更多地与编码时的码率控制相关。实际上,-bufsize-flush_packets 不是针对相同问题的解决方案。

另外,我之前提到的 -method PUT 选项实际上是错误的,因为 -method 是用于HTTP传输的选项,而不适用于这里的文件写入。

如果你遇到的问题依然存在,你可以尝试以下步骤来进一步诊断问题:

  1. 确认FFmpeg的版本是最新的,并且你有执行权限。
  2. 检查你的服务是否在持续不断地将图片通过管道传递给FFmpeg。
  3. 确认磁盘有足够的空间,没有写入限制,比如磁盘配额。
  4. 观察系统的资源使用情况,确认没有CPU或I/O瓶颈。
  5. 检查是否有操作系统层面的缓存或延迟写入机制影响了写入操作。
  6. 查看FFmpeg的日志输出,看是否有警告或错误提示。

如果你想确保FFmpeg立即写入文件,你可以使用 ffplay 或其他HLS播放器尝试实时播放生成的HLS流,以确认数据是否实时写入磁盘。如果播放是实时的,那么写入磁盘应该也是实时的。如果播放有延迟,那么问题可能在于生成图片的服务或者FFmpeg的处理速度。

Marlboro

-sc_threshold 0 是什么参数

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-sc_threshold 参数在 FFmpeg 中用来设置场景更改检测的阈值。场景更改检测是视频编码过程中的一个特性,用于在检测到视频内容中有显著更改时插入关键帧(I帧)。关键帧是一种特殊的帧,它包含了完整的画面信息,而不是仅仅包含与前一帧的差异。插入关键帧使得视频能够从该点开始播放,这对快速定位和流媒体播放非常重要。

-sc_threshold 参数的值定义了场景更改的敏感度。一个较低的值会使编码器更容易检测到场景更改并插入关键帧,而一个较高的值会降低敏感度。如果将 -sc_threshold 设置为 0,就会完全禁用场景更改检测,这意味着编码器不会因为场景更改而插入额外的关键帧。

对于直播流和HLS编码,通常希望关键帧的插入是可预测的,以便播放器可以更容易地进行流的切换和缓冲。因此,通常会通过 -g 参数(设置关键帧间隔)来控制关键帧的插入,而不是依赖于场景更改检测。

使用 -sc_threshold 0 可以确保编码器仅在预定的间隔(由 -g 参数指定)插入关键帧,而不会因为视频内容的变化而额外插入关键帧。这有助于保持直播流的带宽和编码效率。

Marlboro

我希望指定生成的m3u8是event形式,可以加入什么参数

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在 HLS 中,有两种基本形式的播放列表:LIVEEVENT。默认情况下,FFmpeg 生成的是 LIVE 类型的 HLS 播放列表,这种类型的列表是循环的,只保留最新的一定数量的媒体片段(TS 文件),并定期删除旧的片段。

如果你想生成 EVENT 类型的播放列表,可以使用 -hls_playlist_type 选项。EVENT 类型的播放列表在直播事件中很有用,因为它会保留所有的媒体片段,而不是像 LIVE 类型那样有一个滑动窗口。这意味着播放列表会不断增长,直到直播结束。

要生成 EVENT 类型的 HLS 播放列表,可以在 FFmpeg 命令中添加 -hls_playlist_type event 选项。以下是一个示例命令:

ffmpeg -f image2pipe -use_wallclock_as_timestamps 1 -i - -c:v libx264 -r 25 -preset veryfast -g 50 -sc_threshold 0 -f hls -hls_time 2 -hls_list_size 0 -hls_playlist_type event -hls_flags delete_segments+append_list -flush_packets 1 output.m3u8

请注意,我将 -hls_list_size 设置为 0,这意味着播放列表中会保留所有的片段,这通常与 EVENT 类型的播放列表一起使用。如果你想在直播结束后保留播放列表和所有的媒体片段,这是一个很好的选择。

使用 EVENT 类型的播放列表时,播放器通常会从第一个片段开始播放,并且只有在直播结束后才能播放完整的事件。如果直播过程中需要允许观众回看,EVENT 类型的播放列表是一个很好的选择。

Marlboro

TARGETDURATION 可以指定吗

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在 HLS (HTTP Live Streaming) 规范中,#EXT-X-TARGETDURATION 标签用于指定播放列表中任何媒体片段(TS文件)的最大持续时间。这个值是整数,并且以秒为单位。播放器使用这个信息来确定下载和缓冲策略。

在 FFmpeg 中,#EXT-X-TARGETDURATION 通常由 -hls_time 参数间接控制,因为它设定了每个媒体片段的目标持续时间。FFmpeg 会自动计算 #EXT-X-TARGETDURATION 的值,确保至少等于任何片段的实际持续时间的最大值。

例如,如果你设置 -hls_time 4,则每个媒体片段的目标持续时间为 4 秒,FFmpeg 将为 #EXT-X-TARGETDURATION 设置一个值,该值至少为 4 秒,以确保没有片段的持续时间超过该值。

直接指定 #EXT-X-TARGETDURATION 的确切值不是 FFmpeg 的标准选项,因为 FFmpeg 负责确保所有片段的实际持续时间都不会超过通过 -hls_time 参数设置的目标持续时间。如果你需要提高 #EXT-X-TARGETDURATION 的值来容纳偶尔可能超出期望持续时间的片段,你可以适当提高 -hls_time 的值。

在大多数情况下,你不需要直接操作 #EXT-X-TARGETDURATION,只需设置 -hls_time 参数,让 FFmpeg 自动处理即可。如果你在某些极端情况下确实需要直接控制这个值,可能需要手动编辑生成的 .m3u8 文件或者使用脚本来实现。但请注意,手动编辑 HLS 播放列表可能会导致不符合 HLS 规范,从而影响兼容性和播放性能。

Marlboro

那么考虑在我的场景下,每次有一个ts片段可以生成了,都立刻保存到磁盘,这样我可以把这个ts路径添加到我自己生成的m3u8中,应该如何操作

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如果你打算自己管理 .m3u8 播放列表文件,并且希望 FFmpeg 在每个 .ts 片段生成后立即保存到磁盘,你可以使用 FFmpeg 的 HLS 段保存功能,同时禁用播放列表的自动生成,然后手动维护你自己的播放列表文件。

下面的命令会告诉 FFmpeg 生成 .ts 片段并立即将它们写入磁盘,但不生成播放列表文件:

ffmpeg -f image2pipe -i - -c:v libx264 -r 25 -preset veryfast -g 50 -sc_threshold 0 -f hls -hls_time 2 -hls_list_size 0 -hls_flags delete_segments+append_list -hls_segment_filename 'segment_%03d.ts' -flush_packets 1 -strftime 1 -hls_flags single_file -an pipe:1

解释一下这些选项:

  • -hls_segment_filename 'segment_%03d.ts': 设置片段的文件名模式。%03d 是一个占位符,表示每个片段的序号,会自动增加。
  • -hls_flags single_file: 设置 HLS 片段为单文件模式,这通常用于生成单个 .ts 片段文件,但在这里它会让 FFmpeg 每生成一个片段就写入磁盘。
  • -flush_packets 1: 确保 FFmpeg 立即将每个数据包(包括片段)写入磁盘,而不是缓存在内存中。

然后,你可以使用自己的脚本或程序来监控输出目录,每当检测到新的 .ts 片段文件时,就将它们的路径添加到你自己的 .m3u8 播放列表中。你的脚本需要负责维护 .m3u8 文件的正确结构,包括添加必要的标签和片段信息。

这种方法要求你有一个外部进程或服务来监控片段文件的创建,并且你需要有 HLS 播放列表格式的良好理解来自行维护它。这样做的优点是你可以完全控制 HLS 播放列表的内容和更新,但缺点是增加了复杂性和出错的可能性。如果你选择这条路,请确保你的自定义播放列表与 HLS 规范兼容,以确保最大的播放器兼容性。

Marlboro

请转为python代码,我需要在python中调用ffmpeg

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在 Python 中调用 FFmpeg 并处理生成的 .ts 片段文件,你可以使用 subprocess 模块来运行 FFmpeg 命令。以下是如何在 Python 脚本中实现的一个示例:

import subprocess
import os
import time

# FFmpeg 命令参数
ffmpeg_command = [
    'ffmpeg',
    '-f', 'image2pipe',
    '-i', '-',
    '-c:v', 'libx264',
    '-r', '25',
    '-preset', 'veryfast',
    '-g', '50',
    '-sc_threshold', '0',
    '-f', 'hls',
    '-hls_time', '2',
    '-hls_list_size', '0',
    '-hls_flags', 'delete_segments+append_list',
    '-hls_segment_filename', 'segment_%03d.ts',
    '-flush_packets', '1',
    '-an'
]

# 创建一个子进程,并且管道标准输入
process = subprocess.Popen(ffmpeg_command, stdin=subprocess.PIPE)

# 假设你有一个方法来获取 BMP 图像数据
def get_bmp_image_data():
    # 这里应该是你获取 BMP 图像数据的代码
    # 例如,从某个源读取图像或者通过某种方式生成图像
    # 这里只是一个占位符
    return None

# 模拟持续获取图像数据,并将其传递给 FFmpeg
try:
    while True:
        # 获取一帧 BMP 图像数据
        image_data = get_bmp_image_data()
        if image_data is None:
            # 没有图像数据,可能需要退出循环
            break

        # 将 BMP 图像数据写入 FFmpeg 的标准输入
        process.stdin.write(image_data)

        # 等待一小段时间,模拟实时数据流
        time.sleep(1/25)  # 模拟 25 FPS

except KeyboardInterrupt:
    # 捕获 Ctrl+C,安全退出
    print("Exiting...")

finally:
    # 关闭 FFmpeg 的 stdin,结束进程
    process.stdin.close()
    process.wait()

# 在后台监控新的 TS 片段文件,并更新你的自定义 M3U8 文件
# 注意:下面的代码只是一个示例,需要你自己实现具体的监控和更新逻辑
output_dir = '.'  # TS 文件的输出目录
while True:
    for filename in os.listdir(output_dir):
        if filename.endswith('.ts'):
            # 发现新的 TS 片段文件
            # 更新你的自定义 M3U8 文件
            pass
    time.sleep(1)  # 简单的轮询等待

这段代码展示了如何使用 Python 的 subprocess 模块来启动 FFmpeg 并将 BMP 图像数据通过管道传递给它。代码中假设了一个 get_bmp_image_data() 方法,你需要替换这部分以提供实际的 BMP 图像数据。

此外,代码末尾有一个简单的轮询循环来模拟监控输出目录中新 .ts 片段文件的过程。在实际应用中,你可能需要一个更健壮的方法来监控文件系统的变化,并且需要实现更新自定义 M3U8 文件的具体逻辑。如果你的环境支持,可以考虑使用文件系统监控库(如 Python 的 watchdog)来更高效地检测新文件的创建。