如何使用 Go 語言進行音訊和視訊處理？

近年來，隨著影音技術的發展，對影音處理相關技術的需求越來越高。作為一種高效能的程式語言，Go 也提供了許多方便的工具和函式庫，方便我們進行音視頻資料的處理。本文將介紹如何使用Go 語言進行音訊和視訊的處理，具體內容如下：

一、如何使用Go 處理音訊

在Go 語言中，處理音訊資料通常需要使用音訊編解碼庫。目前比較常用的包括 portaudio 和 ffmpeg。這裡我們以ffmpeg 為例，給出一個簡單的讀取音訊檔案、轉換格式和已儲存的範例程式碼：

package main

import (
    "github.com/giorgisio/goav/avcodec"
    "github.com/giorgisio/goav/avformat"
    "github.com/giorgisio/goav/avutil"
    "log"
)

func main() {
    // 打开输入文件
    inputCtx := avformat.AvformatAllocContext()
    if err := avformat.AvformatOpenInput(&inputCtx, "input.mp3", nil, nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer avformat.AvformatCloseInput(inputCtx)

    // 查找音频流
    if err := avformat.AvformatFindStreamInfo(inputCtx, nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    audioIndex := -1
    for i := 0; i < int(inputCtx.NbStreams()); i++ {
        codecCtx := inputCtx.Streams()[i].Codec()
        if codecCtx.CodecType() == avutil.AVMEDIA_TYPE_AUDIO {
            audioIndex = i
            break
        }
    }
    if audioIndex < 0 {
        log.Fatal("No audio stream found")
    }

    // 打开解码器
    codecCtx := inputCtx.Streams()[audioIndex].Codec()
    codec := avcodec.AvcodecFindDecoder(codecCtx.CodecId())
    if codec == nil {
        log.Fatal("Unsupported codec")
    }
    if err := codecCtx.AvcodecOpen2(codec, nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer codecCtx.AvcodecClose()

    // 打开输出文件
    outputFmt := avformat.AvGuessFormat("wav", "output.wav", "")
    if outputFmt == nil {
        log.Fatal("Failed to guess output format")
    }
    outputCtx := avformat.AvformatAllocContext()
    outputCtx.SetOutputFormat(outputFmt)
    if err := avformat.AvioOpen(outputCtx.Pb(), "output.wav", avformat.AVIO_FLAG_WRITE); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 写入输出头
    if err := avformat.AvformatWriteHeader(outputCtx, nil); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 读取、解码和转换音频帧
    for {
        pkt := avcodec.AvPacketAlloc()
        defer avutil.AvPacketFree(pkt)
        if ret := avformat.AvReadFrame(inputCtx, pkt); ret < 0 {
            if ret == avutil.AVERROR_EOF || ret == avutil.ErrEAGAIN {
                break
            }
            log.Fatal(ret)
        }
        if pkt.StreamIndex() != audioIndex {
            continue
        }
        frame := avutil.AvFrameAlloc()
        defer avutil.AvFrameFree(frame)
        if _, gotframe, ret := codecCtx.AvcodecDecodeAudio4(pkt, frame); ret >= 0 && gotframe {
            // 转换格式
            if _, _, ret := codecCtx.AvcodecSendPacket(pkt); ret < 0 {
                log.Fatal(ret)
            }
            for {
                frame2 := avutil.AvFrameAlloc()
                if _, ret := codecCtx.AvcodecReceiveFrame(frame2); ret == avutil.AvErrorEOF {
                    break
                } else if ret < 0 {
                    log.Fatal(ret)
                }
                if _, ret := avcodec.AvAudioResample(frame2, frame, avformat.AV_SAMPLE_FMT_S16, int(codecCtx.SampleRate()), avformat.AV_SAMPLE_FMT_FLTP, int(codecCtx.SampleRate()), 0, 0); ret < 0 {
                    log.Fatal(ret)
                }

                // 写入输出帧
                if _, ret := avformat.AvInterleavedWriteFrame(outputCtx, frame); ret != nil {
                    log.Fatal(ret)
                }
            }
        }
    }

    // 写入输出尾
    if err := avformat.AvWriteTrailer(outputCtx); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
}

程式碼解釋：

##讀取輸入檔

此處使用

avformat.AvformatOpenInput 函數開啟輸入文件，並使用avformat.AvformatFindStreamInfo 尋找音訊串流。

開啟解碼器

在程式碼中使用

avcodec.AvcodecFindDecoder 函數來尋找支援的解碼器並開啟它，這裡假設輸入檔案的編碼格式合法。

開啟輸出檔案

使用

avformat.AvGuessFormat 找出輸出檔案的編碼格式，然後使用avformat.AvformatAllocContext#函數建立輸出檔案上下文並開啟檔案。

讀取、解碼和轉換音訊幀

使用

avformat.AvReadFrame 函數從輸入檔案中讀取幀，並檢查它是否屬於音頻流。如果是，則使用解碼器將幀解碼為音訊資料。然後再使用 avcodec.AvAudioResample 函數將音訊資料轉換為設定的取樣率和格式。最後，使用 avformat.AvInterleavedWriteFrame 函數將輸出幀寫入輸出檔。

最後，關閉輸入和輸出檔。

二、如何使用 Go 處理視訊

在 Go 語言中處理視訊資料同樣需要使用視訊編解碼庫，同樣可以使用 ffmpeg 這個工具庫。接下來給出一個簡單的讀取視訊檔案、提取幀和保存的範例程式碼：

package main

import (
    "github.com/giorgisio/goav/avcodec"
    "github.com/giorgisio/goav/avformat"
    "github.com/giorgisio/goav/avutil"
    "image"
    "os"
)

func main() {
    // 打开输入文件
    inputCtx := avformat.AvformatAllocContext()
    if err := avformat.AvformatOpenInput(&inputCtx, "input.mp4", nil, nil); err != nil {
        panic(err)
    }
    defer avformat.AvformatCloseInput(inputCtx)

    // 查找视频流
    if err := avformat.AvformatFindStreamInfo(inputCtx, nil); err != nil {
        panic(err)
    }
    videoIndex := -1
    for i := 0; i < int(inputCtx.NbStreams()); i++ {
        codecCtx := inputCtx.Streams()[i].Codec()
        if codecCtx.CodecType() == avutil.AVMEDIA_TYPE_VIDEO {
            videoIndex = i
            break
        }
    }
    if videoIndex < 0 {
        panic("No video stream found")
    }

    // 打开解码器
    codecCtx := inputCtx.Streams()[videoIndex].Codec()
    codec := avcodec.AvcodecFindDecoder(codecCtx.CodecId())
    if codec == nil {
        panic("Unsupported codec")
    }
    if err := codecCtx.AvcodecOpen2(codec, nil); err != nil {
        panic(err)
    }
    defer codecCtx.AvcodecClose()

    // 创建输出文件
    output, err := os.Create("output.jpg")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer output.Close()

    // 提取视频帧
    packet := avutil.AvPacketAlloc()
    defer avutil.AvPacketFree(packet)
    for {
        if ret := avformat.AvReadFrame(inputCtx, packet); ret < 0 {
            if ret == avutil.AVERROR_EOF || ret == avutil.ErrEAGAIN {
                break
            }
            panic(ret)
        }
        if packet.StreamIndex() != videoIndex {
            continue
        }

        // 解码视频帧
        frame := avutil.AvFrameAlloc()
        defer avutil.AvFrameFree(frame)
        if gotframe, ret := codecCtx.AvcodecSendPacket(packet); ret >= 0 && gotframe {
            for {
                frame := avutil.AvFrameAlloc()
                if _, ret := codecCtx.AvcodecReceiveFrame(frame); ret == avutil.AvErrorEOF {
                    break
                } else if ret < 0 {
                    panic(ret)
                }

                // 写入输出文件
                img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, int(frame.Width()), int(frame.Height())))
                for y := 0; y < int(frame.Height()); y++ {
                    for x := 0; x < int(frame.Width()); x++ {
                        c := frame.Data(0)[y*frame.Linesize(0)+x*3 : y*frame.Linesize(0)+x*3+3]
                        img.SetRGBA(x, y, color.RGBA{c[0], c[1], c[2], 255})
                    }
                }
                if err := jpeg.Encode(output, img, &jpeg.Options{Quality: 100}); err != nil {
                    panic(err)
                }
                break
            }
        }
    }
}

程式碼解釋：

讀取輸入檔

同樣是使用

avformat.AvformatOpenInput 函數開啟輸入文件，並使用avformat.AvformatFindStreamInfo 來尋找視訊串流。

開啟解碼器

在程式碼中同樣使用

avcodec.AvcodecFindDecoder 函數來尋找支援的解碼器並開啟它，這裡假設輸入文件的編碼格式合法。

建立輸出檔案

使用 Go 內建的 os 套件建立輸出檔案並開啟。

提取視訊幀

使用

avformat.AvReadFrame 函數從輸入檔案中讀取幀，並檢查它是否屬於視訊串流。如果是，則使用解碼器將幀解碼為視訊資料。然後透過循環將視訊資料轉換成影像資料（這裡將其轉換成了 JPEG 格式），並寫入輸出檔案。

最後，關閉輸入和輸出檔。

總結

本文介紹如何使用 Go 語言處理音訊和視訊資料。格式解析和編解碼是音視頻處理的關鍵環節，這裡我們使用了 ffmpeg 工具庫來處理音視頻格式。在實際應用中，可能需要更複雜的音視頻處理操作，但是總的代碼框架是相似的。希望我們的範例程式碼可以為您的音視頻處理工作提供一些幫助。

以上是如何使用 Go 語言進行音訊和視訊處理？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！