Golang與FFmpeg: 如何實現視訊畫面截取與縮放

Golang與FFmpeg: 如何實現視訊幀截取與縮放，需要具體程式碼範例

概述：
隨著視訊處理需求的增加，人們越來越傾向於使用Golang作為視訊處理的程式語言。而FFmpeg作為業界最受歡迎的開源多媒體處理框架，它提供了豐富的功能來處理音視頻資料。本文將介紹如何使用Golang來呼叫FFmpeg實作視訊幀截取和縮放的功能，並提供對應的程式碼範例。

前提條件：
在開始之前，你需要確保你的機器上已經安裝了FFmpeg，並且設定了正確的環境變數。

影片幀截取：
首先，我們來看看如何實現影片幀的截取。在FFmpeg中，可以使用"avformat"模組來讀取視訊文件，並使用"avcodec"模組來解碼視訊幀。以下是一個簡單的範例程式碼：

package main

import (
    "fmt"
    "log"

    "github.com/giorgisio/goav/avcodec"
    "github.com/giorgisio/goav/avformat"
)

func main() {
    // 打开视频文件
    formatContext := avformat.AvformatAllocContext()
    if err := avformat.AvformatOpenInput(&formatContext, "/path/to/video.mp4", nil, nil); err != nil {
        log.Fatal("无法打开视频文件:", err)
    }
    defer avformat.AvformatFreeContext(formatContext)

    // 查找视频流
    if err := formatContext.AvformatFindStreamInfo(nil); err != nil {
        log.Fatal("无法查找视频流:", err)
    }

    var videoStreamIndex int32 = -1
    for i, stream := range formatContext.Streams() {
        if stream.CodecParameters().CodecType() == avformat.AVMEDIA_TYPE_VIDEO {
            videoStreamIndex = int32(i)
            break
        }
    }

    if videoStreamIndex == -1 {
        log.Fatal("找不到视频流")
    }

    // 找到视频解码器
    videoDecoder := avcodec.AvcodecFindDecoder(avcodec.CodecId(formatContext.Streams()[videoStreamIndex].CodecParameters().CodecId()))
    if videoDecoder == nil {
        log.Fatal("无法找到视频解码器")
    }

    // 打开解码器上下文
    videoCodecContext := avcodec.AvcodecAllocContext3(videoDecoder)
    if err := avcodec.AvcodecParametersToContext(videoCodecContext, formatContext.Streams()[videoStreamIndex].CodecParameters()); err != nil {
        log.Fatal("无法打开解码器上下文:", err)
    }

    if err := videoCodecContext.AvcodecOpen2(videoDecoder, nil); err != nil {
        log.Fatal("无法打开解码器:", err)
    }
    defer avcodec.AvcodecFreeContext(videoCodecContext)

    // 读取视频帧
    packet := avcodec.AvPacketAlloc()
    defer avcodec.AvPacketFree(packet)

    for formatContext.AvReadFrame(packet) >= 0 {
        if packet.StreamIndex() == videoStreamIndex {
            frame := avutil.AvFrameAlloc()
            defer avutil.AvFrameFree(frame)

            if err := videoCodecContext.AvcodecSendPacket(packet); err == nil {
                for videoCodecContext.AvcodecReceiveFrame(frame) == nil {
                    // 处理视频帧
                    fmt.Printf("视频帧：%d
", frame.Pts())
                }
            }
        }
    }
}

以上程式碼中，我們先使用avformat.AvformatAllocContext()來指派一個格式上下文對象，並使用avformat.AvformatOpenInput() 開啟了一個影片檔。然後，我們使用avformat.AvformatFindStreamInfo()找到了視訊串流，再使用avformat.AVMEDIA_TYPE_VIDEO來判斷是否為視訊串流。

接下來，我們使用avcodec.AvcodecFindDecoder()來找出適合的解碼器，並使用avcodec.AvcodecParametersToContext()和avcodec.AvcodecOpen2( )開啟了解碼器上下文。

最後，我們使用formatContext.AvReadFrame()來讀取視訊幀，並在videoCodecContext.AvcodecReceiveFrame()中處理每一幀。在這個範例中，我們只是簡單地列印每一幀的PTS值。

影片縮放：
接下來，我們來看看如何實現影片畫面的縮放。在FFmpeg中，可以使用"swscale"模組來進行視訊幀的縮放。以下是一個簡單的範例程式碼：

package main

import (
    "fmt"
    "image"
    "log"
    "os"

    "github.com/giorgisio/goav/avcodec"
    "github.com/giorgisio/goav/avformat"
    "github.com/giorgisio/goav/swscale"
    "github.com/nfnt/resize"
)

func main() {
    // 打开视频文件
    formatContext := avformat.AvformatAllocContext()
    if err := avformat.AvformatOpenInput(&formatContext, "/path/to/video.mp4", nil, nil); err != nil {
        log.Fatal("无法打开视频文件:", err)
    }
    defer avformat.AvformatFreeContext(formatContext)

    // 查找视频流
    if err := formatContext.AvformatFindStreamInfo(nil); err != nil {
        log.Fatal("无法查找视频流:", err)
    }

    var videoStreamIndex int32 = -1
    for i, stream := range formatContext.Streams() {
        if stream.CodecParameters().CodecType() == avformat.AVMEDIA_TYPE_VIDEO {
            videoStreamIndex = int32(i)
            break
        }
    }

    if videoStreamIndex == -1 {
        log.Fatal("找不到视频流")
    }

    // 找到视频解码器
    videoDecoder := avcodec.AvcodecFindDecoder(avcodec.CodecId(formatContext.Streams()[videoStreamIndex].CodecParameters().CodecId()))
    if videoDecoder == nil {
        log.Fatal("无法找到视频解码器")
    }

    // 打开解码器上下文
    videoCodecContext := avcodec.AvcodecAllocContext3(videoDecoder)
    if err := avcodec.AvcodecParametersToContext(videoCodecContext, formatContext.Streams()[videoStreamIndex].CodecParameters()); err != nil {
        log.Fatal("无法打开解码器上下文:", err)
    }

    if err := videoCodecContext.AvcodecOpen2(videoDecoder, nil); err != nil {
        log.Fatal("无法打开解码器:", err)
    }
    defer avcodec.AvcodecFreeContext(videoCodecContext)

    // 创建视频缩放上下文
    swscaleContext := swscale.SwsGetContext(
        videoCodecContext.Width(), videoCodecContext.Height(), videoCodecContext.PixFmt(),
        videoCodecContext.Width()/2, videoCodecContext.Height()/2, avcodec.AV_PIX_FMT_RGB24,
        0, nil, nil, nil,
    )
    defer swscale.SwsFreeContext(swscaleContext)

    // 创建输出视频文件
    outfile, err := os.Create("/path/to/output.mp4")
    if err != nil {
        log.Fatal("无法创建输出视频文件:", err)
    }
    defer outfile.Close()

    // 创建视频编码器
    videoEncoder := avcodec.AvcodecFindEncoder(avcodec.AV_CODEC_ID_MPEG4)
    if videoEncoder == nil {
        log.Fatal("无法找到视频编码器")
    }

    // 创建编码器上下文
    videoCodecCtx := avcodec.AvcodecAllocContext3(videoEncoder)
    videoCodecCtx.SetBitRate(400000)
    videoCodecCtx.SetWidth(videoCodecContext.Width() / 2)
    videoCodecCtx.SetHeight(videoCodecContext.Height() / 2)
    videoCodecCtx.SetTimeBase(avformat.AVR{Num: 1, Den: 25})
    videoCodecCtx.SetPixFmt(avcodec.AV_PIX_FMT_YUV420P)

    // 打开编码器上下文
    if err := videoCodecCtx.AvcodecOpen2(videoEncoder, nil); err != nil {
        log.Fatal("无法打开编码器上下文:", err)
    }
    defer avcodec.AvcodecFreeContext(videoCodecCtx)

    // 写入视频文件头
    formatContext.SetOutput(outfile)
    if err := formatContext.AvformatWriteHeader(nil); err != nil {
        log.Fatal("无法写入视频文件头:", err)
    }
    defer formatContext.AvformatFreeOutputContext()

    // 准备编码帧和缩放帧
    encodeFrame := avutil.AvFrameAlloc()
    defer avutil.AvFrameFree(encodeFrame)

    encodeFrame.SetWidth(videoCodecCtx.Width())
    encodeFrame.SetHeight(videoCodecCtx.Height())
    encodeFrame.SetFormat(int32(videoCodecCtx.PixFmt()))

    frameSize := avcodec.AvpixelAvImageGetBufferSize(avcodec.AV_PIX_FMT_RGB24, videoCodecCtx.Width()/2, videoCodecCtx.Height()/2, 1)
    encodeFrameBuffer := avutil.AvMalloc(frameSize)
    defer avutil.AvFree(encodeFrameBuffer)

    encodeFrame.AvpixelAvImageFillArrays(encodeFrameBuffer, 1)

    for formatContext.AvReadFrame(packet) >= 0 {
        if packet.StreamIndex() == videoStreamIndex {
            frame := avutil.AvFrameAlloc()
            defer avutil.AvFrameFree(frame)

            if err := videoCodecContext.AvcodecSendPacket(packet); err != nil {
                log.Fatal("无法发送视频包:", err)
            }

            for videoCodecContext.AvcodecReceiveFrame(frame) == nil {
                // 缩放视频帧
                swscale.SwsScale(
                    swscaleContext,
                    frame.Data(), frame.Linesize(),
                    0, frame.Height(),
                    encodeFrame.Data(), encodeFrame.Linesize(),
                )

                // 编码视频帧
                encodeFrame.SetPts(frame.Pts())
                packet := avcodec.AvPacketAlloc()
                if err := avcodec.AvcodecSendFrame(videoCodecCtx, encodeFrame); err != nil {
                    log.Fatal("无法发送编码帧:", err)
                }

                if err := avcodec.AvcodecReceivePacket(videoCodecCtx, packet); err != nil {
                    log.Fatal("无法接收编码包:", err)
                }
                defer avcodec.AvPacketFree(packet)

                // 写入编码后的帧到文件
                if err := formatContext.AvWriteFrame(packet); err != nil {
                    log.Fatal("无法写入帧到文件:", err)
                }
            }
        }
    }

    // 写入视频文件尾
    if err := formatContext.AvWriteTrailer(); err != nil {
        log.Fatal("无法写入视频文件尾:", err)
    }
}

以上程式碼中，我們建立了一個視訊縮放上下文swscaleContext，它的輸入是原始視訊幀的大小，輸出是縮放後的視頻幀的大小。我們還創建了一個新的編碼器上下文videoCodecCtx，它的大小為原始視訊幀大小的一半，並將其設定為YUV420P像素格式。

在讀取到每一幀影片後，我們使用swscale.SwsScale()函數將其縮放到指定的大小，並將縮放後的視訊幀送到編碼器中進行編碼。然後，我們將編碼完成的幀寫入輸出視訊檔案中。

總結：
Golang與FFmpeg的結合為開發人員提供了一個強大的視訊處理工具。在本文中，我們介紹如何使用Golang呼叫FFmpeg來實現視訊幀截取和縮放的功能，並提供了對應的程式碼範例。希望這些範例能夠幫助你更好地理解如何使用Golang和FFmpeg來處理視訊資料。

以上是Golang與FFmpeg: 如何實現視訊畫面截取與縮放的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！