基于FFmpeg的氣象視頻處理系統(tǒng)

摘要：首先分析了公共氣象服務(wù)的現(xiàn)狀，為滿足現(xiàn)階段氣象視頻在網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)設(shè)備上傳播的需求，針對(duì)目前氣象視頻處理方式的不足，提出了基于FFmpeg的視頻處理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用B/S模式，使用C#語(yǔ)言在.NET框架下開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了視頻文件采集、格式轉(zhuǎn)換、傳輸、備份等功能自動(dòng)化運(yùn)行。該系統(tǒng)具有配置簡(jiǎn)單、自動(dòng)運(yùn)行、工作效率高等特點(diǎn)，能夠滿足實(shí)際工作中的業(yè)務(wù)需求，具有很大的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：氣象；視頻；FFmpeg；格式轉(zhuǎn)換

隨著我國(guó)信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，人們的生活方式也發(fā)生了巨大的變化。目前，在網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)視頻獲取信息已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑瑲庀蟛块T也越來(lái)越多的以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布?xì)庀笠曨l的方式來(lái)提供公共氣象服務(wù)，但由于受網(wǎng)絡(luò)帶寬等影響需要把視頻轉(zhuǎn)換成適合在網(wǎng)絡(luò)或移動(dòng)設(shè)備上傳播的格式，如flv、mp4等格式。

1 系統(tǒng)目標(biāo)

本文討論的視頻處理系統(tǒng)是采用C#語(yǔ)言在.NET框架下開發(fā)而成，系統(tǒng)采用B/S模式，視頻格式轉(zhuǎn)換功能模塊基于FFmpeg開發(fā)。該系統(tǒng)提供了一個(gè)集視頻文件采集、格式轉(zhuǎn)換、傳輸、備份等功能于一體的平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)，管理員可以配置源視頻文件的自動(dòng)采集時(shí)間、采集地址及視頻處理后視頻文件的存儲(chǔ)地址、傳輸?shù)刂贰鬏敃r(shí)間等。視頻格式轉(zhuǎn)換模塊對(duì)源視頻進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)換，視頻自動(dòng)傳輸模塊則把轉(zhuǎn)換成功的視頻通過(guò)FTP方式傳輸至指定地址。本系統(tǒng)還支持手動(dòng)上傳視頻并選擇要轉(zhuǎn)換的格式等參數(shù)，臨時(shí)指定視頻保存地址或傳輸?shù)刂贰?/p>

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)源視頻文件的上傳或自動(dòng)采集、格式自動(dòng)轉(zhuǎn)換、視頻文件存儲(chǔ)及自動(dòng)傳輸?shù)韧暾奶幚砹鞒獭Ｔ匆曨l文件的上傳包括FTP方式和Web方式共兩種方式。FTP方式適合大量視頻的上傳，具有上傳速度快的特點(diǎn)；Web方式適合單個(gè)視頻文件的上傳，具有方便簡(jiǎn)單的特點(diǎn)[1]。源視頻文件的定時(shí)自動(dòng)采集需要管理員配置好采集時(shí)間、采集地址及采集方式，采集方式分為局域網(wǎng)共享目錄采集和FTP下載方式采集。視頻格式轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)把源視頻文件轉(zhuǎn)換成指定格式如：flv、mp4等格式的視頻。轉(zhuǎn)換好的視頻將被保存在服務(wù)器上，視頻的標(biāo)題、文件名、簡(jiǎn)介、格式、標(biāo)簽、尺寸、時(shí)長(zhǎng)、存儲(chǔ)地址、大小等屬性信息則被存入數(shù)據(jù)庫(kù)。視頻自動(dòng)傳輸模塊將轉(zhuǎn)換好的視頻按預(yù)先設(shè)定方案以FTP方式傳輸至指定地址。

2.2 性能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)含有隊(duì)列管理和防阻塞機(jī)制，支持并發(fā)計(jì)算，可以在單一服務(wù)器上并發(fā)處理多個(gè)請(qǐng)求；為滿足超大量視頻轉(zhuǎn)換的需求，可以通過(guò)部署多臺(tái)服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)并發(fā)計(jì)算和分布式計(jì)算。系統(tǒng)還可以通過(guò) Webservice 提供管理接口，配置定時(shí)自動(dòng)采集時(shí)間、采集地址、格式轉(zhuǎn)換參數(shù)、傳輸時(shí)間、傳輸?shù)刂返取?/p>

3 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)是在windows操作系統(tǒng)下開發(fā)的，開發(fā)語(yǔ)言采用C#語(yǔ)言，通過(guò)調(diào)用FFmpeg來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻格式的轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle11G，用來(lái)存儲(chǔ)視頻的相關(guān)信息，包括視頻的標(biāo)題、文件名、簡(jiǎn)介、格式、標(biāo)簽、尺寸、時(shí)長(zhǎng)、存儲(chǔ)地址、大小等屬性信息。

3.1 視頻上傳及采集模塊

視頻上傳支持FTP方式和Web方式。FTP 方式適合大批量視頻的上傳，在上傳時(shí)，每個(gè)視頻共需上傳兩個(gè)文件，一個(gè)是文本格式的視頻屬性文件，文件中包含視頻的屬性信息，如標(biāo)題、文件名、簡(jiǎn)介、格式、標(biāo)簽、尺寸、時(shí)長(zhǎng)、存儲(chǔ)地址、大小等，一個(gè)是視頻文件本身，如weather.avi、weather.txt為一個(gè)視頻對(duì)應(yīng)的兩個(gè)文件，或者只上傳視頻文件，視頻屬性信息通過(guò)Webservice管理接口進(jìn)行添加。Web方式更適合單個(gè)視頻文件的上傳，通過(guò)本系統(tǒng)提供的Web方式視頻上傳功能，可以方便的對(duì)單個(gè)視頻文件進(jìn)行上傳。源視頻文件的定時(shí)自動(dòng)采集模塊根據(jù)后臺(tái)配置信息，自動(dòng)從指定地址采集源視頻文件，采集方式為局域網(wǎng)共享目錄采集或FTP下載方式采集。

3.2 視頻格式轉(zhuǎn)換模塊

視頻格式轉(zhuǎn)換模塊是系統(tǒng)的核心，主要是把上傳或采集的源視頻文件轉(zhuǎn)換成符合要求的flv或MP4格式的視頻，該模塊是基于FFmpeg進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)換的。FFmpeg是一個(gè)開源免費(fèi)跨平臺(tái)的視頻和音頻流方案，屬于自由軟件，采用LGPL或GPL許可證（依據(jù)你選擇的組件）。它提供了錄制、轉(zhuǎn)換以及流化音視頻的完整解決方案，包含了非常先進(jìn)的音頻、視頻編解碼庫(kù)libavcodec[2] [3]。

3.3 視頻傳輸模塊

視頻傳輸模塊負(fù)責(zé)視頻文件的傳輸工作，當(dāng)系統(tǒng)配置中預(yù)定任務(wù)的視頻文件格式轉(zhuǎn)換成功后，視頻傳輸模塊根據(jù)配置信息將轉(zhuǎn)換成功的視頻文件以FTP方式傳輸至指定地址。用戶臨時(shí)上傳的視頻文件經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換后，如果需要傳輸，則由用戶指定傳輸?shù)刂坊蛘咴陬A(yù)先配置好的幾個(gè)地址中選擇要傳輸?shù)哪康牡刂罚曨l傳輸模塊會(huì)將視頻文件傳輸至指定地址。

4 結(jié)語(yǔ)

本文實(shí)現(xiàn)的氣象視頻處理系統(tǒng)具有配置簡(jiǎn)單、自動(dòng)運(yùn)行、工作效率高等特點(diǎn)，可以通過(guò)后臺(tái)配置計(jì)劃任務(wù)，實(shí)現(xiàn)工作任務(wù)的自動(dòng)化。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)視頻文件采集、格式轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)热蝿?wù)的自動(dòng)化運(yùn)行，還可以由用戶上傳視頻，根據(jù)用戶提交參數(shù)進(jìn)行視頻格式轉(zhuǎn)換等任務(wù)，能夠滿足實(shí)際工作中的業(yè)務(wù)需求，具有很大的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]任嚴(yán)，韓臻，劉麗.基于 FFMPEG 的視頻轉(zhuǎn)換與發(fā)布系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2007，28（20）：49624967.

[2]覃艷.基于FFMPEG的視頻格式轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，7（12）：29122913.

[3]張學(xué)武，楊學(xué)星，江水.基于H.263的視頻編碼、解碼的研究及軟件實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005，26（9）：24912493.

基金項(xiàng)目：山西省氣象局一般課題（SXKYBDZ201510040）

作者簡(jiǎn)介：程海軍（1979），男，山西原平人，主要從事預(yù)警信息發(fā)布、氣象服務(wù)工作。