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Qt音视频开发13-视频解码线程基类的设计 [复制链接]

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离线liudianwu
 

只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-01-31


## 一、前言
这个解码线程基类的设计,是到目前为止个人觉得自己设计的最好的基类之一,当然也不是一开始就知道这样设计,没有个三五年的摸爬滚打以及社会的毒打,是想不到要这样设计的,一方面是要不断提炼各种视频类视频组件的共性作为局部变量,比如通用的参数有视频画面宽度videoWidth、视频画面高度videoHeight、视频画面帧率frameRate、视频旋转角度rotate、音频采样率sampleRate、音频通道数channelCount等。这些共性参数都是在疯狂实战的过程中提炼的,久而久之就出来了。

翻阅Qt源码本身,他里面也基本上都是这种设计思路,有个巨大的好处可以复用这些代码,子类只要继承了这个类,就能直接使用,不需要还在子类中写这些参数变量,函数接口只需要重载实现即可,重载实现了的就调用子类的实现,没有重载的就调用基类的实现,这也是为何c++如此流行的一个重要原因,封装、继承、多态这三大特性成就了c++。

基类的设计优点优势巨大,也不是没有缺点的,缺点就是有部分共性是大部分子类都有的,但是部分没有,或者部分子类没有去实现重载,所以使用的时候万一实例化的子类没有去实现对应接口,就算你调用了,可能没效果,因为默认是基类的,所以有的时候就会很纳闷为何明明调用了函数,但是没有效果,仔细跟进一查原来子类并没有去实现接口,可能该子类是本来就不需要这个接口。

## 二、效果图



## 三、体验地址
1. 国内站点:[https://gitee.com/feiyangqingyun](https://gitee.com/feiyangqingyun)
2. 国际站点:[https://github.com/feiyangqingyun](https://github.com/feiyangqingyun)
3. 个人作品:[https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652](https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652)
4. 体验地址:[https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g](https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g) 提取码:01jf 文件名:bin_video_demo/bin_linux_video。

## 四、相关代码
```cpp
void AbstractVideoThread::debug(const QString &head, const QString &msg, const QString &url)
{
    if (debugInfo == 0) {
        return;
    }

    //如果设置了唯一标识则放在打印前面
    QString text = head;
    if (!flag.isEmpty()) {
        text = QString("标识[%1] %2").arg(flag).arg(text);
    }

    QString addr = url;
    if (debugInfo == 2) {
        //为空的时候获取一次即可
        if (ip.isEmpty()) {
            ip = UrlHelper::getUrlIP(url);
        }
        addr = ip;
    }

    if (msg.isEmpty()) {
        qDebug() << TIMEMS << QString("%1 -> 地址: %2").arg(text).arg(addr);
    } else {
        qDebug() << TIMEMS << QString("%1 -> %2 地址: %3").arg(text).arg(msg).arg(addr);
    }
}

void AbstractVideoThread::setImage(const QImage &image)
{
    lastTime = QDateTime::currentDateTime();
    emit receiveImage(image, 0);
}

void AbstractVideoThread::setRgb(int width, int height, quint8 *dataRGB, int type)
{
    lastTime = QDateTime::currentDateTime();
    emit receiveFrame(width, height, dataRGB, type);
}

void AbstractVideoThread::setYuv(int width, int height, quint8 *dataY, quint8 *dataU, quint8 *dataV)
{
    lastTime = QDateTime::currentDateTime();
    emit receiveFrame(width, height, dataY, dataU, dataV, width, width / 2, width / 2);
}

void AbstractVideoThread::play()
{
    //没有运行才需要启动
    if (!this->isRunning()) {
        stopped = false;
        isPause = false;
        isSnap = false;
        this->start();
    }
}

void AbstractVideoThread::stop()
{
    //处于运行状态才可以停止
    if (this->isRunning()) {
        stopped = true;
        isPause = false;
        isSnap = false;
        this->wait();
    }
}

void AbstractVideoThread::pause()
{
    if (this->isRunning()) {
        isPause = true;
    }
}

void AbstractVideoThread::next()
{
    if (this->isRunning()) {
        isPause = false;
    }
}

void AbstractVideoThread::snap(const QString &snapName)
{
    if (this->isRunning()) {
        isSnap = true;
        this->setSnapName(snapName);
    }
}

void AbstractVideoThread::snapFinsh(const QImage &image)
{
    //如果填了截图文件名称则先保存图片
    if (!snapName.isEmpty() && !image.isNull()) {
        //取出拓展名根据拓展名保存格式
        QString suffix = snapName.split(".").last();
        image.save(snapName, suffix.toLatin1().constData());
    }

    //发送截图完成信号
    emit snapImage(image, snapName);
}

void AbstractVideoThread::recordStart(const QString &fileName)
{
#ifdef videosave
    this->setFileName(fileName);
    if (saveAudioType > 0) {
        //处于暂停阶段则切换暂停标志位(暂停后再次恢复说明又重新开始录制)
        if (saveAudio->getIsPause()) {
            saveAudio->pause();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Recording, saveAudio->getFileName());
        } else {
            saveAudio->setPara(saveAudioType, sampleRate, channelCount, profile);
            saveAudio->open(fileName);
            if (saveAudio->getIsOk()) {
                emit recorderStateChanged(RecorderState_Recording, saveAudio->getFileName());
            }
        }
    }

    if (saveVideoType == SaveVideoType_Yuv && !onlyAudio) {
        //处于暂停阶段则切换暂停标志位(暂停后再次恢复说明又重新开始录制)
        if (saveVideo->getIsPause()) {
            isRecord = true;
            saveVideo->pause();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Recording, saveVideo->getFileName());
        } else {
            saveVideo->setPara(saveVideoType, videoWidth, videoHeight, frameRate);
            saveVideo->open(fileName);
            if (saveVideo->getIsOk()) {
                isRecord = true;
                emit recorderStateChanged(RecorderState_Recording, saveVideo->getFileName());
            }
        }
    }
#endif
}

void AbstractVideoThread::recordPause()
{
#ifdef videosave
    if (saveAudioType > 0) {
        if (saveAudio->getIsOk()) {
            saveAudio->pause();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Paused, saveAudio->getFileName());
        }
    }

    if (saveVideoType == SaveVideoType_Yuv && !onlyAudio) {
        if (saveVideo->getIsOk()) {
            isRecord = false;
            saveVideo->pause();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Paused, saveVideo->getFileName());
        }
    }
#endif
}

void AbstractVideoThread::recordStop()
{
#ifdef videosave
    if (saveAudioType > 0) {
        if (saveAudio->getIsOk()) {
            saveAudio->stop();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Stopped, saveAudio->getFileName());
        }
    }

    if (saveVideoType == SaveVideoType_Yuv && !onlyAudio) {
        if (saveVideo->getIsOk()) {
            isRecord = false;
            saveVideo->stop();
            emit recorderStateChanged(RecorderState_Stopped, saveVideo->getFileName());
        }
    }
#endif
}

void AbstractVideoThread::writeVideoData(int width, int height, quint8 *dataY, quint8 *dataU, quint8 *dataV)
{
#ifdef videosave
    if (saveVideoType == SaveVideoType_Yuv && isRecord) {
        saveVideo->setPara(SaveVideoType_Yuv, width, height, frameRate);
        saveVideo->write(dataY, dataU, dataV);
    }
#endif
}

void AbstractVideoThread::writeAudioData(const char *data, qint64 len)
{
#ifdef videosave
    if (saveAudioType > 0 && saveAudio->getIsOk()) {
        saveAudio->write(data, len);
    }
#endif
}

void AbstractVideoThread::writeAudioData(const QByteArray &data)
{
#ifdef videosave
    if (saveAudioType > 0 && saveAudio->getIsOk()) {
        this->writeAudioData(data.constData(), data.length());
    }
#endif
}

void AbstractVideoThread::setOsdInfo(const QList<OsdInfo> &listOsd)
{
    this->listOsd = listOsd;
}

void AbstractVideoThread::setGraphInfo(const QList<GraphInfo> &listGraph)
{
    this->listGraph = listGraph;
}
```

## 五、功能特点
### 5.1 基础功能
1. 支持各种音频视频文件格式,比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。
2. 支持本地摄像头设备,可指定分辨率、帧率。
3. 支持各种视频流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http等。
4. 本地音视频文件和网络音视频文件,自动识别文件长度、播放进度、音量大小、静音状态等。
5. 文件可以指定播放位置、调节音量大小、设置静音状态等。
6. 支持倍速播放文件,可选0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度,相当于慢放和快放。
7. 支持开始播放、停止播放、暂停播放、继续播放。
8. 支持抓拍截图,可指定文件路径,可选抓拍完成是否自动显示预览。
8. 支持录像存储,手动开始录像、停止录像,部分内核支持暂停录像后继续录像,跳过不需要录像的部分。
9. 支持无感知切换循环播放、自动重连等机制。
10. 提供播放成功、播放完成、收到解码图片、收到抓拍图片、视频尺寸变化、录像状态变化等信号。
11. 多线程处理,一个解码一个线程,不卡主界面

### 5.2 特色功能
1. 同时支持多种解码内核,包括qmedia内核(Qt4/Qt5/Qt6)、ffmpeg内核(ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5)、vlc内核(vlc2/vlc3)、mpv内核(mpv1/mp2)、海康sdk、easyplayer内核等。
2. 非常完善的多重基类设计,新增一种解码内核只需要实现极少的代码量,就可以应用整套机制。
3. 同时支持多种画面显示策略,自动调整(原始分辨率小于显示控件尺寸则按照原始分辨率大小显示,否则等比例缩放)、等比例缩放(永远等比例缩放)、拉伸填充(永远拉伸填充)。所有内核和所有视频显示模式下都支持三种画面显示策略。
4. 同时支持多种视频显示模式,句柄模式(传入控件句柄交给对方绘制控制)、绘制模式(回调拿到数据后转成QImage用QPainter绘制)、GPU模式(回调拿到数据后转成yuv用QOpenglWidget绘制)。
5. 支持多种硬件加速类型,ffmpeg可选dxva2、d3d11va等,mpv可选auto、dxva2、d3d11va,vlc可选any、dxva2、d3d11va。不同的系统环境有不同的类型选择,比如linux系统有vaapi、vdpau,macos系统有videotoolbox。
6. 解码线程和显示窗体分离,可指定任意解码内核挂载到任意显示窗体,动态切换。
7. 支持共享解码线程,默认开启并且自动处理,当识别到相同的视频地址,共享一个解码线程,在网络视频环境中可以大大节约网络流量以及对方设备的推流压力。国内顶尖视频厂商均采用此策略。这样只要拉一路视频流就可以共享到几十个几百个通道展示。
8. 自动识别视频旋转角度并绘制,比如手机上拍摄的视频一般是旋转了90度的,播放的时候要自动旋转处理,不然默认是倒着的。
9. 自动识别视频流播放过程中分辨率的变化,在视频控件上自动调整尺寸。比如摄像机可以在使用过程中动态配置分辨率,当分辨率改动后对应视频控件也要做出同步反应。
10. 音视频文件无感知自动切换循环播放,不会出现切换期间黑屏等肉眼可见的切换痕迹。
11. 视频控件同时支持任意解码内核、任意画面显示策略、任意视频显示模式。
12. 视频控件悬浮条同时支持句柄、绘制、GPU三种模式,非绝对坐标移来移去。
13. 本地摄像头设备支持指定设备名称、分辨率、帧率进行播放。
14. 录像文件同时支持打开的视频文件、本地摄像头、网络视频流等。
15. 瞬间响应打开和关闭,无论是打开不存在的视频或者网络流,探测设备是否存在,读取中的超时等待,收到关闭指令立即中断之前的操作并响应。
16. 支持打开各种图片文件,支持本地音视频文件拖曳播放。
17. 视频控件悬浮条自带开始和停止录像切换、声音静音切换、抓拍截图、关闭视频等功能。
18. 音频组件支持声音波形值数据解析,可以根据该值绘制波形曲线和柱状声音条,默认提供了声音振幅信号。
19. 各组件中极其详细的打印信息提示,尤其是报错信息提示,封装的统一打印格式。针对现场复杂的设备环境测试极其方便有用,相当于精确定位到具体哪个通道哪个步骤出错
20. 代码框架和结构优化到最优,性能强悍,持续迭代更新升级。
21. 源码支持Qt4、Qt5、Qt6,兼容所有版本。

### 5.3 视频控件
1. 可动态添加任意多个osd标签信息,标签信息包括名字、是否可见、字号大小、文本文字、文本颜色、标签图片、标签坐标、标签格式(文本、日期、时间、日期时间、图片)、标签位置(左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定义坐标)。
2. 可动态添加任意多个图形信息,这个非常有用,比如人工智能算法解析后的图形区域信息直接发给视频控件即可。图形信息支持任意形状,直接绘制在原始图片上,采用绝对坐标。
3. 图形信息包括名字、边框大小、边框颜色、背景颜色、矩形区域、路径集合、点坐标集合等。
4. 每个图形信息都可指定三种区域中的一种或者多种,指定了的都会绘制。
5. 内置悬浮条控件,悬浮条位置支持顶部、底部、左侧、右侧。
6. 悬浮条控件参数包括边距、间距、背景透明度、背景颜色、文本颜色、按下颜色、位置、按钮图标代码集合、按钮名称标识集合、按钮提示信息集合。
7. 悬浮条控件一排工具按钮可自定义,通过结构体参数设置,图标可选图形字体还是自定义图片。
8. 悬浮条按钮内部实现了录像切换、抓拍截图、静音切换、关闭视频等功能,也可以自行在源码中增加自己对应的功能。
9. 悬浮条按钮对应实现了功能的按钮,有对应图标切换处理,比如录像按钮按下后会切换到正在录像中的图标,声音按钮切换后变成静音图标,再次切换还原。
10. 悬浮条按钮单击后都用名称唯一标识作为信号发出,可以自行关联响应处理。
11. 悬浮条空白区域可以显示提示信息,默认显示当前视频分辨率大小,可以增加帧率、码流大小等信息。
12. 视频控件参数包括边框大小、边框颜色、焦点颜色、背景颜色(默认透明)、文字颜色(默认全局文字颜色)、填充颜色(视频外的空白处填充黑色)、背景文字、背景图片(如果设置了图片优先取图片)、是否拷贝图片、缩放显示模式(自动调整、等比例缩放、拉伸填充)、视频显示模式(句柄、绘制、GPU)、启用悬浮条、悬浮条尺寸(横向为高度、纵向为宽度)、悬浮条位置(顶部、底部、左侧、右侧)。

### 5.4 内核ffmpeg
1. 支持各种音视频文件、本地摄像头设备,各种视频流网络流。
2. 支持开始播放、暂停播放、继续播放、停止播放、设置播放进度、倍速播放。
3. 可设置音量、静音切换、抓拍图片、录像存储。
4. 自动提取专辑信息比如标题、艺术家、专辑、专辑封面,自动显示专辑封面。
5. 完美支持音视频同步和倍速播放。
6. 解码策略支持速度优先、质量优先、均衡处理、最快速度。
7. 支持手机视频旋转角度显示,比如一般手机拍摄的视频是旋转了90度的,解码显示的时候需要重新旋转90度才是正的。
8. 自动转换yuv420格式,比如本地摄像头是yuyv422格式,有些视频文件是xx格式,统一将非yuv420格式转换,然后再进行处理。
9. 支持硬解码dxva2、d3d11va等,性能极高尤其是大分辨率比如4K视频。
10. 视频响应极低延迟0.2s左右,极速响应打开视频流0.5s左右,专门做了优化处理。
11. 硬解码和GPU绘制组合,极低CPU占用,比海康大华等客户端更优。
12. 支持视频流中的各种音频格式,AAC、PCM、G.726、G.711A、G.711Mu、G.711ulaw、G.711alaw、MP2L2等都支持,推荐选择AAC兼容性跨平台性最好。
13. 视频存储支持yuv、h264、mp4多种格式,音频存储支持pcm、wav、aac多种格式。默认视频mp4格式、音频aac格式。
14. 支持分开存储音频视频文件,也支持合并到一个mp4文件,默认策略是无论何种音视频文件格式存储,最终都转成mp4及aac格式,然后合并成音视频一起的mp4文件。
15. 支持本地摄像头实时视频显示带音频输入输出,音视频录制合并到一个mp4文件。
16. 支持H264/H265编码(现在越来越多的监控摄像头是H265视频流格式)生成视频文件,内部自动识别切换编码格式。
17. 自动识别视频流动态分辨率改动,重新打开视频流。
18. 支持用户信息中包含特殊字符(比如用户信息中包含+#@等字符)的视频流播放,内置解析转义处理。
19. 纯qt+ffmpeg解码,非sdl等第三方绘制播放依赖,gpu绘制采用qopenglwidget,音频播放采用qaudiooutput。
20. 同时支持ffmpeg2、ffmpeg3、ffmpeg4、ffmpeg5版本,全部做了兼容处理。如果需要支持xp需要选用ffmpeg3及以下。
4条评分好评度+1贡献值+1金钱+10威望+1
20091001753 好评度 +1 - 2023-01-31
20091001753 贡献值 +1 - 2023-01-31
20091001753 威望 +1 - 2023-01-31
20091001753 金钱 +10 - 2023-01-31
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