javacv-05:开启真正的本地视频直播，添加音频_javacv插入空白音频

前言

javacv开发包是用于支持java多媒体开发的一套开发包，可以适用于本地多媒体（音视频）调用以及音视频，图片等文件后期操作（图片修改，音视频解码剪辑等等功能），这里只使用javacv来实现一些简单的功能，具体到项目中还需要大家自己磨合

重要：

建议使用最新javaCV1.5版本，该版本已解决更早版本中已发现的大部分bug     --博主目前使用的  javaCV1.5.4

javacv系列文章使用6个jar包：

javacv.jar,javacpp.jar,ffmpeg.jar,ffmpeg-系统平台.jar，opencv.jar,opencv-系统平台.jar。

其中ffmpeg-系统平台.jar，opencv-系统平台.jar中的系统平台根据开发环境或者测试部署环境自行更改为对应的jar包，比如windows7 64位系统替换为ffmpeg-x86-x64.jar

为什么要这样做：因为ffmpeg-系统平台.jar中存放的是c/c++本地so/dll库，而ffmpeg.jar就是使用javacpp封装的对应本地库java接口的实现，而javacpp就是基于jni的一个功能性封装包，方便实现jni，javacv.jar就是对9个视觉库进行了二次封装，但是实现的功能有限，所以建议新手先熟悉openCV和ffmpeg这两个C/C++库的API后再来看javaCV思路就会很清晰了。

上一章简单的介绍了 实时转发rtsp视频流：javacv-04:录制器升级，实现rtsp视频流实时转发 

下面将介绍如何 ：

1、依赖配置说明

maven和gradle方式如果想要减小依赖包大小，则需要手动进行排除不需要的平台依赖即可

(注意：从其他地方下载的依赖包请积极开心的替换为官方jar包和博主提供jar包；如果使用其他jar包版本而导致出错，不要急着找博主问为啥会报错，先把jar包替换了再试试看)

（1）使用maven添加依赖

1. <dependency>

2. <groupId>org.bytedeco</groupId>

3. <artifactId>javacv-platform</artifactId>

4. <version>1.5.4</version>

5. </dependency>

（2）使用gradle添加依赖

1. dependencies {

2. compile group: 'org.bytedeco', name: 'javacv-platform', version: '1.4.4'

3. }

（3）使用本地jar包方式

最新版实在太大，需要下载全量包的请到官方github.com/bytedeco/javacv下载

注：博主不太赞同使用这种方式！！！（但还是进行了相关介绍）

jar包使用须知：

1、windows x64平台用到的opencv依赖：opencv.jar；oepncv-windows-x86_64.jar(其他平台替换为对应的jar包即可)

2、苹果mac需要opencv-macosx-x86_64.jar
3、linux平台需要：opencv-linux-x86_64.jar  

4、安卓平台arm架构的需要opencv-android-arm.jar ，基于x86的需要opencv-android-x86.jar

2、为什么不需要安装opencv？

从javacv0.8开始，已经不需要本地安装opencv，直接通过引用opencv对应的系统平台的引用包即可。

（比如oepncv-windows-x86_64.jar就是典型的64位windows环境依赖包）

3、代码实现 

import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.ShortBuffer;
import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
import javax.sound.sampled.AudioFormat;
import javax.sound.sampled.AudioSystem;
import javax.sound.sampled.DataLine;
import javax.sound.sampled.LineUnavailableException;
import javax.sound.sampled.Mixer;
import javax.sound.sampled.TargetDataLine;
import javax.swing.JFrame;
 
import org.bytedeco.ffmpeg.global.avcodec;
import org.bytedeco.javacv.CanvasFrame;
import org.bytedeco.javacv.FFmpegFrameRecorder;
import org.bytedeco.javacv.Frame;
import org.bytedeco.javacv.OpenCVFrameGrabber;
import org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception;
 
public class SaveAudioRecord {
 
    /**
     * 已经调试成功，可以正常运行 调试过程中，遇到了java编译器的问题，需要注意的是该版本使用的是jdk8的编译器，
     * 需要在pom文件以及setting.json中进行修改 推送/录制本机的音/视频(Webcam/Microphone)到流媒体服务器(Stream
     * media server)
     * 
     * @param WEBCAM_DEVICE_INDEX - 视频设备，本机默认是0
     * @param AUDIO_DEVICE_INDEX  - 音频设备，本机默认是4
     * @param outputFile          - 输出文件/地址(可以是本地文件，也可以是流媒体服务器地址)
     * @param captureWidth        - 摄像头宽
     * @param captureHeight       - 摄像头高
     * @param FRAME_RATE          - 视频帧率: 最低 25(即每秒25张图片,低于25就会出现闪屏)
     * @throws org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception
     */
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        recordWebcamAndMicrophone(0, 4, "rtmp://xxx", 1280, 720, 50);
    }
 
    public static void recordWebcamAndMicrophone(int WEBCAM_DEVICE_INDEX, int AUDIO_DEVICE_INDEX, String outputFile,
            int captureWidth, int captureHeight, int FRAME_RATE) throws org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception {
        long startTime = 0;
        long videoTS = 0;
        /**
         * FrameGrabber 类包含：OpenCVFrameGrabber (opencv_videoio),C1394FrameGrabber,
         * FlyCaptureFrameGrabber,P OpenKinectFrameGrabber, PS3EyeFrameGrabber,
         * VideoInputFrameGrabber, 和 FFmpegFrameGrabber.
         */
        OpenCVFrameGrabber grabber = new OpenCVFrameGrabber(WEBCAM_DEVICE_INDEX);
        grabber.setImageWidth(captureWidth);
        grabber.setImageHeight(captureHeight);
        System.out.println("开始抓取摄像头...");
        int isTrue = 0;// 摄像头开启状态
        try {
            grabber.start();
            isTrue += 1;
        } catch (org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception e2) {
            if (grabber != null) {
                try {
                    grabber.restart();
                    isTrue += 1;
                } catch (org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception e) {
                    isTrue -= 1;
                    try {
                        grabber.stop();
                    } catch (org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception e1) {
                        isTrue -= 1;
                    }
                }
            }
        }
        if (isTrue < 0) {
            System.err.println("摄像头首次开启失败，尝试重启也失败！");
            return;
        } else if (isTrue < 1) {
            System.err.println("摄像头开启失败！");
            return;
        } else if (isTrue == 1) {
            System.err.println("摄像头开启成功！");
        } else if (isTrue == 1) {
            System.err.println("摄像头首次开启失败，重新启动成功！");
        }
 
        /**
         * FFmpegFrameRecorder(String filename, int imageWidth, int imageHeight, int
         * audioChannels) fileName可以是本地文件（会自动创建），也可以是RTMP路径（发布到流媒体服务器） imageWidth =
         * width （为捕获器设置宽） imageHeight = height （为捕获器设置高） audioChannels =
         * 2（立体声）；1（单声道）；0（无音频）
         */
        FFmpegFrameRecorder recorder = new FFmpegFrameRecorder(outputFile, captureWidth, captureHeight, 2);
        recorder.setInterleaved(true);
 
        /**
         * 该参数用于降低延迟 参考FFMPEG官方文档：https://trac.ffmpeg.org/wiki/StreamingGuide
         * 官方原文参考：ffmpeg -f dshow -i video="Virtual-Camera" -vcodec libx264 -tune
         * zerolatency -b 900k -f mpegts udp://10.1.0.102:1234
         */
 
        recorder.setVideoOption("tune", "zerolatency");
        /**
         * 权衡quality(视频质量)和encode speed(编码速度) values(值)： ultrafast(终极快),superfast(超级快),
         * veryfast(非常快), faster(很快), fast(快), medium(中等), slow(慢), slower(很慢),
         * veryslow(非常慢)
         * ultrafast(终极快)提供最少的压缩（低编码器CPU）和最大的视频流大小；而veryslow(非常慢)提供最佳的压缩（高编码器CPU）的同时降低视频流的大小
         * 参考：https://trac.ffmpeg.org/wiki/Encode/H.264 官方原文参考：-preset ultrafast as the
         * name implies provides for the fastest possible encoding. If some tradeoff
         * between quality and encode speed, go for the speed. This might be needed if
         * you are going to be transcoding multiple streams on one machine.
         */
        recorder.setVideoOption("preset", "ultrafast");
        /**
         * 参考转流命令: ffmpeg -i'udp://localhost:5000?fifo_size=1000000&overrun_nonfatal=1'
         * -crf 30 -preset ultrafast -acodec aac -strict experimental -ar 44100 -ac
         * 2-b:a 96k -vcodec libx264 -r 25 -b:v 500k -f flv 'rtmp://<wowza
         * serverIP>/live/cam0' -crf 30
         * -设置内容速率因子,这是一个x264的动态比特率参数，它能够在复杂场景下(使用不同比特率，即可变比特率)保持视频质量；
         * 可以设置更低的质量(quality)和比特率(bit rate),参考Encode/H.264 -preset ultrafast
         * -参考上面preset参数，与视频压缩率(视频大小)和速度有关,需要根据情况平衡两大点：压缩率(视频大小)，编/解码速度 -acodec aac
         * -设置音频编/解码器 (内部AAC编码) -strict experimental -允许使用一些实验的编解码器(比如上面的内部AAC属于实验编解码器)
         * -ar 44100 设置音频采样率(audio sample rate) -ac 2 指定双通道音频(即立体声) -b:a 96k 设置音频比特率(bit
         * rate) -vcodec libx264 设置视频编解码器(codec) -r 25 -设置帧率(frame rate) -b:v 500k
         * -设置视频比特率(bit rate),比特率越高视频越清晰,视频体积也会变大,需要根据实际选择合理范围 -f flv
         * -提供输出流封装格式(rtmp协议只支持flv封装格式) 'rtmp://<FMS server IP>/live/cam0'-流媒体服务器地址
         */
        recorder.setVideoOption("crf", "25");
        // 2000 kb/s, 720P视频的合理比特率范围
        recorder.setVideoBitrate(2000000);
        // h264编/解码器
        recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);
        // 封装格式flv
        recorder.setFormat("flv");
        // 视频帧率(保证视频质量的情况下最低25，低于25会出现闪屏)
        recorder.setFrameRate(FRAME_RATE);
        // 关键帧间隔，一般与帧率相同或者是视频帧率的两倍
        recorder.setGopSize(FRAME_RATE * 2);
        // 不可变(固定)音频比特率
        recorder.setAudioOption("crf", "0");
        // 最高质量
        recorder.setAudioQuality(0);
        // 音频比特率
        recorder.setAudioBitrate(192000);
        // 音频采样率
        recorder.setSampleRate(44100);
        // 双通道(立体声)
        recorder.setAudioChannels(2);
        // 音频编/解码器
        recorder.setAudioCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_AAC);
        System.out.println("开始录制...");
 
        try {
            recorder.start();
        } catch (org.bytedeco.javacv.FrameRecorder.Exception e2) {
            if (recorder != null) {
                System.out.println("关闭失败，尝试重启");
                try {
                    recorder.stop();
                    recorder.start();
                } catch (org.bytedeco.javacv.FrameRecorder.Exception e) {
                    try {
                        System.out.println("开启失败，关闭录制");
                        recorder.stop();
                        return;
                    } catch (org.bytedeco.javacv.FrameRecorder.Exception e1) {
                        return;
                    }
                }
            }
 
        }
        // 音频捕获
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                /**
                 * 设置音频编码器 最好是系统支持的格式，否则getLine() 会发生错误
                 * 采样率:44.1k;采样率位数:16位;立体声(stereo);是否签名;true:
                 * big-endian字节顺序,false:little-endian字节顺序(详见:ByteOrder类)
                 */
                AudioFormat audioFormat = new AudioFormat(44100.0F, 16, 2, true, false);
 
                // 通过AudioSystem获取本地音频混合器信息
                Mixer.Info[] minfoSet = AudioSystem.getMixerInfo();
                // 通过AudioSystem获取本地音频混合器
                Mixer mixer = AudioSystem.getMixer(minfoSet[AUDIO_DEVICE_INDEX]);
                // 通过设置好的音频编解码器获取数据线信息
                DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(TargetDataLine.class, audioFormat);
                try {
                    // 打开并开始捕获音频
                    // 通过line可以获得更多控制权
                    // 获取设备：TargetDataLine line
                    // =(TargetDataLine)mixer.getLine(dataLineInfo);
                    TargetDataLine line = (TargetDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);
                    line.open(audioFormat);
                    line.start();
                    // 获得当前音频采样率
                    int sampleRate = (int) audioFormat.getSampleRate();
                    // 获取当前音频通道数量
                    int numChannels = audioFormat.getChannels();
                    // 初始化音频缓冲区(size是音频采样率*通道数)
                    int audioBufferSize = sampleRate * numChannels;
                    byte[] audioBytes = new byte[audioBufferSize];
 
                    ScheduledThreadPoolExecutor exec = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);
                    exec.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            try {
                                // 非阻塞方式读取
                                int nBytesRead = line.read(audioBytes, 0, line.available());
                                // 因为我们设置的是16位音频格式,所以需要将byte[]转成short[]
                                int nSamplesRead = nBytesRead / 2;
                                short[] samples = new short[nSamplesRead];
                                /**
                                 * ByteBuffer.wrap(audioBytes)-将byte[]数组包装到缓冲区
                                 * ByteBuffer.order(ByteOrder)-按little-endian修改字节顺序，解码器定义的
                                 * ByteBuffer.asShortBuffer()-创建一个新的short[]缓冲区
                                 * ShortBuffer.get(samples)-将缓冲区里short数据传输到short[]
                                 */
                                ByteBuffer.wrap(audioBytes).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).asShortBuffer().get(samples);
                                // 将short[]包装到ShortBuffer
                                ShortBuffer sBuff = ShortBuffer.wrap(samples, 0, nSamplesRead);
                                // 按通道录制shortBuffer
                                recorder.recordSamples(sampleRate, numChannels, sBuff);
                            } catch (org.bytedeco.javacv.FrameRecorder.Exception e) {
                                e.printStackTrace();
                            }
                        }
                    }, 0, (long) 1000 / FRAME_RATE, TimeUnit.MILLISECONDS);
                } catch (LineUnavailableException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
            }
        }).start();
 
        // javaCV提供了优化非常好的硬件加速组件来帮助显示我们抓取的摄像头视频
        CanvasFrame cFrame = new CanvasFrame("欢迎来到直播间", CanvasFrame.getDefaultGamma() / grabber.getGamma());
        // 关闭窗口的同时关闭程序
        cFrame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        // 窗口置顶
        if (cFrame.isAlwaysOnTopSupported()) {
            cFrame.setAlwaysOnTop(true);
        }
 
        Frame capturedFrame = null;
        // 执行抓取（capture）过程
        while ((capturedFrame = grabber.grab()) != null) {
            if (cFrame.isVisible()) {
                // 本机预览要发送的帧
                cFrame.showImage(capturedFrame);
            }
            // 定义我们的开始时间，当开始时需要先初始化时间戳
            if (startTime == 0)
                startTime = System.currentTimeMillis();
 
            // 创建一个 timestamp用来写入帧中
            videoTS = 1000 * (System.currentTimeMillis() - startTime);
            // 检查偏移量
            if (videoTS > recorder.getTimestamp()) {
                System.out.println("Lip-flap correction: " + videoTS + " : " + recorder.getTimestamp() + " -> "
                        + (videoTS - recorder.getTimestamp()));
                // 告诉录制器写入这个timestamp
                recorder.setTimestamp(videoTS);
            }
            // 发送帧
            try {
                recorder.record(capturedFrame);
            } catch (org.bytedeco.javacv.FrameRecorder.Exception e) {
                System.out.println("录制帧发生异常，什么都不做");
            }
        }
 
        cFrame.dispose();
        try {
            if (recorder != null) {
                recorder.stop();
            }
        } catch (org.bytedeco.javacv.FrameRecorder.Exception e) {
            System.out.println("关闭录制器失败");
            try {
                if (recorder != null) {
                    grabber.stop();
                }
            } catch (org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception e1) {
                System.out.println("关闭摄像头失败");
                return;
            }
        }
        try {
            if (recorder != null) {
                grabber.stop();
            }
        } catch (org.bytedeco.javacv.FrameGrabber.Exception e) {
            System.out.println("关闭摄像头失败");
        }
    }
}

至此，代码已经可以成功运行，在main函数中填写填写自己搭建的流媒体服务器地址（rtmp）：远程直播时则可以通过VLC软件进行观看。  流媒体服务器的搭建可以参考：从零开始搭建流媒体服务器

注：此次代码是基于vscode编辑器进行开发，使用起来很是方便，也是轻量级的；jdk版本为1.8。

大家如有问题可以随时留言~    关注+点赞+转发 走一波~