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这里分类和汇总了欣宸的全部原创(含配套源码)：https://github.com/zq2599/blog_demos

本篇概览

• 本文是《JavaCV的摄像头实战》的第七篇，在《JavaCV的摄像头实战之五：推流》一文中，咱们将摄像头的内容推送到媒体服务器，再用VLC成功播放，相信聪明的您一定觉察到了一缕瑕疵：没有声音
• 虽然《JavaCV的摄像头实战》系列的主题是摄像头处理，但显然音视频健全才是最常见的情况，因此就在本篇补全前文的不足吧：编码实现摄像头和麦克风的推流，并验证可以成功远程播放音视频

关于音频的采集和录制

• 本篇的代码是在《JavaCV的摄像头实战之五：推流》源码的基础上增加音频处理部分
• 编码前，咱们先来分析一下，增加音频处理后具体的代码逻辑会有哪些变化
• 只保存视频的操作，与保存音频相比，深色块就是新增的操作：
• 相对的，在应用结束时，释放所有资源的时候，音视频的操作也比只有视频时要多一些，深色就是释放音频相关资源的操作：
• 为了让代码简洁一些，我将音频相关的处理都放在名为AudioService的类中，也就是说上面两幅图的深色部分的代码都在AudioService.java中，主程序使用此类来完成音频处理
• 接下来开始编码

开发音频处理类AudioService

• 首先是刚才提到的AudioService.java，主要内容就是前面图中深色块的功能，有几处要注意的地方稍后会提到：

package com.bolingcavalry.grabpush.extend;  import lombok.extern.slf4j.Slf4j; import org.bytedeco.ffmpeg.global.avcodec; import org.bytedeco.javacv.FFmpegFrameRecorder; import org.bytedeco.javacv.FrameRecorder; import javax.sound.sampled.AudioFormat; import javax.sound.sampled.AudioSystem; import javax.sound.sampled.DataLine; import javax.sound.sampled.TargetDataLine; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.ByteOrder; import java.nio.ShortBuffer; import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor; import java.util.concurrent.TimeUnit;  /**  * @author willzhao  * @version 1.0  * @description 音频相关的服务  * @date 2021/12/3 8:09  */ @Slf4j public class AudioService {      // 采样率     private final static int SAMPLE_RATE = 44100;      // 音频通道数，2表示立体声     private final static int CHANNEL_NUM = 2;      // 帧录制器     private FFmpegFrameRecorder recorder;      // 定时器     private ScheduledThreadPoolExecutor sampleTask;      // 目标数据线，音频数据从这里获取     private TargetDataLine line;      // 该数组用于保存从数据线中取得的音频数据     byte[] audioBytes;      // 定时任务的线程中会读此变量，而改变此变量的值是在主线程中，因此要用volatile保持可见性     private volatile boolean isFinish = false;      /**      * 帧录制器的音频参数设置      * @param recorder      * @throws Exception      */     public void setRecorderParams(FrameRecorder recorder) throws Exception {         this.recorder = (FFmpegFrameRecorder)recorder;          // 码率恒定         recorder.setAudioOption("crf", "0");         // 最高音质         recorder.setAudioQuality(0);         // 192 Kbps         recorder.setAudioBitrate(192000);          // 采样率         recorder.setSampleRate(SAMPLE_RATE);          // 立体声         recorder.setAudioChannels(2);         // 编码器         recorder.setAudioCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_AAC);     }      /**      * 音频采样对象的初始化      * @throws Exception      */     public void initSampleService() throws Exception {         // 音频格式的参数         AudioFormat audioFormat = new AudioFormat(SAMPLE_RATE, 16, CHANNEL_NUM, true, false);          // 获取数据线所需的参数         DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(TargetDataLine.class, audioFormat);          // 从音频捕获设备取得其数据的数据线，之后的音频数据就从该数据线中获取         line = (TargetDataLine)AudioSystem.getLine(dataLineInfo);          line.open(audioFormat);          // 数据线与音频数据的IO建立联系         line.start();          // 每次取得的原始数据大小         final int audioBufferSize = SAMPLE_RATE * CHANNEL_NUM;          // 初始化数组，用于暂存原始音频采样数据         audioBytes = new byte[audioBufferSize];          // 创建一个定时任务，任务的内容是定时做音频采样，再把采样数据交给帧录制器处理         sampleTask = new ScheduledThreadPoolExecutor(1);     }      /**      * 程序结束前，释放音频相关的资源      */     public void releaseOutputResource() {         // 结束的标志，避免采样的代码在whlie循环中不退出         isFinish = true;         // 结束定时任务         sampleTask.shutdown();         // 停止数据线         line.stop();         // 关闭数据线         line.close();     }      /**      * 启动定时任务，每秒执行一次，采集音频数据给帧录制器      * @param frameRate      */     public void startSample(double frameRate) {          // 启动定时任务，每秒执行一次，采集音频数据给帧录制器         sampleTask.scheduleAtFixedRate((Runnable) new Runnable() {             @Override             public void run() {                 try                 {                     int nBytesRead = 0;                      while (nBytesRead == 0 && !isFinish) {                         // 音频数据是从数据线中取得的                         nBytesRead = line.read(audioBytes, 0, line.available());                     }                      // 如果nBytesRead<1，表示isFinish标志被设置true，此时该结束了                     if (nBytesRead<1) {                         return;                     }                      // 采样数据是16比特，也就是2字节，对应的数据类型就是short，                     // 所以准备一个short数组来接受原始的byte数组数据                     // short是2字节，所以数组长度就是byte数组长度的二分之一                     int nSamplesRead = nBytesRead / 2;                     short[] samples = new short[nSamplesRead];                      // 两个byte放入一个short中的时候，谁在前谁在后？这里用LITTLE_ENDIAN指定拜访顺序，                     ByteBuffer.wrap(audioBytes).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).asShortBuffer().get(samples);                     // 将short数组转为ShortBuffer对象，因为帧录制器的入参需要该类型                     ShortBuffer sBuff = ShortBuffer.wrap(samples, 0, nSamplesRead);                      // 音频帧交给帧录制器输出                     recorder.recordSamples(SAMPLE_RATE, CHANNEL_NUM, sBuff);                 }                 catch (FrameRecorder.Exception e) {                     e.printStackTrace();                 }             }         }, 0, 1000 / (long)frameRate, TimeUnit.MILLISECONDS);     } }

• 上述代码中，有两处要注意：

1. 重点关注recorder.recordSamples，该方法将音频存入了mp4文件
2. 定时任务是在一个新线程中执行的，因此当主线程结束录制后，需要中断定时任务中的while循环，因此新增了volatile类型的变量isFinish，帮助定时任务中的代码判断是否立即结束while循环

改造原本推流时只推视频的代码

• 接着是对《JavaCV的摄像头实战之五：推流》一文中RecordCamera.java的改造，为了不影响之前章节在github上的代码，这里我新增了一个类RecordCameraWithAudio.java，内容与RecordCamera.java一模一样，接下来咱们来改造这个RecordCameraWithAudio类
• 先增加AudioService类型的成员变量：

	// 音频服务类     private AudioService audioService = new AudioService();

• 接下来是关键，initOutput方法负责帧录制器的初始化，现在要加上音频相关的初始化操作，并且还要启动定时任务去采集和处理音频，如下所示，AudioService的三个方法都在此调用了，注意定时任务的启动要放在帧录制器初始化之后：

    @Override     protected void initOutput() throws Exception {         // 实例化FFmpegFrameRecorder，将SRS的推送地址传入         recorder = FrameRecorder.createDefault(RECORD_ADDRESS, getCameraImageWidth(), getCameraImageHeight());          // 降低启动时的延时，参考         // https://trac.ffmpeg.org/wiki/StreamingGuide)         recorder.setVideoOption("tune", "zerolatency");         // 在视频质量和编码速度之间选择适合自己的方案，包括这些选项：         // ultrafast,superfast, veryfast, faster, fast, medium, slow, slower, veryslow         // ultrafast offers us the least amount of compression (lower encoder         // CPU) at the cost of a larger stream size         // at the other end, veryslow provides the best compression (high         // encoder CPU) while lowering the stream size         // (see: https://trac.ffmpeg.org/wiki/Encode/H.264)         // ultrafast对CPU消耗最低         recorder.setVideoOption("preset", "ultrafast");         // Constant Rate Factor (see: https://trac.ffmpeg.org/wiki/Encode/H.264)         recorder.setVideoOption("crf", "28");         // 2000 kb/s, reasonable "sane" area for 720         recorder.setVideoBitrate(2000000);          // 设置编码格式         recorder.setVideoCodec(avcodec.AV_CODEC_ID_H264);          // 设置封装格式         recorder.setFormat("flv");          // FPS (frames per second)         // 一秒内的帧数         recorder.setFrameRate(getFrameRate());         // Key frame interval, in our case every 2 seconds -> 30 (fps) * 2 = 60         // 关键帧间隔         recorder.setGopSize((int)getFrameRate()*2);          // 设置帧录制器的音频相关参数         audioService.setRecorderParams(recorder);          // 音频采样相关的初始化操作         audioService.initSampleService();          // 帧录制器开始初始化         recorder.start();          // 启动定时任务，采集音频帧给帧录制器         audioService.startSample(getFrameRate());     }

• output方法保存原样，只处理视频帧（音频处理在定时任务中）

    @Override     protected void output(Frame frame) throws Exception {         if (0L==startRecordTime) {             startRecordTime = System.currentTimeMillis();         }          // 时间戳         recorder.setTimestamp(1000 * (System.currentTimeMillis()-startRecordTime));          // 存盘         recorder.record(frame);     }

• 释放资源的方法中，增加了音频资源释放的操作：

    @Override     protected void releaseOutputResource() throws Exception {         // 执行音频服务的资源释放操作         audioService.releaseOutputResource();          // 关闭帧录制器         recorder.close();     }

• 至此，将摄像头视频和麦克风音频推送到媒体服务器的功能已开发完成，再写上main方法，表示推流十分钟：

    public static void main(String[] args) {         new RecordCameraWithAudio().action(600);     }

• 运行main方法，等到控制台输出下图红框的内容时，表示正在推送中：
  

• 在另一台电脑上用VLC软件打开刚才推流的地址rtmp://192.168.50.43:21935/hls/camera，稍等几秒钟后开始正常播放，图像声音都正常（注意不能用当前电脑播放，否则麦克风采集的是VLC播放的声音了）：
  

• 用VLC自带的工具查看媒体流信息，如下图，可见视频流和音频流都能正常识别：
  

• 打开媒体服务器自身的监控页面，如下图，可以看到各项实时数据：
  

• 至此，咱们已完成了音视频推流的功能，（有点像直播的样子了），得益于JavaCV的强大，整个过程是如此的轻松愉快，接下来请继续关注欣宸原创，《JavaCV的摄像头实战》系列还会呈现更多丰富的应用；

源码下载

• 《JavaCV的摄像头实战》的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

名称	链接	备注
项目主页	https://github.com/zq2599/blog_demos	该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https)	https://github.com/zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh)	git@github.com:zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，ssh协议

• 这个git项目中有多个文件夹，本篇的源码在javacv-tutorials文件夹下，如下图红框所示：
• javacv-tutorials里面有多个子工程，《JavaCV的摄像头实战》系列的代码在simple-grab-push工程下：

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