基于FFmpeg的Java视频Mp4转GIF初探

背景

       在一些业务场景中,会有如下的一些要求:比如有用户需要将Mp4视频转为Gif动图。当然有一些小伙伴说可以使用系统截图,然后使用之前提到过的技术:GIF图像动态生成-JAVA后台生成。需要处理的素材比较少,就一两个视频,确实可以通过这种方式来处理。试想一下,如果需要处理上百个,做处理的小伙伴是不是就抓狂了,这完全是实打实的工作量。那有没有直接从Mp4转成gif动态图的技术呢?运营的小伙伴就能按时下班了。

       经过一番查询,找到一些思路,Mp4视频的组成也是一帧一帧的图像组成的。如果有什么技术可以去动态获取这些数据,通过动态截取每一帧,最后再合成图片。不久解决了吗?FFmpeg变进入技术选型的视野。本文主要讲解如何在Java中,使用FFmpeg进行视频的帧读取,并最终合并成Gif动态图。

一、FFmpeg是什么?

1、简介

      FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频,并能将其转化为流的开源计算机程序。采用LGPL或GPL许可证。它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。FFmpeg在Linux平台下开发,但它同样也可以在其它操作系统环境中编译运行,包括Windows、Max Os等。这个项目最早由Fabrice Bellard发起,2004年至2015年间由Michael Niedermayer主要负责维护。许多FFmpeg的开发人员都来自项目MPlayer,而且当前FFmpeg也是放在MPlayer项目组的服务器上。

2、FFmpeg功能列表

       FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频,并能将其转化为流的开源计算机程序。它包括了领先的音/视频编码库libavcodec等。

  1. libavformat:用于各种音视频封装格式的生成和解析,包括获取解码所需信息以生成解码上下文结构
  2. 和读取音视频帧等功能;
  3. libavcodec:用于各种类型声音/图像编解码;
  4. libavutil:包含一些公共的工具函数;
  5. libswscale:用于视频场景比例缩放、色彩映射转换;
  6. libpostproc:用于后期效果处理;
  7. ffmpeg:该项目提供的一个工具,可用于格式转换、解码;
  8. ffsever:一个 HTTP 多媒体即时广播串流服务器;
  9. ffplay:是一个简单的播放器,使用ffmpeg 库解析和解码,通过SDL显示;

二、Java集成JavaCV调用FFmpeg

1、JavaCv引入

      JavaCv是基于openCv的一个非常强大的库,关于javaCv以后计划做几次讲解,这里不深入,有兴趣的小伙伴可以先行学习。在工程中新建一个Maven工程,在Pom.xml中引入支持,需要注意的是,这里为了演示简单,引入了完整的JavaCv的包,在实际项目中不需要如此,按需引入即可。

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
	<groupId>com.yelang</groupId>
	<artifactId>mp42gif</artifactId>
	<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
	<dependencies>
		<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bytedeco/javacv-platform -->
		<dependency>
			<groupId>org.bytedeco</groupId>
			<artifactId>javacv-platform</artifactId>
			<version>1.5.2</version>
		</dependency>
		<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.madgag/animated-gif-lib -->
		<dependency>
			<groupId>com.madgag</groupId>
			<artifactId>animated-gif-lib</artifactId>
			<version>1.4</version>
		</dependency>
		
		<dependency>
			<groupId>junit</groupId>
			<artifactId>junit</artifactId>
			<version>4.11</version>
			<scope>test</scope>
		</dependency>
		
		<!-- lombok 代码自动生成组件 add by wuzuhu on 2022-11-01 -->
		<dependency>
			<groupId>org.projectlombok</groupId>
			<artifactId>lombok</artifactId>
			<version>1.18.24</version>
			<scope>provided</scope>
		</dependency>
	</dependencies>
</project>

2、视频转换读取

public static void main(String[] args) {
	// 将指定目录的 MP4 文件生成同名的 gif 文件
	File videoDir = new File("E:/testv");
	for (File file : videoDir.listFiles()) {
		String videoPath = file.getPath();
		if (videoPath.endsWith(".mp4")) {
			String gifPath = videoPath.substring(0,videoPath.lastIndexOf(".")) + ".gif";
			try {
				video2Gif(videoPath,gifPath);
				System.out.println("转换完成");
			} catch (Exception e) {
				System.out.println("文件 [" + videoPath + "] 处理异常!");
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

       上面定义了一个main函数调用,只是一个简单的示例,实际项目需要自己扩展。核心的视频转换函数如下:

private static void video2Gif(String videoPath,String gifPath) throws Exception {
	try (FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(videoPath);
			FileOutputStream targetFile = new FileOutputStream(gifPath)) {
		grabber.start();
		int frames = grabber.getLengthInFrames();
		System.out.println(frames);
		AnimatedGifEncoder encoder = new AnimatedGifEncoder();
		encoder.setFrameRate(frames);
		encoder.start(targetFile);
		Java2DFrameConverter converter = new Java2DFrameConverter();
		for (int i = 0; i < frames; i += 8) {// 8帧合成1帧?(反正越大动图越小、越快)
			encoder.setDelay((int) grabber.getDelayedTime());
			encoder.addFrame(converter.convert(grabber.grabImage()));
			grabber.setFrameNumber(i);
		}
			
		encoder.finish();
	}
}

       通过FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(videoPath);获取视频信息,同时调用grabber.start();进行视频读取(这一步必须要设置,否则会影响后面的结果)。通过int frames = grabber.getLengthInFrames();获取Mp4视频的帧数,再循环帧,即可。上述的代码中不是读取每一帧,这样生成的结果会非常大,建议不要全部读取。

for (int i = 0; i < frames; i += 8) {// 8帧合成1帧)
	encoder.setDelay((int) grabber.getDelayedTime());
	encoder.addFrame(converter.convert(grabber.grabImage()));
	grabber.setFrameNumber(i);
}

3、运行结果

      使用一段视频来测试相应的功能能否正常生效,在E盘新建一个mp4视频文件。

  使用上述视频来验证代码是否正确运行,通过Debug来观察程序的运行。

        最后在测试的目录中,发现已经成功生成对应的gif图片,拖到浏览器中可以正常展示。

三、总结

       以上就是今天要讲的内容,本文主要简单介绍了在Java中如何基于FFmpeg进行Mp4视频到Gif动图的转换。首先简单讲解FFmpeg的定义,常用的方法,然后重点介绍JavaCv中FFmpeg具体使用,如果在工作中有这种需要,不妨采用这种方式。希望本文对您有所帮助,欢迎指导交流。

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