php利用ffmpeg提取视频中音频与视频画面的方法详解

一、背景

ffmpeg应该是目前最强大的视频管理程序，当你需要截取视频第一帧，对视频类型进行转换，截取gif图片等一系列对视频的操作，ffmpeg绝对是最好的扩展

笔者想将自己收藏的一些电影放到网站上可以用来随时播放，不过遇到了一个问题，便是如果直接将MP4文件放放到网站目录当中，手机端必须下载整个视频才可以播放，而如果跨外网传输，这实在是不太现实。

为了解决这个问题，便想着搭建一套流媒体服务，这样手机就可以边看边下载，查询了一些资料了了解到需要先将视频分成一小片来传输，比如将MP4转码为M3U8格式，查询了相关转码方法，比较主流的方式是使用ffmpeg这个开源工具

二、操作概要

安装Ffmpeg
服务搭建
功能测试

三、搭建ffmpeg

视频转码的工具可能有很多，但开源且使用人数最多的还是莫过于ffmpeg这个工具，具体功能笔者不在这里详细讲解；安装此工具的方式有很多，比如apt安装、源码安装、docker安装等等，不过docker是跨平台的，因此笔者这里将以docker方式安装为例

3.1 镜像下载

首先笔者需要下载对应的docker镜像，参考命令如下

docker pull jrottenberg/ffmpeg

命令执行过程中将会从远处下载镜像，这个时间由当前的网络带宽所决定，当下载完成之后，可以看到如下参考信息

Using default tag: latest
latest: Pulling from jrottenberg/ffmpeg
b234f539f7a1: Pull complete
55172d420b43: Pull complete
5ba5bbeb6b91: Pull complete
43ae2841ad7a: Pull complete
f6c9c6de4190: Pull complete
2a0ef76bfa54: Pull complete
40ddf796a4bb: Pull complete
32ba137d2764: Pull complete
Digest: sha256:bcf65375f593518de7e450fd6b775d16a047d3ded00957c2e794e2fe8f7e1590
Status: Downloaded newer image for jrottenberg/ffmpeg:latest

3.2 容器运行

当容器下载完毕之后，可以用一些命令进行验证是否能够正常运行，如下参考命令

docker run jrottenberg/ffmpeg

命令执行完毕之后，会返回如下结果

Hyper fast Audio and Video encoder
usage: ffmpeg [options] [[infile options] -i infile]... {[outfile options] outfile}...

Getting help:

..... 省略

Audio options:
-aframes number  set the number of audio frames to output
-aq quality   set audio quality (codec-specific)
-ar rate   set audio sampling rate (in Hz)
-ac channels  set number of audio channels
-an     disable audio
-acodec codec  force audio codec ('copy' to copy stream)
-vol volume   change audio volume (256=normal)
-af filter_graph set audio filters

Subtitle options:
-s size    set frame size (WxH or abbreviation)
-sn     disable subtitle
-scodec codec  force subtitle codec ('copy' to copy stream)
-stag fourcc/tag force subtitle tag/fourcc
-fix_sub_duration fix subtitles duration
-canvas_size size set canvas size (WxH or abbreviation)
-spre preset  set the subtitle options to the indicated preset

3.3 查看支持协议

FFmpeg所支持的输入输出协议非常多，比如可以选择file协议作为来源，使用hls协议作为输出结果，具体所支持的协议可以通过如下命令查看

docker run jrottenberg/ffmpeg -protocols

执行命令之后，参考结果如下

ffmpeg version 3.4.2 Copyright (c) 2000-2018 the FFmpeg developers
 built with gcc 5.4.0 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.9) 20160609
 configuration: --disable-debug --disable-doc --disable-ffplay --enable-shared --enable-avresample --enable-libopencore-amrnb --enable-libopencore-amrwb --enable-gpl --enable-libass --enable-libfreetype --enable-libvidstab --enable-libmp3lame --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libtheora --enable-libvorbis
 ..... 省略
 Supported file protocols:
Input:
 async
 cache
 concat
 crypto
 data
 ..... 省略
Output:
 crypto
 file
 ..... 省略
 tls
 udp

3.4 转换测试

现在笔者使用FFmpeg对视频进行转码测试，命令非常简单，首先需要通过-v将视频所在的目录挂载到容器中，然后使用-i选项找到容器中对应的视频文件;

接着就可以对编码进行一些选项，比如-hls_time 10便是将文件没10秒输出一个TS文件，-hls_list_size 0 则是在m3u8文件中记录所以ts文件(默认是记录最后五个TS文件)，参数最后则填写文件输出路径，具体参考命令如下：

docker run -v /Users/song/video:/root/download jrottenberg/ffmpeg:latest -i /root/download/1.mp4 -hls_time 10 -hls_list_size 0 -f hls /root/download/index.m3u8

命令执行过程中会展示转换进度，参考如下返回所示

 Metadata:
 major_brand  : mp42
 minor_version : 0
 compatible_brands: mp42mp41
 encoder   : Lavf57.83.100
 Stream #0:0(eng): Video: h264 (libx264), yuv420p(progressive), 1920x1080, q=-1--1, 30 fps, 90k tbn, 30 tbc (default)
 Metadata:
  creation_time : 2018-08-21T15:09:24.000000Z
  handler_name : Alias Data Handler
  encoder   : Lavc57.107.100 libx264
 Side data:
  cpb: bitrate max/min/avg: 0/0/0 buffer size: 0 vbv_delay: -1
 Stream #0:1(eng): Audio: aac, 48000 Hz, stereo, fltp, 128 kb/s (default)
 Metadata:
  creation_time : 2018-08-21T15:09:24.000000Z
  handler_name : Alias Data Handler
  encoder   : Lavc57.107.100 aac
frame= 82 fps= 12 q=29.0 size=N/A time=00:00:02.62 bitrate=N/A speed=0.381x

此时便可以在刚才的挂载点查看TS文件，如下图所示

现在笔者将刚才的TS文件都删除，在下面将使用自动化完成。

四、服务搭建

在上一步中笔者已经成功通过终端使用FFmpeg将视频进行转码，下面笔者将结合PHP代码将这些操作完全自动化实现，这样便可以达到通过手机访问网站，服务端自动完成转码播放的需求，这个过程包括创建虚拟主机、编写展示视频列表、视频自动解码三个部分

4.1 创建虚拟主机

首先笔者需要借助nginx搭建一个web服务，这时便需要修改配置文件，但并不记得nginx配置文件存放位置，此时可以借助如下命令

sudo nginx -t

得到结果如下，在结果中可以便可以看到nginx的配置文件存放位置

nginx: the configuration file /usr/local/etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/etc/nginx/nginx.conf test is successful

使用vim编辑器直接编辑nginx配置文件

vim /usr/local/etc/nginx/nginx.conf

然后在配置文件中加入如下参考配置信息

 server {
  listen  8089;
  server_name localhost;
  root /Users/song/mycode/work/test/video;
  location / {
   index index.html index.htm index.php; 
  }

  location ~ .php$ {
   fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
   fastcgi_index index.php;
   fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
   include  fastcgi_params;
  }

 }

4.2 获取视频列表

nginx配置完成之后，便需要编写PHP代码，通过PHP可以获取到目录的视频列表，然后将其输出到网页当中，参考代码如下所示

<?php
 $list = scandir('/Users/song/video/');

 foreach ($list as $key => $val) {
  if (!in_array(pathinfo($val, PATHINFO_EXTENSION), ['mp4', 'rmvb', 'wmv'])) {
   continue;
  }

  ?>

  <a class="btn btn-default btn-video btn-lg" href="./encode.php?name=<?= $val ?>" role="button">
   <h2><?= $val ?></h2></a>

 <?php }
} ?>

在代码中，首先通过scandir读取文件夹下所有文件，然后进行foreach循环，通过后缀名来判断是否为视频文件，如果是视频文件，则输出一个链接地址方便用户选择。

4.3 进行视频转码

上面的代码在列出视频列表之后，当用户点击链接后就需要使用FFmpeg进行转码，参考代码如下

<?php

//接收必要参数
$name = $_GET['name'] ?? '1.mp4';
$forced = $_GET['forced'] ?? 0;
$fileName = getFileName($name);

$outPath = '/Users/song/video';
$inPath = '/root/download';
$dir = __DIR__;

//判断之前是否已经转码,如果不强制转码便先返回
if (is_dir("$outPath/$fileName") && empty($forced)) {
 header("location:./static/{$fileName}/index.m3u8");
 die;
}

//将目标映射过来
system("ln -s {$outPath} {$dir}/static");

//先创建文件夹
system("mkdir -p {$outPath}/{$fileName}");

//进行转码
$ffmpeg = "docker run -v $outPath:/root/download jrottenberg/ffmpeg:latest";
$cmd = "nohup $ffmpeg -i {$inPath}/{$name} -hls_time 10 -hls_list_size 0 -f hls -r 25 {$inPath}/{$fileName}/index.m3u8 >> ./code.log &";
system($cmd);


//延时执行跳转
returnUrl($fileName);

function getFileName($filename)
{
 $houzhui = substr(strrchr($filename, '.'), 1);
 $result = basename($filename, "." . $houzhui);

 return $result;

}

function returnUrl($fileName)
{
 echo "<a class='btn btn-video btn-lg' href='./static/{$fileName}/index.m3u8'><h1>正在处理中...点击进行跳转</h1></a>";
 die;
}

在上面代码当中，考虑文件是否已经被转码，如果已经转码过了直接返回播放地址，否则创建一个存放TS文件的文件夹，然后进行转码，转码的时候使用nohup命令可以让FFmpeg异步执行，然后PHP返回播放地址。

五、检验与测试

通过前面的步骤，笔者已经完整的搭建了一套流媒体服务器，下面将检验这些服务是否能否正常运行，包括视频列表展示、视频转码是否正常、已经转码的视频能否播放

5.1 视频列表

首先通过浏览器打开URL地址如下

http://localhost:8089/

加载完成之后可以看到如下的视频列表

读者如果将上方的代码运行界面有稍有差异，因为笔者为了节省文章篇幅，并没有将样式代码放到文章当中，如需界面好看可以自行编写样式代码。

5.2 视频转码

在视频列表点击一个链接之后，后台PHP程序将会执行转码任务，然后返回一个链接地址，如下图所示

此时便代表FFmpeg已经在后台运行，可以通过如下命令进行查看FFmpeg这个容器的运行状态，参考命令如下

docker ps

返回的参考结果如下所示

CONTAINER ID  IMAGE      COMMAND     CREATED    STATUS    PORTS    NAMES
ac3e7233eb9f  jrottenberg/ffmpeg:latest "ffmpeg -i /root/dow…" 1 hours ago  Up 1 hours        keen_feynman

从上面的返回结果当中可以看出当前正有一个任务处于运行状态，此时打开视频输出目录，会看到有多个ts格式的视频文件，这些文件是刚在通过PHP自动执行所产生的，如下图所示