Python結(jié)合ffmpeg 實現(xiàn)單線程和多線程推流

更新時間：2025年06月17日 10:21:19 作者：浪浪山小白兔

本文主要介紹了Python結(jié)合ffmpeg 實現(xiàn)單線程和多線程推流,將通過兩個不同的實現(xiàn)方式,即單線程推流和多線程推流,來展示如何利用?cv2（OpenCV）和?subprocess?等庫將視頻幀推送到指定的 RTMP 地址,感興趣的可以了解一下

一、引言

在本文中，我們將詳細介紹如何使用 Python 進行視頻的推流操作。我們將通過兩個不同的實現(xiàn)方式，即單線程推流和多線程推流，來展示如何利用 cv2（OpenCV）和 subprocess 等庫將視頻幀推送到指定的 RTMP 地址。這兩種方式都涉及到從攝像頭讀取視頻幀，以及使用 ffmpeg 命令行工具將視頻幀進行編碼和推流的過程。

二、單線程推流

以下是單線程推流的代碼：

import cv2 as cv
import subprocess as sp


def push_stream():
    # 視頻讀取對象
    cap = cv.VideoCapture(0) 
    fps = int(cap.get(cv.CAP_PROP_FPS))
    w = int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
    h = int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
    ret, frame = cap.read()
    # 推流地址
    rtmpUrl = "rtmp://192.168.3.33:1935/live/"
    # 推流參數(shù)
    command = ['ffmpeg',
              '-y',
              '-f', 'rawvideo',
              '-vcodec','rawvideo',
              '-pix_fmt', 'bgr24',
              '-s', "{}x{}".format(w, h),
              '-r', str(fps),
              '-i', '-',
              '-c:v', 'libx264',
              '-pix_fmt', 'yuv420p',
              '-preset', 'ultrafast',
              '-f', 'flv', 
              rtmpUrl]
    # 創(chuàng)建、管理子進程
    pipe = sp.Popen(command, stdin=sp.PIPE, bufsize=10 ** 8)
    # 循環(huán)讀取
    while cap.isOpened():
        # 讀取一幀
        ret, frame = cap.read()
        if frame is None:
            print('read frame err!')
            continue
        # 顯示一幀
        cv.imshow("frame", frame)
        # 按鍵退出
        if cv.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break
        # 讀取尺寸、推流
        # img=cv.resize(frame,size)
        pipe.stdin.write(frame) 
    # 關(guān)閉窗口
    cv.destroyAllWindows()
    # 停止讀取
    cap.release()

在這個單線程的實現(xiàn)中，我們執(zhí)行以下步驟：

初始化視頻讀取對象：

使用 cv2.VideoCapture(0) 來打開默認的攝像頭設(shè)備。
獲取攝像頭的幀率 fps、寬度 w 和高度 h 等參數(shù)。

設(shè)置推流地址和參數(shù)：

定義 rtmpUrl 作為推流的目標地址。
構(gòu)造 ffmpeg 的命令列表 command，該列表包含了一系列的參數(shù)，如 -y 表示覆蓋輸出文件、-f rawvideo 表示輸入格式為原始視頻等。
使用 sp.Popen 創(chuàng)建一個子進程，將 ffmpeg 命令作為子進程運行，并且將其輸入管道 stdin 連接到我們的程序。

循環(huán)讀取和推流：

在一個 while 循環(huán)中，不斷讀取攝像頭的幀。
若讀取失敗，打印錯誤信息并繼續(xù)。
使用 cv2.imshow 顯示當前幀，同時監(jiān)聽 q 鍵，按下 q 鍵時退出程序。
將讀取到的幀通過管道發(fā)送給 ffmpeg 進行推流。

三、多線程推流

以下是多線程推流的代碼：

import queue
import threading
import cv2 as cv
import subprocess as sp


class Live(object):
    def __init__(self):
        self.frame_queue = queue.Queue()
        self.command = ""
        # 自行設(shè)置
        self.rtmpUrl = ""
        self.camera_path = ""

    def read_frame(self):
        print("開啟推流")
        cap = cv.VideoCapture(self.camera_path)

        # Get video information
        fps = int(cap.get(cv.CAP_PROP_FPS))
        width = int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
        height = int(cap.get(cv.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))

        # ffmpeg command
        self.command = ['ffmpeg',
                       '-y',
                       '-f', 'rawvideo',
                       '-vcodec','rawvideo',
                       '-pix_fmt', 'bgr24',
                       '-s', "{}x{}".format(width, height),
                       '-r', str(fps),
                       '-i', '-',
                       '-c:v', 'libx264',
                       '-pix_fmt', 'yuv420p',
                       '-preset', 'ultrafast',
                       '-f', 'flv', 
                       self.rtmpUrl]

        # read webcamera
        while(cap.isOpened()):
            ret, frame = cap.read()
            if not ret:
                print("Opening camera is failed")
                break

            # put frame into queue
            self.frame_queue.put(frame)

    def push_frame(self):
        # 防止多線程時 command 未被設(shè)置
        while True:
            if len(self.command) > 0:
                # 管道配置
                p = sp.Popen(self.command, stdin=sp.PIPE)
                break

        while True:
            if self.frame_queue.empty()!= True:
                frame = self.frame_queue.get()
                # process frame
                # 你處理圖片的代碼
                # write to pipe
                p.stdin.write(frame.tostring())

    def run(self):
        threads = [
            threading.Thread(target=Live.read_frame, args=(self,)),
            threading.Thread(target=Live.push_frame, args=(self,))
        ]
        [thread.setDaemon(True) for thread in threads]
        [thread.start() for thread in threads]

在這個多線程的實現(xiàn)中，我們使用了 threading 和 queue 庫：

類的初始化：

創(chuàng)建一個 Live 類，在 __init__ 方法中初始化幀隊列 frame_queue、command、rtmpUrl 和 camera_path 等變量。

讀取幀的線程方法：

read_frame 方法中，使用 cv2.VideoCapture(self.camera_path) 打開攝像頭。
獲取攝像頭的參數(shù)，并構(gòu)造 ffmpeg 命令。
不斷從攝像頭讀取幀，并將幀放入隊列 frame_queue 中。

推流的線程方法：

push_frame 方法中，等待 command 被設(shè)置，然后使用 sp.Popen 啟動 ffmpeg 子進程。
從幀隊列中取出幀，并將其寫入 ffmpeg 的輸入管道進行推流。

啟動線程：

run 方法創(chuàng)建并啟動兩個線程，一個用于讀取幀，一個用于推流，并且將它們設(shè)置為守護線程。

四、代碼解釋和注意事項

單線程推流：

這種方式相對簡單，適合初學者理解。但由于是單線程操作，在處理復雜任務時可能會導致性能瓶頸，特別是在同時進行視頻顯示、讀取和推流的情況下，可能會出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。

多線程推流：

利用多線程可以將不同的任務分配給不同的線程，提高性能。
frame_queue 是一個線程安全的隊列，用于在兩個線程之間傳遞幀數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)競爭問題。
setDaemon(True) 使得線程在主線程結(jié)束時自動終止，防止程序無法正常退出。

五、總結(jié)

通過上述代碼和解釋，我們可以看到如何使用 Python 進行單線程和多線程的視頻推流操作。單線程代碼簡單明了，但性能可能受限；多線程代碼可以更好地處理高負載，但也需要注意線程安全和資源管理等問題。在實際應用中，我們可以根據(jù)具體的需求和硬件性能來選擇合適的推流方式。同時，我們可以進一步優(yōu)化代碼，例如添加異常處理、優(yōu)化幀處理邏輯等，以提高程序的穩(wěn)定性和性能。

到此這篇關(guān)于Python結(jié)合ffmpeg 實現(xiàn)單線程和多線程推流的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python ffmpeg 單線程和多線程推流內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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