全志A40i开发板玩转FFmpeg

1. FFmpeg的安装

FFmpeg是用来记录、转换数字音频、视频的开源软件，它支持文件和网络流操作。它支持以函数库的方式使用，所以有很多软件都依赖它，比如VLC、暴风影音、腾讯会议等。它的命令行程序也非常强大，各种命令行选项学起来虽然困难，但是几乎能够满足日常对音视频的各种处理需求。今天我们就通过飞凌嵌入式OKA40i-C开发板来介绍它的命令行工作方式。

FFmpeg提供了全部源代码，所以在网上可以找到很多教程是关于交叉编译ARM版本的。我们测试的版本使用的是FFmpeg-release-armel-static.tar.xz。解压缩以后拷贝到飞凌嵌入式OKA40i-C开发板上并设置好权限就可以使用了。

2. USB摄像头测试

OKA40i-C开发板接口丰富，它支持USB摄像头、CMOS-OV5640摄像头、模拟摄像头。把USB摄像头插入开发板，然后使用

v4l2-ctl --list-devices

可以看到/dev/video0就是我们的USB摄像头，如下图

使用下面的命令可以看到该摄像头的全部参数：

v4l2-ctl -d /dev/video0 --all v4l2-ctl -d /dev/video0 --all Driver Info (not using libv4l2): Driver name : uvcvideo Card type : USB2.0 PC CAMERA Bus info : usb-sunxi-ehci-1 Driver version : 3.10.65 Capabilities : 0x04000001 Video Capture Streaming Video input : 0 (Camera 1: ok) Format Video Capture: Width/Height : 640/480 Pixel Format : 'YUYV' Field : None Bytes per Line : 1280 Size Image : 614400 Colorspace : Default Transfer Function : Default YCbCr Encoding : Default Quantization : Default Crop Capability Video Capture: Bounds : Left 0, Top 0, Width 640, Height 480 Default : Left 0, Top 0, Width 640, Height 480 Pixel Aspect: 1/1 Streaming Parameters VideoCapture: Capabilities : timeperframe Frames per second: 30.000 (30/1) Read buffers : 0 brightness (int) : min=0 max=255 step=1 default=128value=128 contrast (int) : min=0 max=255 step=1 default=135value=135 saturation (int) : min=0 max=255 step=1 default=75 value=75 hue (int) : min=-127 max=127 step=1 default=0 value=0 gamma (int) : min=1 max=8 step=1 default=4 value=4 power_line_frequency (menu) : min=0 max=2 default=1 value=1 sharpness (int) : min=0 max=15 step=1 default=5 value=5 backlight_compensation (int) : min=1 max=5 step=1 default=1 value=1

我们使用了两种型号的USB摄像头，按照手册说明使用内置的uvccamera程序进行测试，不过都没有成功，得到的错误信息如下图所示。

我们使用FFmpeg可以抓取视频，命令行如下：

ffmpeg -f video4linux2 -s 640x480 -pix_fmt yuyv422 -i /dev/video0 out.yuv

使用Windows版本的ffplay可以正常播放抓取的视频，命令行如下：

ffplay -s 640x480 -pix_fmt yuyv422 out.yuv

上面保存的是YUV格式的原始视频，如果要保存压缩视频，可以用下面的命令行：

ffmpeg -y -t 15 -r 25 -f video4linux2 -i /dev/video0 out3.mp4-timestamps bs

其中的-r 25表示每秒采样25帧，这个参数必须有，否则FFmpeg可能会不断地采集并压缩同一视频帧。-r参数超过30没有什么意义，因为USB摄像头的最大能力就是30fps。

飞凌嵌入式OKA40i-C开发板可以对于1080P的视频压缩达到45fps，所以对USB摄像头的视频压缩应该没有什么压力。

3. FFmpeg性能测试

FFmpeg有个benchmark参数可以方便进行性能测试。我们对A40i开发板自带的一个MP4视频就行解码测试，命令行如下：

ffmpeg-benchmark -i translate.mp4 -f null –

得到的测试数据如下：

video: 148kB audio: 3428kB subtitle:0kB other streams:0kB globalheaders:0kB muxing overhead: unknown bench: utime=2.820s stime=0.110s rtime=0.956s bench: maxrss=14208kB

由于我手上暂时没有其他的开发板可以对比，于是就通过我用了5年的i7-6500笔记本测试了一下，测试结果如下：

video: 241kB audio: 3428kB subtitle:0kB other streams:0kB globalheaders:0kB muxing overhead: unknown bench: utime=0.391s stime=0.000s rtime=0.228s bench: maxrss=20316kB

4. FFmpeg产生实时视频流

FFmpeg可以支持实时视频流的发送和接收，从而可以把OKA40i-C开发板上的视频实时发送到PC上，由PC上的软件实时接收并显示。我们可以使用下面的命令将OKA40i-C开发板上的一个MP4转换为RTP码流发送的PC上：

ffmpeg -re -i test.mp4 -an -c copy -f rtp rtp://192.168.0.105:1234

使用Wireshark可以看到在PC机的1234端口收到大量来自OKA40i-C开发板的H.264视频流。

如果想在PC上显示视频流，需要建立一个SDP文件，它描述视频流中的端口和编码信息。SDP是来自SIP标准中定义，目前VLC、Apple QuickTime和ffplay等很多软件都可以打开SDP文件，并按照SDP中的描述显示视频流。SDP文件并不需要手工编写，在ffmpeg运行时它会显示命令行所对应的SDP定义，如下图所示。

也可以用重定向将输出写入一个SDP文件，如：

ffmpeg -re -i test.mp4 -an -c copy -f rtp rtp://192.168.0.105:1234 > rtp.sdp

下面就是使用VLC显示的接收到的视频流。

5. FFmpeg转发USB摄像头的视频流

前面演示了将MP4文件转换为视频流，我们也可以将USB摄像头采集的内容实时转发到PC上，使用下面的命令行即可。

ffmpeg -y -t 15 -r 25 -f video4linux2 -i /dev/video0 -f rtp rtp://192.168.0.105:1234 > usb.sdp

再使用下面的命令行就可以看到实时抓取的USB摄像头的视频流了：

ffplay -protocol_whitelist "file,udp,rtp" -i usb.sdp