Qt ffmpeg錄像存儲怎么實現

# Qt ffmpeg錄像存儲實現詳解

## 前言

在多媒體應用開發中，音視頻錄制與存儲是核心功能之一。Qt作為跨平臺應用框架，結合FFmpeg強大的多媒體處理能力，可以構建高效的錄像存儲系統。本文將詳細介紹在Qt中如何利用FFmpeg實現錄像存儲功能，涵蓋環境配置、核心流程、代碼實現及優化策略。

---

## 一、環境準備

### 1.1 開發環境要求
- **Qt版本**：5.15或更高（推薦使用Qt6）
- **FFmpeg版本**：4.x或更高
- **編譯器**：MSVC（Windows）、GCC（Linux）、Clang（macOS）

### 1.2 FFmpeg集成
#### Windows平臺
1. 下載預編譯的FFmpeg開發包（包含`include`、`lib`、`dll`）
2. 在Qt項目文件（.pro）中添加：
```qmake
win32 {
    INCLUDEPATH += $$PWD/ffmpeg/include
    LIBS += -L$$PWD/ffmpeg/lib -lavcodec -lavformat -lavutil -lswscale
}

Linux/macOS

# 安裝FFmpeg開發包
sudo apt install libavcodec-dev libavformat-dev libavutil-dev  # Ubuntu
brew install ffmpeg  # macOS

二、核心實現流程

2.1 整體架構

graph TD
    A[視頻源] --> B[FFmpeg編碼]
    C[音頻源] --> B
    B --> D[MP4容器封裝]
    D --> E[本地存儲]

2.2 關鍵步驟

1. 初始化FFmpeg組件
2. 配置輸入輸出格式
3. 創建編碼器上下文
4. 循環采集音視頻幀
5. 編碼并寫入文件
6. 資源釋放

三、代碼實現詳解

3.1 頭文件引入

extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libswscale/swscale.h>
}

#include <QDebug>
#include <QDateTime>

3.2 錄像存儲類聲明

class FFmpegRecorder : public QObject {
    Q_OBJECT
public:
    explicit FFmpegRecorder(QObject *parent = nullptr);
    bool startRecording(const QString &filename, int width, int height);
    void stopRecording();
    void encodeFrame(AVFrame *frame);

private:
    AVFormatContext *m_formatCtx = nullptr;
    AVCodecContext *m_videoCodecCtx = nullptr;
    AVStream *m_videoStream = nullptr;
    bool m_isRecording = false;
};

3.3 初始化實現

bool FFmpegRecorder::startRecording(const QString &filename, int width, int height) {
    // 1. 分配輸出上下文
    avformat_alloc_output_context2(&m_formatCtx, nullptr, nullptr, 
                                 filename.toLocal8Bit().data());
    if (!m_formatCtx) {
        qWarning() << "Could not create output context";
        return false;
    }

    // 2. 查找H.264編碼器
    const AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
    if (!codec) {
        qWarning() << "H.264 encoder not found";
        return false;
    }

    // 3. 創建視頻流
    m_videoStream = avformat_new_stream(m_formatCtx, codec);
    m_videoCodecCtx = avcodec_alloc_context3(codec);
    
    // 4. 配置編碼參數
    m_videoCodecCtx->width = width;
    m_videoCodecCtx->height = height;
    m_videoCodecCtx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
    m_videoCodecCtx->time_base = (AVRational){1, 30};  // 30fps
    
    // 5. 打開編碼器
    if (avcodec_open2(m_videoCodecCtx, codec, nullptr) < 0) {
        qWarning() << "Could not open codec";
        return false;
    }

    // 6. 打開輸出文件
    if (!(m_formatCtx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        if (avio_open(&m_formatCtx->pb, filename.toLocal8Bit().data(), 
                     AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
            qWarning() << "Could not open output file";
            return false;
        }
    }

    // 7. 寫入文件頭
    avformat_write_header(m_formatCtx, nullptr);
    m_isRecording = true;
    return true;
}

3.4 幀編碼與存儲

void FFmpegRecorder::encodeFrame(AVFrame *frame) {
    if (!m_isRecording) return;

    AVPacket *pkt = av_packet_alloc();
    
    // 發送幀到編碼器
    if (avcodec_send_frame(m_videoCodecCtx, frame) < 0) {
        qWarning() << "Error sending frame to encoder";
        return;
    }

    // 接收編碼后的包
    while (avcodec_receive_packet(m_videoCodecCtx, pkt) >= 0) {
        av_packet_rescale_ts(pkt, m_videoCodecCtx->time_base, 
                            m_videoStream->time_base);
        pkt->stream_index = m_videoStream->index;
        
        // 寫入文件
        av_interleaved_write_frame(m_formatCtx, pkt);
        av_packet_unref(pkt);
    }
}

3.5 資源釋放

void FFmpegRecorder::stopRecording() {
    if (!m_isRecording) return;

    // 寫入文件尾
    av_write_trailer(m_formatCtx);
    
    // 關閉編碼器
    if (m_videoCodecCtx) {
        avcodec_close(m_videoCodecCtx);
        avcodec_free_context(&m_videoCodecCtx);
    }
    
    // 關閉輸出文件
    if (m_formatCtx && !(m_formatCtx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        avio_close(m_formatCtx->pb);
    }
    
    avformat_free_context(m_formatCtx);
    m_isRecording = false;
}

四、Qt界面集成

4.1 視頻采集示例

// 使用QCamera采集
QCamera *camera = new QCamera(this);
QCameraViewfinder *viewfinder = new QCameraViewfinder(this);
camera->setViewfinder(viewfinder);
camera->start();

// 視頻幀捕獲
QVideoProbe *probe = new QVideoProbe(this);
if (probe->setSource(camera)) {
    connect(probe, &QVideoProbe::videoFrameProbed, [this](const QVideoFrame &frame){
        // 轉換為AVFrame并編碼
        AVFrame *avFrame = convertQtFrameToAVFrame(frame);
        m_recorder->encodeFrame(avFrame);
    });
}

4.2 音頻采集集成

// 使用QAudioInput
QAudioFormat format;
format.setSampleRate(44100);
format.setChannelCount(2);
format.setSampleSize(16);
format.setCodec("audio/pcm");

QAudioInput *audioInput = new QAudioInput(format, this);
audioInput->start(m_recorder->audioDevice());

五、高級優化技巧

5.1 性能優化

1. 硬件加速：使用h264_nvenc（NVIDIA）或h264_qsv（Intel）編碼器

   const AVCodec *codec = avcodec_find_encoder_by_name("h264_nvenc");
   

2. 多線程編碼：

   m_videoCodecCtx->thread_count = 4;  // 使用4個編碼線程
   

5.2 質量控制

// 設置CRF（Constant Rate Factor）
av_opt_set(m_videoCodecCtx->priv_data, "crf", "23", 0);

// 設置預設（preset）
av_opt_set(m_videoCodecCtx->priv_data, "preset", "fast", 0);

5.3 分段存儲

// 每5分鐘創建新文件
QTimer *splitTimer = new QTimer(this);
connect(splitTimer, &QTimer::timeout, [this](){
    stopRecording();
    startRecording(generateNewFilename(), width, height);
});
splitTimer->start(5 * 60 * 1000);

六、常見問題解決

6.1 編碼延遲高

• 解決方案：降低GOP大小，使用tune zerolatency參數

  
  av_opt_set(m_videoCodecCtx->priv_data, "tune", "zerolatency", 0);
  

6.2 文件無法播放

• 檢查項：
  1. 是否正確寫入文件頭/尾
  2. 時間戳是否正?？s放
  3. 使用ffprobe分析文件結構

6.3 內存泄漏

• 使用Valgrind或VLD檢測
• 確保所有AVPacket/AVFrame都正確釋放

結語

本文詳細介紹了Qt+FFmpeg實現錄像存儲的全流程。實際開發中還需考慮更多細節如錯誤恢復、跨平臺兼容等。建議參考FFmpeg官方文檔和Qt Multimedia模塊的示例代碼進行深入開發。

擴展閱讀： - FFmpeg官方文檔 - Qt Multimedia示例 “`