CN111918121B - 一种流媒体文件精准剪辑方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于音视频多媒体技术领域,具体提供了一种流媒体文件精准剪辑方法,获取待剪辑流媒体文件的数据信息及剪辑起止时间T1、T2;跳转文件句柄到T1对应图像组GOP的I帧处,起始读取流媒体文件音视频帧;视音频帧显示时间t1、t2小于T1,视频帧解码并丢弃生成的YUV原始数据,音频帧直接丢弃,读取下一帧媒体数据;视音频帧显示时间t1、t2大于T2时,丢弃此帧,更新完善目标文件DstFile文件头信息,写入文件尾,流媒体文件剪辑完成。该方案持续解码视频,保持帧间依赖关系。通过比对音视频显示时间,实现音视频精准剪辑;不受限媒体文件格式,较现在主流的视频剪辑工具精度更高,适用范围广泛。
Description
技术领域
本发明属于音视频多媒体技术领域,具体涉及一种流媒体文件精准剪辑方法。
背景技术
随着网络通信技术的飞速发展,视频监控、视频会议、短视频、网络电视电影等基于流媒体的各类应用随处可见。流媒体是将压缩后的音视频数据、文本数据等以水流的形式在网络上即时传输的一种技术与过程,此技术极大的提升了网络直播的实时性,若无此技术,观看前必须下载整个媒体文件。流媒体文件是对流媒体数据的记录与存储,常见的文件格式有MP4、FLV、AVI等。
为了降低视频数据在网络传输中带宽占用,流媒体中的视频数据会进行帧内编码和帧间关联编码,帧内编码出的图片称为关键帧I帧,帧间编码出的图片称为P帧或B帧,解码播放时I帧能独立显示,P帧、B帧均要依赖同一图像组GOP(Group ofPictures画面组)中的I帧,否则无法正常播放。用户在使用流媒体文件时,有对文件进行剪辑的需求,用户指定剪辑的起始时间,由于P帧、B帧解码依赖I帧,实际剪辑会先找寻指定起始时间对应图像组GOP的I帧,再从I帧起始剪辑,I帧对应的时间与剪辑起始时间大概率存在误差,误差值能达到几秒、十几秒,鉴于此,现有的剪辑工具和方法无法对流媒体文件精准剪辑。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中流媒体文件剪辑误差大的问题。
为此,本发明提供了一种流媒体文件精准剪辑方法,包括以下步骤:
S1:获取待剪辑流媒体文件的数据信息、剪辑起始时间T1、剪辑结束时间T2及流媒体文件时长T,确保T1不小于0且小于T2,T2不大于长T;
S2:跳转文件句柄到剪辑起始时间T1对应图像组GOP的I帧处,起始读取流媒体文件音视频帧;
若是视频帧,解码此帧为原始的YUV数据,比对该视频帧显示时间t1和剪辑起始时间T1关系,当t1小于T1时,表明还未到剪辑处,丢弃解码后的YUV数据,读取流媒体文件包含的下一帧数据,当t1不小于T1时,表明是所需的视频帧,编码原始YUV数据,生成的编码数据重新赋值时间戳,并写入目标文件DstFile;
若是音频帧,比对该音频帧显示时间t2和剪辑起始时间T1关系,t2小于T1时,同理,丢弃此帧数据并读取流媒体文件包含的下一帧数据,t2不小于T1时,为此帧重新赋值时间戳,并写入目标文件DstFile;
S3:视频帧显示时间t1或音频帧显示时间t2大于剪辑结束时间T2时,丢弃此帧,更新完善目标文件DstFile文件头信息,写入文件尾,流媒体文件剪辑完成。
优选地,所述数据信息包括视频流条数、音频流条数、流媒体流媒体文件时长、视频帧率、音频采样率及音频帧样本数。
优选地,所述待剪辑流媒体文件的格式为MP4、FLV、AVI、MPEG或MP3。
优选地,步骤S1具体包括:若剪辑起始时间T1小于0,则默认为0。
优选地,步骤S1具体包括:解析流媒体文件头,获取文件剪辑必须的数据信息,其中流媒体文件时长T用于剪辑结束时间T2比较,视频帧率在视频帧重新赋值时间戳使用,音频采样率和帧样本数在音频帧重新赋值时间戳使用。
优选地,当从流媒体文件读取的是音频帧时,直接比对音频帧的显示时间,无需编解码。
优选地,步骤S3具体包括:音视频帧重新赋值时间戳,满足结束时间限制的数据将被写入目的流媒体文件。
优选地,步骤S1具体包括:比较剪辑结束时间T2与所述待剪辑流媒体文件时长T,若结束时间T2大于流媒体文件时长T,则默认剪辑到文件末尾。
本发明还提供了一种流媒体文件精准剪辑装置,所述剪辑装置用于根据前述任一项的流媒体文件精准剪辑方法对待剪辑流媒体文件进行剪辑。
本发明的有益效果:本发明提供的这种流媒体文件精准剪辑方法,获取待剪辑流媒体文件的数据信息、剪辑起始时间T1、剪辑结束时间T2及流媒体文件时长T;跳转文件句柄到剪辑起始时间T1对应图像组GOP的I帧处,起始读取流媒体文件音视频帧;视频帧显示时间t1或音频帧显示时间t2小于剪辑开始时间T1,视频帧解码,丢弃生成的YUV原始数据,音频帧直接丢弃,读取下一帧媒体数据;视频帧显示时间t1或音频帧显示时间t2大于剪辑结束时间T2时,丢弃此帧,更新完善目标文件DstFile文件头信息,写入文件尾,流媒体文件剪辑完成。该方案可以持续解码,保持帧间依赖关系。通过比对音视频显示时间,实现音视频精准剪辑的方法;不受限媒体文件格式,适用所有的音视频帧,较现在主流的视频剪辑工具精度更高,适用范围广泛。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明流媒体文件精准剪辑方法的步骤流程图;
图2是本发明流媒体文件精准剪辑方法的视频帧剪辑流程图;
图3是本发明流媒体文件精准剪辑方法的音频帧剪辑流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例通过了一种流媒体文件精准剪辑方法,包括以下步骤:
S1:获取待剪辑流媒体文件的数据信息、剪辑起始时间T1、剪辑结束时间T2及流媒体文件时长T,确保T1不小于0且小于T2,T2不大于长T;
S2:跳转文件句柄到剪辑起始时间T1对应图像组GOP的I帧处,起始读取流媒体文件音视频帧;
若是视频帧,解码此帧为原始的YUV数据,比对该视频帧显示时间t1和剪辑起始时间T1关系,当t1小于T1时,表明还未到剪辑处,丢弃解码后的YUV数据,读取流媒体文件包含的下一帧数据,当t1不小于T1时,表明是所需的视频帧,编码原始YUV数据,生成的编码数据重新赋值时间戳,并写入目标文件DstFile;
若是音频帧,比对该音频帧显示时间t2和剪辑起始时间T1关系,t2小于T1时,同理,丢弃此帧数据并读取流媒体文件包含的下一帧数据,t2不小于T1时,为此帧重新赋值时间戳,并写入目标文件DstFile;
S3:视频帧显示时间t1或音频帧显示时间t2大于剪辑结束时间T2时,丢弃此帧,更新完善目标文件DstFile文件头信息,写入文件尾,流媒体文件剪辑完成。
具体地,基于视频数据帧间编码存在相互依赖,视频显示时间以毫秒为单位单调递增和视频解码占用资源低的实情,提出了一种视频帧持续解码,保持帧间依赖关系,持续比对视频显示时间与用户指定剪辑起始时间,音频数据帧间无依赖关系,无需编解码,持续比对音频显示时间与用户指定剪辑起始时间,确保满足用户剪辑需求的方案。
在流媒体文件中,存储的数据包含视频、音频、字幕文本、图片等。本专利假定用户指定的剪辑起始时间为T1,剪辑结束时间为T2,待剪辑文件的时长为T,单位毫秒,则剪辑生成的目标流媒体文件时长T3等于T2减T1,或T减T1。下面是主要工作步骤:
步骤一:用户指定待剪辑的流媒体文件SrcFile和剪辑起始时间T1、剪辑结束时间T2,时间单位可以精确到毫秒。
步骤二:剪辑装置获取流媒体文件信息,主要包含视频流条数、音频流条数、流媒体流媒体文件时长、视频帧率、音频采样率、音频帧样本数等。
步骤三:比对用户指定的剪辑起始时间和流媒体文件时长,确保起始时间T1大于等于0,并小于结束时间T2,结束时间T2不大于流媒体文件时长T,大于T时,默认剪辑到文件尾。跳转文件句柄到剪辑起始时间T1对应图像组GOP的I帧处,起始读取流媒体文件音视频帧,若是视频帧,解码此帧为原始的YUV数据,比对该视频帧显示时间t1和剪辑起始时间T1关系,t1小于T1时,表明还未到剪辑处,丢弃解码后的YUV数据,读取流媒体文件包含的下一帧数据,t1大于T1时,表明是所需的视频帧,编码原始YUV数据,生成的编码数据重新赋值时间戳,写入目标文件DstFile;若是音频帧,比对该音频帧显示时间t2和剪辑起始时间T1关系,t2小于T1时,同理,丢弃此帧数据并读取流媒体文件包含的下一帧数据,t2大于T1时,为此帧重新赋值时间戳,写入目标文件DstFile。
步骤四:视频帧显示时间t1或音频帧显示时间t2大于剪辑结束时间T2时,丢弃此帧,更新完善目标文件DstFile文件头信息,写入文件尾,流媒体文件剪辑完成。
在步骤一中,用户指定待剪辑文件和剪辑起始时间,待剪辑的流媒体文件格式不限,常见的MP4、FLV、AVI、MPEG、MP3等都支持,剪辑起始时间精度为毫秒,要确保起始时间小于结束时间,否则直接提示时间设置异常,终止剪辑,若设置起始时间小于0,则默认起始时间为0,若设置结束时间大于流媒体文件时长,则默认剪辑到文件尾。
在步骤二中,剪辑装置解析流媒体文件头,获取文件剪辑必须的参数信息,其中流媒体文件时长T用于剪辑结束时间比较,视频帧率在视频帧重新赋值时间戳使用,确保剪辑生成的目标文件唇音同步。
在步骤三中,音频帧没有帧间相互依赖关系,每帧音频解码都能独立完成,音频流不会影响视频剪辑的精确度,所以直接比对音频帧的显示时间,无需编解码。视频帧的编码机制直接影响了剪辑精度,P帧、B帧解码要依赖同一图像组GOP中的I帧,若不参考I帧直接解码,会出现明显异常,用户无法接受这类异常,解码器持续解码图像组GOP,能确保P帧、B帧视频正常解码,解码生成的YUV数据为视频原始数据,它能编成I帧或P帧或B帧。分别为音视频帧重新赋值时间戳,要依据原视频流的帧率,原音频流的采样率和帧样本数,确保剪辑后的音视频数据唇音同步。人眼舒适的观看视频画面最小帧率要求是25帧每秒,即每秒最少播放25张图片,实际应用中视频帧率一般设置为25至60间,25至30使用最多,帧率分别以25和30为例,每两帧图片间的时间间隔为40毫秒和33.3毫秒,在比对t1和T1关系时,本文描述的剪辑方案能将最大误差控制在40毫秒内,人眼观看区别不了。现在流行的剪辑工具和方案只能从图像组GOP中的第一帧I帧开始解码,图像组GOP包含的视频帧数能持续几秒、十几秒,剪辑误差是秒级,最大误差达到十几秒,人眼观看效果很差。
在步骤四中,音视频帧重新赋值时间戳,满足结束时间限制的数据将被写入目的流媒体文件,流媒体数据写入完毕,最后要更新文件头信息和写入文件尾信息。
在一个具体的实施场景中,流媒体文件精准剪辑步骤如图1所示:
S101:用户向剪辑装置指定待剪辑的流媒体文件SrcFile,同时指定期望剪辑的起始时间T1、T2,时间单位为毫秒。
S102:剪辑装置检查流媒体文件格式和媒体数据的正确性,文件无异常,获取文件基础信息,主要包含音视频流条数、视频帧率Fps、音频采样率SampleRate、每帧音频包含样本数Nums、流媒体文件时长T等,同时创建视频解码器。剪辑装置会检查用户指定的剪辑起始时间合理性,若剪辑起始时间T1大于剪辑结束时间T2,剪辑装置终止工作,提示时间设置异常,若起始时间T1为负数,剪辑装置默认将起始时间设为0,若剪辑结束时间T2大于流媒体文件时长T,剪辑装置默认剪到文件尾。剪辑装置依据待剪辑流媒体文件SrcFile基础信息创建目标流媒体文件DstFile,同时创建编码器。
S103:流媒体文件剪辑会持续解码视频帧,维持帧间依赖关系,比对每帧数据的显示时间,满足时间要求的视频帧进行编码、重新赋值时间戳后再写入S102中创建的目标流媒体文件,满足时间要求的音频帧、字幕信息在重新赋值显示时间戳后再写入目标流媒体文件。时间戳的重新赋值要依赖视频帧率Fps、音频采样率SampleRate和每帧音频包含样本数Nums等信息。
S104:所有指定时间内的流媒体数据写入目标文件后,需要更新目标文件的文件头,写入文件尾。不同格式的流媒体文件对头尾信息有不同要求,头尾信息缺失或异常,播放器不能正常播放流媒体文件。
当待剪辑流媒体文件为视频帧时,参照图2:
S201:在S101的基础上,剪辑装置跳转待剪辑流媒体文件的文件句柄到剪辑起始时间对应的图像组GOP,此时文件句柄处在图像组GOP的I帧处。
S202:剪辑装置读取一帧视频数据,采用S102中创建的解码器解码此帧视频,生成原始YUV数据。图像组中的I帧能直接解码,解码器会记录I帧信息,P帧解码需要依赖图像组中的I帧和排在此P帧前面的其它P帧,解码器记录P帧信息,B帧解码需要依赖图像组中的I帧、排在此帧前后的P帧。P帧、B帧解码必须依赖I帧,持续解码图像组GOP是为了维系帧间依赖关系。
S203:比对此帧视频显示时间t1与剪辑起始时间T1的大小关系,t1的值需要依据视频帧的显示时间戳pts和此视频流的时间基TimeBase转换得到。对于不满足剪辑时间要求的视频帧,它对应的YUV原始数据会被丢弃。
S204:选用S102创建的编码器编码满足剪辑时间要求的原始YUV数据,S102创建编码器时会指定编码生成的图像组GOP大小、编码图像的宽高等信息。编码器遵循图像组GOP的大小和规则,将YUV原始数据分别编码成I帧或P帧或B帧。
S205:编码生成的视频帧将被写入目标流媒体文件DstFile,为了保证生成的目标文件DstFile能像SrcFile一样播放,需要为视频帧重新赋值时间戳,赋值方式同SrcFile。新生成的视频帧成功写入目标文件DstFile后,进入S202操作下一帧。
S206:所有满足时间要求的视频帧写入目标文件DstFile后,更新目标文件头信息,为目标文件写入文件尾。
当待剪辑流媒体文件为音频帧时,参照图3:
S301:同S201。音频流能精准剪辑,无需编解码,要为音频帧重新赋值时间戳。时间戳赋值,需要获取音频采样率SampleRate和每帧样本数Nums。
S302:剪辑工具按照时间轨迹读取一帧音频数据。
S303:同S203。音频帧显示时间t2需要依据音频帧显示时间戳pts和音频流的时间基转换得到。
S304:满足剪辑时间要求的音频帧重新赋值时间戳后写入目标文件DstFile,用于时间戳重新赋值的音频采样率SampleRate和每帧样本数Nums源于SrcFile,目标文件DstFile音频播放效果同SrcFile。
本专利与现有流媒体文件剪辑装置相比,有以下优势:
逻辑简单,易实现;精确度高,用户体验好;可行性和可靠性高,适用范围广。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种流媒体文件精准剪辑方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:获取待剪辑流媒体文件SrcFile的数据信息、剪辑起始时间T1、剪辑结束时间T2及流媒体文件时长T,确保T1不小于0且小于T2,T2不大于时长T;其中流媒体文件时长T用于剪辑结束时间T2比较,视频帧率在视频帧重新赋值时间戳使用,音频采样率和帧样本数在音频帧重新赋值时间戳使用;
S2:跳转文件句柄到剪辑起始时间T1对应图像组GOP的I帧处,起始读取流媒体文件音视频帧;
若是视频帧,解码此帧为原始的YUV数据,比对该视频帧显示时间t1和剪辑起始时间T1关系,当t1小于T1时,表明还未到剪辑处,丢弃解码后的YUV数据,读取流媒体文件包含的下一帧数据,当t1不小于T1时,表明是所需的视频帧,编码原始YUV数据,生成的编码数据重新赋值时间戳,并写入目标文件DstFile;
若是音频帧,比对该音频帧显示时间t2和剪辑起始时间T1关系,t2小于T1时,同理,丢弃此帧数据并读取流媒体文件包含的下一帧数据,t2不小于T1时,为此帧重新赋值时间戳,并写入目标文件DstFile;
具体地,编码生成的视频帧将被写入目标流媒体文件DstFile,为了保证生成的目标文件DstFile能像SrcFile一样播放,为视频帧重新赋值时间戳,赋值方式同SrcFile;
S3:视频帧显示时间t1或音频帧显示时间t2大于剪辑结束时间T2时,丢弃此帧,将满足时间要求的重新赋值时间戳音视频帧写入目标文件DstFile后,更新完善目标文件DstFile文件头信息,写入文件尾,流媒体文件剪辑完成。
2.根据权利要求1所述的流媒体文件精准剪辑方法,其特征在于:所述数据信息包括视频流条数、音频流条数、视频帧率、音频采样率及音频帧样本数。
3.根据权利要求1所述的流媒体文件精准剪辑方法,其特征在于:所述待剪辑流媒体文件的格式为MP4、FLV、AVI、MPEG或MP3。
4.根据权利要求1所述的流媒体文件精准剪辑方法,其特征在于,步骤S1具体包括:若剪辑起始时间T1小于0,则默认为0。
5.根据权利要求1所述的流媒体文件精准剪辑方法,其特征在于:当从流媒体文件读取的是音频帧时,直接比对音频帧的显示时间,无需编解码。
6.根据权利要求1所述的流媒体文件精准剪辑方法,其特征在于,步骤S1具体包括:比较剪辑结束时间T2与所述待剪辑流媒体文件时长T,若结束时间T2大于流媒体文件时长T,则默认剪辑到文件末尾。
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