基于FFmpeg的氣象視頻處理系統

摘要：首先分析了公共氣象服務的現狀，為滿足現階段氣象視頻在網絡及移動設備上傳播的需求，針對目前氣象視頻處理方式的不足，提出了基于FFmpeg的視頻處理系統。系統采用B/S模式，使用C#語言在.NET框架下開發，實現了視頻文件采集、格式轉換、傳輸、備份等功能自動化運行。該系統具有配置簡單、自動運行、工作效率高等特點，能夠滿足實際工作中的業務需求，具有很大的推廣價值。

關鍵詞：氣象；視頻；FFmpeg；格式轉換

隨著我國信息化建設的不斷發展，人們的生活方式也發生了巨大的變化。目前，在網絡上通過視頻獲取信息已經成為人們日常生活的一部分，氣象部門也越來越多的以通過網絡發布氣象視頻的方式來提供公共氣象服務，但由于受網絡帶寬等影響需要把視頻轉換成適合在網絡或移動設備上傳播的格式，如flv、mp4等格式。

1 系統目標

本文討論的視頻處理系統是采用C#語言在.NET框架下開發而成，系統采用B/S模式，視頻格式轉換功能模塊基于FFmpeg開發。該系統提供了一個集視頻文件采集、格式轉換、傳輸、備份等功能于一體的平臺，通過該平臺，管理員可以配置源視頻文件的自動采集時間、采集地址及視頻處理后視頻文件的存儲地址、傳輸地址、傳輸時間等。視頻格式轉換模塊對源視頻進行分析、轉換，視頻自動傳輸模塊則把轉換成功的視頻通過FTP方式傳輸至指定地址。本系統還支持手動上傳視頻并選擇要轉換的格式等參數，臨時指定視頻保存地址或傳輸地址。

2 系統設計

2.1 功能設計

本系統能夠實現源視頻文件的上傳或自動采集、格式自動轉換、視頻文件存儲及自動傳輸等完整的處理流程。源視頻文件的上傳包括FTP方式和Web方式共兩種方式。FTP方式適合大量視頻的上傳，具有上傳速度快的特點；Web方式適合單個視頻文件的上傳，具有方便簡單的特點[1]。源視頻文件的定時自動采集需要管理員配置好采集時間、采集地址及采集方式，采集方式分為局域網共享目錄采集和FTP下載方式采集。視頻格式轉換模塊負責把源視頻文件轉換成指定格式如：flv、mp4等格式的視頻。轉換好的視頻將被保存在服務器上，視頻的標題、文件名、簡介、格式、標簽、尺寸、時長、存儲地址、大小等屬性信息則被存入數據庫。視頻自動傳輸模塊將轉換好的視頻按預先設定方案以FTP方式傳輸至指定地址。

2.2 性能設計

本系統含有隊列管理和防阻塞機制，支持并發計算，可以在單一服務器上并發處理多個請求；為滿足超大量視頻轉換的需求，可以通過部署多臺服務器來實現并發計算和分布式計算。系統還可以通過 Webservice 提供管理接口，配置定時自動采集時間、采集地址、格式轉換參數、傳輸時間、傳輸地址等。

3 系統的實現

本系統是在windows操作系統下開發的，開發語言采用C#語言，通過調用FFmpeg來實現對視頻格式的轉換。本系統的后臺數據庫為Oracle11G，用來存儲視頻的相關信息，包括視頻的標題、文件名、簡介、格式、標簽、尺寸、時長、存儲地址、大小等屬性信息。

3.1 視頻上傳及采集模塊

視頻上傳支持FTP方式和Web方式。FTP 方式適合大批量視頻的上傳，在上傳時，每個視頻共需上傳兩個文件，一個是文本格式的視頻屬性文件，文件中包含視頻的屬性信息，如標題、文件名、簡介、格式、標簽、尺寸、時長、存儲地址、大小等，一個是視頻文件本身，如weather.avi、weather.txt為一個視頻對應的兩個文件，或者只上傳視頻文件，視頻屬性信息通過Webservice管理接口進行添加。Web方式更適合單個視頻文件的上傳，通過本系統提供的Web方式視頻上傳功能，可以方便的對單個視頻文件進行上傳。源視頻文件的定時自動采集模塊根據后臺配置信息，自動從指定地址采集源視頻文件，采集方式為局域網共享目錄采集或FTP下載方式采集。

3.2 視頻格式轉換模塊

視頻格式轉換模塊是系統的核心，主要是把上傳或采集的源視頻文件轉換成符合要求的flv或MP4格式的視頻，該模塊是基于FFmpeg進行視頻轉換的。FFmpeg是一個開源免費跨平臺的視頻和音頻流方案，屬于自由軟件，采用LGPL或GPL許可證（依據你選擇的組件）。它提供了錄制、轉換以及流化音視頻的完整解決方案，包含了非常先進的音頻、視頻編解碼庫libavcodec[2] [3]。

3.3 視頻傳輸模塊

視頻傳輸模塊負責視頻文件的傳輸工作，當系統配置中預定任務的視頻文件格式轉換成功后，視頻傳輸模塊根據配置信息將轉換成功的視頻文件以FTP方式傳輸至指定地址。用戶臨時上傳的視頻文件經過格式轉換后，如果需要傳輸，則由用戶指定傳輸地址或者在預先配置好的幾個地址中選擇要傳輸的目的地址，視頻傳輸模塊會將視頻文件傳輸至指定地址。

4 結語

本文實現的氣象視頻處理系統具有配置簡單、自動運行、工作效率高等特點，可以通過后臺配置計劃任務，實現工作任務的自動化。該系統不僅能夠實現視頻文件采集、格式轉換及傳輸等任務的自動化運行，還可以由用戶上傳視頻，根據用戶提交參數進行視頻格式轉換等任務，能夠滿足實際工作中的業務需求，具有很大的推廣價值。

參考文獻：

[1]任嚴，韓臻，劉麗.基于 FFMPEG 的視頻轉換與發布系統[J].計算機工程與設計，2007，28（20）：49624967.

[2]覃艷.基于FFMPEG的視頻格式轉換技術研究[J].電腦知識與技術，2011，7（12）：29122913.

[3]張學武，楊學星，江水.基于H.263的視頻編碼、解碼的研究及軟件實現[J].計算機工程與設計，2005，26（9）：24912493.

基金項目：山西省氣象局一般課題（SXKYBDZ201510040）

作者簡介：程海軍（1979），男，山西原平人，主要從事預警信息發布、氣象服務工作。