基于FFmpeg的Java视频Mp4转GIF初探

背景

   在一些业务场景中，会有如下的一些要求：比如有用户需要将Mp4视频转为Gif动图。当然有一些小伙伴说可以使用系统截图，然后使用之前提到过的技术：GIF图像动态生成-JAVA后台生成。需要处理的素材比较少，就一两个视频，确实可以通过这种方式来处理。试想一下，如果需要处理上百个，做处理的小伙伴是不是就抓狂了，这完全是实打实的工作量。那有没有直接从Mp4转成gif动态图的技术呢？运营的小伙伴就能按时下班了。

   经过一番查询，找到一些思路，Mp4视频的组成也是一帧一帧的图像组成的。如果有什么技术可以去动态获取这些数据，通过动态截取每一帧，最后再合成图片。不久解决了吗？FFmpeg变进入技术选型的视野。本文主要讲解如何在Java中，使用FFmpeg进行视频的帧读取，并最终合并成Gif动态图。

一、FFmpeg是什么？

1、简介

  FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。采用LGPL或GPL许可证。它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。FFmpeg在Linux平台下开发，但它同样也可以在其它操作系统环境中编译运行，包括Windows、Max Os等。这个项目最早由Fabrice Bellard发起，2004年至2015年间由Michael Niedermayer主要负责维护。许多FFmpeg的开发人员都来自项目MPlayer，而且当前FFmpeg也是放在MPlayer项目组的服务器上。

2、FFmpeg功能列表

   FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。它包括了领先的音/视频编码库libavcodec等。

1. libavformat：用于各种音视频封装格式的生成和解析，包括获取解码所需信息以生成解码上下文结构
2. 和读取音视频帧等功能；
3. libavcodec：用于各种类型声音/图像编解码；
4. libavutil：包含一些公共的工具函数；
5. libswscale：用于视频场景比例缩放、色彩映射转换；
6. libpostproc：用于后期效果处理；
7. ffmpeg：该项目提供的一个工具，可用于格式转换、解码；
8. ffsever：一个 HTTP 多媒体即时广播串流服务器；
9. ffplay：是一个简单的播放器，使用ffmpeg 库解析和解码，通过SDL显示；

二、Java集成JavaCV调用FFmpeg

1、JavaCv引入

  JavaCv是基于openCv的一个非常强大的库，关于javaCv以后计划做几次讲解，这里不深入，有兴趣的小伙伴可以先行学习。在工程中新建一个Maven工程，在Pom.xml中引入支持，需要注意的是，这里为了演示简单，引入了完整的JavaCv的包，在实际项目中不需要如此，按需引入即可。

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.yelang</groupId>
    <artifactId>mp42gif</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <dependencies>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bytedeco/javacv-platform -->
        <dependency>
            <groupId>org.bytedeco</groupId>
            <artifactId>javacv-platform</artifactId>
            <version>1.5.2</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.madgag/animated-gif-lib -->
        <dependency>
            <groupId>com.madgag</groupId>
            <artifactId>animated-gif-lib</artifactId>
            <version>1.4</version>
        </dependency>
        
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.11</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        
        <!-- lombok 代码自动生成组件 add by wuzuhu on 2022-11-01 -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.24</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

2、视频转换读取

public static void main(String[] args) {
    // 将指定目录的 MP4 文件生成同名的 gif 文件
    File videoDir = new File("E:/testv");
    for (File file : videoDir.listFiles()) {
        String videoPath = file.getPath();
        if (videoPath.endsWith(".mp4")) {
            String gifPath = videoPath.substring(0, videoPath.lastIndexOf(".")) + ".gif";
            try {
                video2Gif(videoPath, gifPath);
                System.out.println("转换完成");
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("文件 [" + videoPath + "] 处理异常！");
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

   上面定义了一个main函数调用，只是一个简单的示例，实际项目需要自己扩展。核心的视频转换函数如下：

private static void video2Gif(String videoPath, String gifPath) throws Exception {
    try (FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(videoPath);
            FileOutputStream targetFile = new FileOutputStream(gifPath)) {
        grabber.start();
        int frames = grabber.getLengthInFrames();
        System.out.println(frames);
        AnimatedGifEncoder encoder = new AnimatedGifEncoder();
        encoder.setFrameRate(frames);
        encoder.start(targetFile);
        Java2DFrameConverter converter = new Java2DFrameConverter();
        for (int i = 0; i < frames; i += 8) {// 8帧合成1帧？（反正越大动图越小、越快）
            encoder.setDelay((int) grabber.getDelayedTime());
            encoder.addFrame(converter.convert(grabber.grabImage()));
            grabber.setFrameNumber(i);
        }
            
        encoder.finish();
    }
}

   通过FFmpegFrameGrabber grabber = new FFmpegFrameGrabber(videoPath);获取视频信息，同时调用grabber.start();进行视频读取（这一步必须要设置，否则会影响后面的结果）。通过int frames = grabber.getLengthInFrames();获取Mp4视频的帧数，再循环帧，即可。上述的代码中不是读取每一帧，这样生成的结果会非常大，建议不要全部读取。

for (int i = 0; i < frames; i += 8) {// 8帧合成1帧）
    encoder.setDelay((int) grabber.getDelayedTime());
    encoder.addFrame(converter.convert(grabber.grabImage()));
    grabber.setFrameNumber(i);
}

3、运行结果

  使用一段视频来测试相应的功能能否正常生效，在E盘新建一个mp4视频文件。

使用上述视频来验证代码是否正确运行，通过Debug来观察程序的运行。

最后在测试的目录中，发现已经成功生成对应的gif图片，拖到浏览器中可以正常展示。

三、总结

   以上就是今天要讲的内容，本文主要简单介绍了在Java中如何基于FFmpeg进行Mp4视频到Gif动图的转换。首先简单讲解FFmpeg的定义，常用的方法，然后重点介绍JavaCv中FFmpeg具体使用，如果在工作中有这种需要，不妨采用这种方式。希望本文对您有所帮助，欢迎指导交流。