通過C#和RTSPClient實現(xiàn)簡易音視頻解碼功能

更新時間：2024年12月30日 08:30:52 作者：小碼編匠

在多媒體應用中,實時傳輸協(xié)議（RTSP）用于流媒體服務,特別是音視頻?監(jiān)控系統(tǒng),通過?C#?和?RTSPClient?庫,可以輕松實現(xiàn)簡易的音視頻解碼和播放功能,本文將詳細介紹如何使用?C#?和?RTSPClient?構建一個簡易但高效的音視頻解碼器,需要的朋友可以參考下

前言

在多媒體應用中，實時傳輸協(xié)議（RTSP）用于流媒體服務，特別是音視頻監(jiān)控系統(tǒng)。通過 C# 和 RTSPClient 庫，可以輕松實現(xiàn)簡易的音視頻解碼和播放功能。

本文將詳細介紹如何使用 C# 和 RTSPClient 構建一個簡易但高效的音視頻解碼器，并提供具體的實現(xiàn)步驟和代碼示例。

正文

可用于rtsp流檢測，獨立視頻解碼，音頻解碼

關鍵特性

簡易實現(xiàn)：快速搭建音視頻解碼框架，適用于原型開發(fā)和小型項目。

實時播放：支持從 RTSP 流獲取并實時解碼音視頻數(shù)據(jù)。

靈活配置：用戶可以根據(jù)需求調整解碼參數(shù)和播放設置。

易于擴展：基于 C# 開發(fā)，便于集成其他功能或第三方庫。

解決方案

實現(xiàn)步驟

選擇合適的庫

使用 RTSPClientSharp 或 VLC DotNet 等第三方庫來處理 RTSP 流的獲取和解碼。

創(chuàng)建UI界面

設計一個簡單的 WPF 或 Windows Forms 應用程序，用于展示解碼后的音視頻內容。

添加基本控件，如播放按鈕、暫停按鈕和進度條。

初始化 RTSPClient

創(chuàng)建 RTSPClient 實例并配置連接參數(shù)（如 RTSP URL、用戶名和密碼等）。

設置回調函數(shù)以處理接收到的音視頻幀。

音視頻解碼

編寫代碼以連接到 RTSP 服務器并拉取音視頻流。

處理解碼后的音視頻幀，并將其渲染到相應的 UI 控件上。

對于音頻部分，可以使用 NAudio 等庫進行解碼和播放。

性能優(yōu)化

采用異步編程模型（如 async/await）來避免阻塞主線程。

利用多線程或任務并行庫（TPL）進行音視頻幀的并行處理。

用戶交互

提供用戶友好的界面，讓用戶輕松控制播放、暫停和調整音量等功能。

示例代碼

namespace RtspClient_Decode
{
    public partial class MainFrom : Form
    {
        // 視頻
        Dispatcher _dispatcher = Dispatcher.CurrentDispatcher;
        Bitmap _videoBitmap;
        TransformParameters _transformParameters;
        Dictionary<FFmpegVideoCodecId, FFmpegVideoDecoder> _videoDecodersMap = new Dictionary<FFmpegVideoCodecId, FFmpegVideoDecoder>();

        // 音頻
        BufferedWaveProvider _audioOut;
        WaveOut _waveOut;
        Dictionary<FFmpegAudioCodecId, FFmpegAudioDecoder> _audioDecodersMap = new Dictionary<FFmpegAudioCodecId, FFmpegAudioDecoder>();
       
        // 連接 
        CancellationTokenSource _cancellationTokenSource;

        int _msgLine = 1;
        bool _checkVideo;
        bool _checkAudio;

        public MainFrom()
        {
            InitializeComponent();

            cbxProtocol.SelectedIndex = 0;
        }

        void btnControl_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            _checkVideo = chbVideo.Checked;
            _checkAudio = chbAudio.Checked;

            switch (btnControl.Text)
            {
                case "播放":
                    btnControl.Text = "停止";
                    Connect();
                    break;
                case "停止": 
                    _cancellationTokenSource.Cancel(); 
                    //_connectTask.Wait(CancellationToken.None);
                    //
                    btnControl.Text = "播放";
                    break;
            }
        }

        void Connect()
        {
            if (_checkVideo)
            {
                _videoBitmap = new Bitmap(video.Width, video.Height);
                _transformParameters = _videoBitmap.GetTransformParameters();
            }

            var serverUri = new Uri(txtAddress.Text);
            var credentials = new NetworkCredential(txtUsername.Text, txtPassword.Text);

            var connectionParameters = new ConnectionParameters(serverUri, credentials); connectionParameters.RtpTransport = (RtpTransportProtocol)(cbxProtocol.SelectedIndex);
            _cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();

            var _connectTask = ConnectAsync(connectionParameters, _cancellationTokenSource.Token); 
        }

        async Task ConnectAsync(ConnectionParameters connectionParameters, CancellationToken token)
        {
            try
            {
                TimeSpan delay = TimeSpan.FromSeconds(5);

                using (var rtspClient = new RtspClient(connectionParameters))
                {
                    rtspClient.FrameReceived += RtspClient_FrameReceived;

                    while (true)
                    {
                        UpdateMessage("[Info] Connecting...");

                        try
                        {
                            await rtspClient.ConnectAsync(token);
                        }
                        catch (OperationCanceledException e)
                        {
                            UpdateMessage("[Error] ConnectAsync,Canceled1:" + e.ToString());
                            return;
                        }
                        catch (RtspClientException e)
                        {
                            UpdateMessage("[Error] ConnectAsync,Errmsg:" + e.ToString());
                            await Task.Delay(delay, token);
                            continue;
                        }

                        UpdateMessage("[Info] Connected.");

                        try
                        {
                            await rtspClient.ReceiveAsync(token);
                        }
                        catch (OperationCanceledException e)
                        {
                            UpdateMessage("[Error] ReceiveAsync,Canceled:" + e.ToString());
                            return;
                        }
                        catch (RtspClientException e)
                        {
                            UpdateMessage("[Error] ReceiveAsync,Errmsg:" + e.ToString());
                            await Task.Delay(delay, token);
                        }
                    }
                }
            }
            catch (OperationCanceledException e)
            {
                UpdateMessage("[Error] ConnectAsync Task,Canceled:" + e.ToString());
            }
        } 
      
        void RtspClient_FrameReceived(object sender, RtspClientSharp.RawFrames.RawFrame rawFrame)
        {
            //UpdateMessage($"[Info] New frame {rawFrame.Timestamp}: {rawFrame.GetType().Name}");

            switch (rawFrame.Type)
            {
                case FrameType.Video: 
                    {
                        // 視頻解碼
                        if (!_checkVideo) return;
                        if (!(rawFrame is RawVideoFrame rawVideoFrame)) return;

                        FFmpegVideoDecoder decoder = GetVideoDecoderForFrame(rawVideoFrame);

                        IDecodedVideoFrame decodedFrame = decoder.TryDecode(rawVideoFrame);

                        _dispatcher.Invoke(() =>
                        {
                            _videoBitmap.UpdateBitmap(decodedFrame, _transformParameters);
                            video.Image = _videoBitmap;
                        }, DispatcherPriority.Send);
                    }
                    break;
                case FrameType.Audio: 
                    {
                        // 音頻解碼 G711A
                        if (!_checkAudio) return;
                        if (!(rawFrame is RawAudioFrame rawAudioFrame)) return;

                        FFmpegAudioDecoder decoder = GetAudioDecoderForFrame(rawAudioFrame);

                        if (!decoder.TryDecode(rawAudioFrame)) return;

                        IDecodedAudioFrame decodedFrame = decoder.GetDecodedFrame(new AudioConversionParameters() { OutBitsPerSample = 16 });

                        if (_audioOut == null)
                        {
                            _audioOut = new BufferedWaveProvider(new WaveFormat(decodedFrame.Format.SampleRate, decodedFrame.Format.BitPerSample, decodedFrame.Format.Channels));
                            _audioOut.BufferLength = 2560 * 16;
                            _audioOut.DiscardOnBufferOverflow = true;

                            _waveOut = new WaveOut();
                            _waveOut.Init(_audioOut);
                            _waveOut.Volume = 1.0f;
                        }

                        _audioOut.AddSamples(decodedFrame.DecodedBytes.Array, decodedFrame.DecodedBytes.Offset, decodedFrame.DecodedBytes.Count);

                        if (_waveOut.PlaybackState != PlaybackState.Playing)
                        {
                            _waveOut.Play();
                        }
                    }
                    break;
            }
        } 
       
        FFmpegAudioDecoder GetAudioDecoderForFrame(RawAudioFrame audioFrame)
        {
            FFmpegAudioCodecId codecId = DetectAudioCodecId(audioFrame);

            if (!_audioDecodersMap.TryGetValue(codecId, out FFmpegAudioDecoder decoder))
            {
                int bitsPerCodedSample = 0;

                if (audioFrame is RawG726Frame g726Frame)
                    bitsPerCodedSample = g726Frame.BitsPerCodedSample;

                decoder = FFmpegAudioDecoder.CreateDecoder(codecId, bitsPerCodedSample);
                _audioDecodersMap.Add(codecId, decoder);
            }

            return decoder;
        }

        FFmpegAudioCodecId DetectAudioCodecId(RawAudioFrame audioFrame)
        {
            if (audioFrame is RawAACFrame)
                return FFmpegAudioCodecId.AAC;
            if (audioFrame is RawG711AFrame)
                return FFmpegAudioCodecId.G711A;
            if (audioFrame is RawG711UFrame)
                return FFmpegAudioCodecId.G711U;
            if (audioFrame is RawG726Frame)
                return FFmpegAudioCodecId.G726;

            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(audioFrame));
        }

        FFmpegVideoDecoder GetVideoDecoderForFrame(RawVideoFrame videoFrame)
        {
            FFmpegVideoCodecId codecId = DetectVideoCodecId(videoFrame);
            if (!_videoDecodersMap.TryGetValue(codecId, out FFmpegVideoDecoder decoder))
            {
                decoder = FFmpegVideoDecoder.CreateDecoder(codecId);
                _videoDecodersMap.Add(codecId, decoder);
            }

            return decoder;
        }

        FFmpegVideoCodecId DetectVideoCodecId(RawVideoFrame videoFrame)
        {
            if (videoFrame is RawJpegFrame)
                return FFmpegVideoCodecId.MJPEG;
            if (videoFrame is RawH264Frame)
                return FFmpegVideoCodecId.H264;

            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(videoFrame));
        }

        void UpdateMessage(string msg)
        {
            this.BeginInvoke((EventHandler)(delegate
            {
                msg = DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss") + msg;
                if (_msgLine ++ > 30)
                {
                    rtbMsg.Clear();
                }
                rtbMsg.AppendText(msg + "\n");
                Console.WriteLine(msg);
            }));
        }
    }
}