Whitepaper 1: Integratie van FFmpeg in Enciris Technologies software

De verwerking en het beheer van grote aantallen multimediastromen kan een hoofdpijn zijn, vooral op het gebied van omroep, medisch, telegeneeskunde, bewaking en videoanalyse. FFmpeg is een van de bekendste open-source softwareoplossingen waarmee video/audiostreams en bestanden in verschillende formaten en standaarden kunnen worden gemanipuleerd.

Dit document bespreekt de verschillende redenen waarom we ervoor gekozen hebben FFmpeg te integreren in de Enciris Technologies API (Application Protocol Interface) en CLI (Command Line Interface) software voor onze LT300 serie van 4K/HD capture kaarten (frame grabbers) en de CV40 serie van 4K cameraproducten, en presenteert de daaruit voortvloeiende voordelen voor onze klanten.

Overzicht, functies en geschiedenis van FFmpeg

FFmpeg is een open-source project dat begon in het jaar 2000. Het project werd oorspronkelijk gestart door Fabrice Bellard, een bekende programmeur die zeer gerespecteerd wordt voor zijn talrijke bijdragen aan de open-source wereld. Vanaf het begin heeft het FFmpeg project zichzelf snel gevestigd als een waardevol en populair hulpmiddel wereldwijd voor het verwerken van alle soorten multimediabestanden, voornamelijk dankzij de enorme mate van flexibiliteit.

De kern van de architectuur is gebaseerd op een verzameling krachtige open-source bibliotheken en wordt nu overgenomen en ondersteund door een grote gemeenschap van bedrijven en ontwikkelaars wereldwijd. Deze omvatten opmerkelijke tools zoals libavcodec voor coderen en decoderen, libavformat voor het beheren van multimediacontainers en libavutil, dat verschillende hulpprogramma's biedt. Vandaag de dag wordt FFmpeg gebruikt in een groot aantal toepassingen, van streaming platformen via videobewerkingssoftware tot de verschillende integraties in embedded systemen.

Belangrijkste kenmerken

FFmpeg biedt een zeer uitgebreide verzameling tools die bijna alle essentiële bewerkingen voor de verwerking van multimediabestanden ondersteunt. Met FFmpeg kun je video- en audiostreams coderen en decoderen met een breed scala aan codecs, waaronder veelgebruikte standaarden zoals H.264, HEVC en VP9 voor video en AAC, MP3 en Opus voor audio. Naast de coderings- en decoderingsmogelijkheden beheert FFmpeg ook de multiplexing en demultiplexing van multimediabestanden, waardoor het aanzienlijk eenvoudiger wordt om audio- en videostromen te verwerken binnen containers zoals MP4, MKV of AVI. In termen van use cases wordt het ook veel gebruikt voor live streaming, waarbij het real-time conversie biedt tussen verschillende formaten en protocollen. Tot slot integreert het een handige set filters die verschillende beeld- en geluidsverwerkingstaken mogelijk maken, zoals het wijzigen van de grootte, het toevoegen van ondertitels, kleurcorrectie en het opnieuw samplen van audio.

Voordelen en nadelen

Zoals alle oplossingen heeft FFmpeg onmiskenbare sterke punten op bepaalde gebieden en enkele beperkingen op andere. Hier is een overzicht van de belangrijkste voor- en nadelen:

Voordelen:

• Gratis en open-source (gelicentieerd onder GPL of LGPL, afhankelijk van de gekozen opties)
• Brede compatibiliteit met video- en audioformaten
• Ondersteuning voor hardwareversnelling (NVIDIA NVENC, Intel Quick Sync, AMD VCE)
• Zeer flexibel en aanpasbaar met een groot aantal opties

Nadelen:

• Complexiteit van de bijbehorende commando's en configuratie
• Beheer van afhankelijkheden en updates kan een uitdaging zijn
• Het heeft een relatief steile leercurve voor niet-experts

Overzicht API en CLI

Enciris Technologies heeft een API- en CLI-softwaresuite ontwikkeld om de besturing en bediening van de LT-300 capturekaart familie van framegrabbers en de CV-4x reeks van cameraproducten te vereenvoudigen.

Deze software is toegankelijk via een RESTful API en ook direct vanuit de Windows of Linux Command Line en maakt directe interactie met de hardware mogelijk om instellingen te configureren en multimediastromen te beheren. Het biedt de mogelijkheid om meerdere videostromen tegelijk op te nemen, op te nemen en te coderen in verschillende formaten. Het ondersteunt ook het decoderen en afspelen van verschillende multimediabestanden, samen met talrijke geïntegreerde audioverwerkingsfuncties, waaronder coderen, decoderen en resampling.

Via deze gebruiksvriendelijke API kunnen gebruikers al deze functies gebruiken zonder zich zorgen te hoeven maken over de complexe FFmpeg-commando's of het beheer van de bijbehorende softwareafhankelijkheden.

Waarom FFmpeg gebruiken?

De integratie van FFmpeg in onze software voorziet in verschillende belangrijke behoeften van klanten op het gebied van het beheer van multimediastromen. Ten eerste maakt FFmpeg het mogelijk om gebruik te maken van hardwarematige coderings- en decoderingsmogelijkheden die door verschillende computerplatforms worden geboden, met name door NVIDIA NVENC, Intel Quick Sync en AMD VCE-processors en -versnellers. Deze ondersteuning verbetert de prestaties aanzienlijk en vermindert de CPU-belasting tijdens het verwerken van video.

Daarnaast ondersteunt FFmpeg een breed scala aan video- en audiocodecs, waaronder veelgebruikte formaten zoals H.264, HEVC (H.265) en VP9 voor video, evenals AAC, MP3 en Opus voor audio. Door de diversiteit van de ondersteunde standaarden kan onze software worden aangepast aan veel verschillende toepassingsgevallen en optimale compatibiliteit garanderen met een groot aantal verschillende formaten en apparaten.

Een ander groot voordeel van integratie is de mogelijkheid van FFmpeg om geavanceerde videobewerkingstaken uit te voeren. Het biedt functies zoals formaatverandering, formaatconversie, filtertoepassing en kleurcorrectie. Deze tools zijn essentieel om de hoogste kwaliteit van verwerkte en opgenomen streams te garanderen, of dit nu voor real-time uitzendingen is of voor archivering of andere doeleinden.

Tot slot is FFmpeg een cross-platform oplossing, compatibel met Windows, Linux en andere besturingssystemen. Deze flexibiliteit zorgt ervoor dat onze software naadloos kan werken op meerdere verschillende klantinfrastructuren, waardoor de integratie in verschillende omgevingen wordt vergemakkelijkt en de complexiteit van de implementatie en de onderhoudsinspanning voor zowel gebruikers, ontwikkelaars als IT-ondersteuning worden verminderd.

Enciris Technologies gebruikt FFmpeg en de bijbehorende bibliotheken onder de LGPL-licentie, waardoor naleving van de open-source standaarden wordt gewaarborgd terwijl de flexibiliteit voor integratie in onze commerciële oplossingen behouden blijft.

De integratie van FFmpeg in onze software vereenvoudigt ook aanzienlijk de vereiste software-integratie vanaf dag 1 van het ontwikkelingsproces voor onze klanten op de volgende gebieden:

• Versie- en afhankelijkheidsbeheer: Gebruikers hoeven zich geen zorgen te maken over het installeren en updaten van FFmpeg.
• Abstractie van het besturingssysteem: De tool werkt naadloos op verschillende OS-platforms en computerhardware (Intel, AMD of Nvidia).
• Vereenvoudigd coderen en decoderen van video via de API: Dit biedt directe toegang tot de functionaliteit van FFmpeg zonder dat gebruikers complexe commando's en opties hoeven te gebruiken. Via onze API kunnen gebruikers moeiteloos videostromen van onze kaarten encoderen, decoderen, multiplexen en verwerken, waarbij onze multimediaserver alle aspecten van de technische configuratie van FFmpeg beheert.

Gebruikssituatie: Video-opname

Met onze API:

1. De gebruiker stuurt een verzoek naar onze RESTful API, waarbij alleen de bestandsindeling voor de uitvoer wordt opgegeven
2. De software zorgt automatisch voor acquisitie, codering en opname

Met onze API en FFmpeg:

1. De gebruiker vraagt de videostream aan via onze API
2. De stream wordt dan doorgestuurd naar FFmpeg voor aangepaste codering (codec, bitrate, enz. kiezen).
3. De gecodeerde video wordt opgeslagen als een bestand

Conclusies

De integratie van FFmpeg in de software van Enciris Technologies biedt een krachtige en efficiënte oplossing voor multimediaverwerking. Door FFmpeg te integreren, bieden we gebruikers een naadloze ervaring, waarbij de complexiteit van het configureren en beheren wordt weggenomen en tegelijkertijd de toegang tot alle uiterst krachtige functies wordt gegarandeerd.

Deze aanpak vermindert de technische last voor gebruikers aanzienlijk, omdat het niet nodig is om afhankelijkheden, updates en platformspecifieke problemen te beheren. Via onze RESTful API kunnen gebruikers moeiteloos video coderen, decoderen en verwerken, waardoor ze zich kunnen richten op de creatieve aspecten van applicatieontwikkeling in plaats van op de taken van het beheer van multimediastreams. Het neemt ook de pijn weg van het beheren van hardware platform en software afhankelijkheden voor updates en Long-Term Support (LTS).

Door FFmpeg te gebruiken en te integreren kunnen we ervoor zorgen dat onze software veelzijdig en toekomstbestendig blijft. Dankzij de voortdurende updates van de open-source gemeenschap biedt FFmpeg voortdurende verbeteringen op het gebied van prestaties, codec-ondersteuning en hardwareversnelling, waardoor onze klanten kunnen profiteren van geavanceerde multimediaverwerking zonder extra inspanningen. De integratie van FFmpeg door Enciris Technologies vergroot niet alleen de mogelijkheden van onze software, maar biedt onze gebruikers ook een gestroomlijnde, efficiënte en schaalbare oplossing voor multimediabeheer. Door de complexiteit van FFmpeg te abstraheren, leveren we een robuust en gebruiksvriendelijk systeem dat gebruikers in staat stelt hun workflows te optimaliseren met minimale technische overhead.

Andere bekende alternatieven voor FFmpeg zijn:

• GStreamer: Dat is een modulair raamwerk voor multimediaverwerking
• LibVLC: Dit is een bibliotheek die door VLC wordt gebruikt voor het beheer van multimediastreams
• Handrem: Dit is een speciale videoconversieoplossing gebaseerd op FFmpeg
• AVConv (voorheen onderdeel van Libav): Dit is een alternatieve afgeleide van FFmpeg

Heb je een vraag of wil je meer weten? Neem vandaag nog contact met ons op.

Bel +33 (0)5 82 9509 55 of e-mail: info@enciris.com

Over Enciris Technologies

Enciris-producten worden ontworpen en gebouwd in Frankrijk. Het Enciris-verhaal begon in 2006 met een visie om een reeks toegankelijke videoproducten met hoge prestaties te maken die gebruik maken van de nieuwste, state-of-the-art technologie.

Het bedrijf heeft zich ontwikkeld tot een toonaangevende ontwerper en fabrikant van hoogwaardige videoverwerkingshardware voor OEM's, systeemintegratoren, embedded systemen en professionele gebruikers. Enciris biedt oplossingen voor klanten om Ultra HD 4K/Full HD-cameratechnologie, video-acquisitie, hardwarecompressie, videorouting, videoformaatconversie, video-overlay, videostreaming en opslagmogelijkheden toe te voegen.

We ontwerpen zowel kant-en-klare als op maat gemaakte oplossingen voor langdurige beschikbaarheid (LTA) en ultrahoge betrouwbaarheid.

www.enciris.com Enciris is een ISO9001:2015 bedrijf.