Whitepaper 1: Integração do FFmpeg no software da Enciris Technologies

O processamento e a gestão de um grande número de fluxos multimédia pode ser uma dor de cabeça, particularmente nos domínios da radiodifusão, medicina, telemedicina, vigilância e análise de vídeo. O FFmpeg é uma das soluções de software de código aberto mais conhecidas que permite a manipulação de fluxos e ficheiros de vídeo/áudio em vários formatos e normas.

Este documento discute as várias razões pelas quais optámos por integrar o FFmpeg no software API (Application Protocol Interface) e CLI (Command Line Interface) da Enciris Technologies para a nossa gama LT300 de placas de captura 4K/HD (frame grabbers), bem como a gama CV40 de produtos de câmaras 4K, e apresenta os benefícios resultantes para os nossos clientes.

Visão geral, caraterísticas e história do FFmpeg

O FFmpeg é um projeto de código aberto que começou no ano 2000. O projeto foi originalmente iniciado por Fabrice Bellard, um conhecido programador que é muito respeitado pelas suas numerosas contribuições para o mundo do código aberto. Desde o seu início, o projeto FFmpeg rapidamente se estabeleceu como uma ferramenta valiosa e popular em todo o mundo para lidar com todos os tipos de ficheiros multimédia, devido principalmente ao seu enorme grau de flexibilidade.

Atualmente adotado e apoiado por uma grande comunidade de empresas e programadores em todo o mundo, o núcleo da sua arquitetura baseia-se numa coleção de poderosas bibliotecas de código aberto. Estas incluem ferramentas notáveis como a libavcodec para codificação e descodificação, a libavformat para gerir contentores multimédia e a libavutil, que fornece várias funções utilitárias. Atualmente, o FFmpeg é utilizado numa vasta gama de casos de utilização de aplicações, sendo implementado em tudo, desde plataformas de streaming, passando por software de edição de vídeo, até às suas várias integrações em múltiplos sistemas incorporados.

Caraterísticas principais

Oferece um conjunto de ferramentas extremamente abrangente que suporta quase todas as operações essenciais para o processamento de ficheiros multimédia. O FFmpeg permite a codificação e descodificação de fluxos de vídeo e áudio utilizando uma vasta gama de codecs, incluindo as normas mais utilizadas, tais como H.264, HEVC e VP9 para vídeo, bem como AAC, MP3 e Opus para áudio. Para além das suas capacidades de codificação e descodificação, o FFmpeg gere a multiplexagem e demultiplexagem de ficheiros multimédia, facilitando significativamente o manuseamento de fluxos de áudio e vídeo em contentores como MP4, MKV ou AVI. Em termos de casos de utilização, também é amplamente utilizado para transmissão em direto, oferecendo conversão em tempo real entre diferentes formatos e protocolos. Por fim, integra um conjunto útil de filtros que permitem várias tarefas de processamento de imagem e som, por exemplo, redimensionar, adicionar legendas, fazer correção de cor e também executar tarefas de reamostragem de áudio.

Vantagens e desvantagens

Como todas as soluções, o FFmpeg tem pontos fortes inegáveis em certas áreas, bem como algumas limitações noutras. Aqui está uma visão geral das suas principais vantagens e desvantagens:

Vantagens:

• Gratuito e de código aberto (licenciado sob GPL ou LGPL, consoante as opções escolhidas)
• Ampla compatibilidade com formatos de vídeo e áudio
• Suporte para aceleração de hardware (NVIDIA NVENC, Intel Quick Sync, AMD VCE)
• Altamente flexível e personalizável com uma vasta gama de opções

Desvantagens:

• Complexidade dos comandos e da configuração associados
• A gestão de dependências e actualizações pode ser um desafio
• Tem uma curva de aprendizagem relativamente acentuada para os não especialistas

Visão geral da API e da CLI

A Enciris Technologies desenvolveu um conjunto de software API e CLI concebido para simplificar o controlo e o funcionamento da sua família de placas de captura LT-300 de frame grabbers, bem como da gama de câmaras CV-4x.

Acessível através de uma API RESTful, bem como diretamente a partir da linha de comandos do Windows ou Linux, este software permite a interação direta com o hardware para configurar definições e gerir fluxos multimédia. Permite adquirir vários fluxos de vídeo em simultâneo, gravá-los e codificá-los em vários formatos. Também suporta a descodificação e a reprodução de vários ficheiros multimédia, juntamente com inúmeras funcionalidades de processamento de áudio integradas, incluindo codificação, descodificação e reamostragem.

Através desta API simples de utilizar, os utilizadores podem tirar partido de todas estas funções sem se preocuparem com o manuseamento dos complexos comandos FFmpeg ou com a gestão das dependências de software associadas.

Porquê utilizar o FFmpeg?

A integração do FFmpeg no nosso software responde a várias necessidades fundamentais dos clientes em matéria de gestão de fluxos multimédia. Em primeiro lugar, o FFmpeg permite tirar partido das capacidades de codificação e descodificação de hardware oferecidas por várias plataformas informáticas diferentes, nomeadamente através dos processadores e aceleradores NVIDIA NVENC, Intel Quick Sync e AMD VCE. Este suporte melhora significativamente o desempenho e reduz a carga da CPU durante o processamento de vídeo.

Além disso, o FFmpeg suporta uma vasta gama de codecs de vídeo e áudio, incluindo formatos comuns como H.264, HEVC (H.265) e VP9 para vídeo, bem como AAC, MP3 e Opus para áudio. Devido à diversidade de diferentes normas suportadas, o nosso software pode adaptar-se a muitos casos de utilização de aplicações diferentes e garantir uma compatibilidade óptima com uma grande variedade de formatos e dispositivos diferentes.

Outra grande vantagem da integração é a capacidade do FFmpeg de realizar tarefas avançadas de processamento de vídeo. Oferece funcionalidades como redimensionamento, conversão de formatos, aplicação de filtros e correção de cores. Estas ferramentas são essenciais para garantir a mais elevada qualidade dos fluxos processados e gravados, quer seja para transmissão em tempo real, quer seja para arquivo ou outros fins.

Finalmente, o FFmpeg é uma solução multiplataforma, compatível com Windows, Linux e outros sistemas operativos. Esta flexibilidade garante que o nosso software pode funcionar sem problemas em várias infra-estruturas de clientes diferentes, facilitando a integração em vários ambientes e reduzindo a complexidade da implementação e o esforço de manutenção para os utilizadores, os programadores e o suporte de TI.

A Enciris Technologies utiliza o FFmpeg e suas bibliotecas sob a licença LGPL, garantindo a conformidade com os padrões de código aberto e mantendo a flexibilidade para integração em nossas soluções comerciais.

A integração do FFmpeg no nosso software também simplifica significativamente o esforço de integração de software necessário desde o primeiro dia do processo de desenvolvimento para os nossos clientes nas seguintes áreas:

• Gestão de versões e dependências: Os utilizadores não precisam de se preocupar com a instalação e atualização do FFmpeg.
• Abstração do sistema operativo: A ferramenta funciona sem problemas em várias plataformas de sistemas operativos diferentes e hardware de computador (Intel, AMD ou Nvidia).
• Codificação e descodificação de vídeo simplificadas através da API: Isto fornece acesso direto à funcionalidade do FFmpeg sem que os utilizadores tenham de lidar com comandos e opções complexas. Através da nossa API, os utilizadores podem codificar, descodificar, multiplexar e processar fluxos de vídeo a partir das nossas placas sem esforço, com o nosso servidor multimédia a gerir todos os aspectos da configuração técnica do FFmpeg.

Caso de utilização: Gravação de vídeo

Com a nossa API:

1. O utilizador envia um pedido à nossa API RESTful, especificando apenas o formato do ficheiro de saída
2. O software trata automaticamente da aquisição, codificação e gravação

Com a nossa API e o FFmpeg:

1. O utilizador solicita o fluxo de vídeo através da nossa API
2. O fluxo é então redireccionado para o FFmpeg para codificação personalizada (escolha do codec, taxa de bits, etc.)
3. O vídeo codificado é guardado como um ficheiro

Conclusões

A integração do FFmpeg no software da Enciris Technologies proporciona uma solução poderosa e eficiente para o processamento multimédia. Ao incorporar o FFmpeg, oferecemos aos utilizadores uma experiência perfeita, eliminando a complexidade da sua configuração e gestão e garantindo o acesso a todas as suas caraterísticas extremamente poderosas.

Esta abordagem reduz significativamente a carga técnica dos utilizadores, porque elimina a necessidade de lidar com dependências, actualizações e gerir questões específicas da plataforma. Através da nossa API RESTful, os utilizadores podem controlar sem esforço a codificação, a descodificação e o processamento de vídeo, o que lhes permite concentrarem-se nos aspectos criativos do desenvolvimento de aplicações e não nas tarefas de gestão de fluxos multimédia. Também elimina a dificuldade de gerir a plataforma de hardware e as dependências de software para actualizações e suporte a longo prazo (LTS).

Aproveitando o FFmpeg e integrando-o, podemos garantir que o nosso software permanece versátil e preparado para o futuro. Com actualizações contínuas da comunidade de código aberto, o FFmpeg proporciona melhorias contínuas em termos de desempenho, suporte de codecs e aceleração de hardware, permitindo que os nossos clientes beneficiem de um processamento multimédia de ponta sem qualquer esforço adicional. A integração do FFmpeg pela Enciris Technologies não só melhora as capacidades do nosso software, como também fornece aos nossos utilizadores soluções simplificadas, eficientes e escaláveis para a gestão multimédia. Ao abstrair as complexidades do FFmpeg, fornecemos um sistema robusto e fácil de utilizar que permite aos utilizadores otimizar os seus fluxos de trabalho com um mínimo de despesas técnicas.

Outras alternativas notáveis ao FFmpeg incluem:

• GStreamer: Que é uma estrutura modular para o processamento multimédia
• LibVLC: Esta é uma biblioteca utilizada pelo VLC para a gestão de fluxos multimédia
• Travão de mão: Esta é uma solução de conversão de vídeo dedicada baseada no FFmpeg
• AVConv (anteriormente parte da Libav): Este é um derivado alternativo do FFmpeg

Tem uma pergunta ou quer saber mais? Entre em contacto connosco hoje.

Telefone para +33 (0)5 82 9509 55 ou envie um e-mail: info@enciris.com

Sobre a Enciris Technologies

Os produtos Enciris são concebidos e fabricados em França. A história da Enciris começou em 2006 com a visão de criar uma gama de produtos de captura de vídeo acessíveis e de alto desempenho, utilizando a mais recente tecnologia de ponta.

A empresa evoluiu para se tornar um designer e fabricante líder de hardware de processamento de vídeo de alto desempenho para OEMs, integradores de sistemas, sistemas incorporados e utilizadores profissionais. A Enciris fornece soluções para os clientes adicionarem tecnologia de câmara Ultra HD 4K/Full HD, aquisição de vídeo, compressão de hardware, encaminhamento de vídeo, conversão de formato de vídeo, sobreposição de vídeo, transmissão de vídeo e capacidades de armazenamento.

Concebemos soluções prontas a utilizar e personalizadas para uma disponibilidade a longo prazo (LTA) e uma fiabilidade ultra elevada.

www.enciris.com A Enciris é uma empresa ISO9001:2015.