跨平台低延迟RTSP转RTMP推送技术方案探讨

实现RTSP摄像头数据转RTMP推送到服务器，可以用第三方库或者工具实现，总体设计架构如下：

 

一个好的转发模块，首先要低延迟！其次足够稳定、灵活、有状态反馈机制、资源占用低，跨平台，最好以接口形式提供，便于第三方系统集成，整体功能设计如下：

1. 拉流：通过RTSP直播播放SDK的数据回调接口，拿到音视频数据；

2. 转推：通过RTMP直播推送SDK的编码后数据输入接口，把回调上来的数据，传给RTMP直播推送模块，实现RTSP数据流到RTMP服务器的转发；

3. 录像：如果需要录像，借助RTSP直播播放SDK，拉到音视频数据后，直接存储MP4文件即可；

4. 快照：如果需要实时快照，拉流后，解码调用播放端快照接口，生成快照，因为快照涉及到video数据解码，如无必要，可不必开启，不然会额外消耗性能。

5. 拉流预览：如需预览拉流数据，只要调用播放端的播放接口，即可实现拉流数据预览；

6. 数据转AAC后转发：考虑到好多监控设备出来的音频可能是PCMA/PCMU的，如需要更通用的音频格式，可以转AAC后，在通过RTMP推送；

7. 转推RTMP实时静音：只需要在传audio数据的地方，加个判断即可；

8. 拉流速度反馈：通过RTSP播放端的实时码率反馈event，拿到实时带宽占用即可；

9. 整体网络状态反馈：考虑到有些摄像头可能会临时或异常关闭，RTMP服务器亦是，可以通过推拉流的event回调状态，查看那整体网络情况，如此界定：是拉不到流，还是推不到RTMP服务器。

下面分别介绍下两种技术方案：

FFmpeg技术方案

1. 安装FFmpeg：首先，您需要安装FFmpeg。FFmpeg是一个开源的跨平台视频和音频处理工具，它支持将RTSP流转换为RTMP流。您可以从FFmpeg官方网站下载适用于Windows的二进制安装程序，并按照说明进行安装。
2. 配置FFmpeg：安装完FFmpeg后，您需要配置其命令行参数，以便将RTSP流转换为RTMP流，并将其推送到目标服务器。您可以使用以下命令行参数：

 ffmpeg -i rtsp://[摄像头地址]/[流媒体地址] -f flv rtmp://[服务器地址]/[直播频道]

其中，​​rtsp://[摄像头地址]/[流媒体地址]​​是摄像头的RTSP流地址，​​rtmp://[服务器地址]/[直播频道]​​是目标服务器的RTMP流地址。您可以根据实际情况修改这些参数。

1. 运行FFmpeg：配置完FFmpeg后，您可以使用命令行或脚本文件来运行FFmpeg。您可以在命令行中直接运行上述命令，或者将命令写入脚本文件（例如bat文件），然后运行脚本文件。需要注意的是，上述方案中的摄像头地址、流媒体地址、服务器地址和直播频道都需要替换为实际的地址和信息。此外，您还需要确保摄像头的RTSP流可公开访问，并且目标服务器的RTMP流地址已经配置正确。
2. 集成到应用程序中：如果您需要在应用程序中实现实时视频流推送，您可以将FFmpeg集成到应用程序中。您可以使用FFmpeg的API或命令行接口，通过编程方式调用FFmpeg的功能，并将摄像头的RTSP流转换为RTMP流，并将其推送到目标服务器。

SDK技术方案

以大牛直播SDK的Windows平台RTSP转RTMP推送C++的demo为例：

1. 拉流：拉流和播放有些类似，但不需要播放（也就是说不要解码，资源消耗非常低），在做过基础的参数配置之后（对应demo里面OpenPullHandle()），设置音视频数据回调，然后调用StartPullStream()即可：

1.1 基础参数设置：

bool nt_stream_relay_wrapper::OpenPullHandle(const std::string& url, bool is_rtsp_tcp_mode, bool is_mute)
{
	if ( pull_handle_ != NULL )
		return true;

	if ( url.empty() )
		return false;

	duration_ = 0;

	NT_HANDLE pull_handle = NULL;

	ASSERT( pull_api_ != NULL );
	if (NT_ERC_OK != pull_api_->Open(&pull_handle, render_wnd_, 0, NULL))
	{
		return false;
	}

	ASSERT(pull_handle != NULL);

	pull_api_->SetEventCallBack(pull_handle, this, &NT_Pull_SDKEventHandle);

	pull_api_->SetBuffer(pull_handle, 0);
	pull_api_->SetFastStartup(pull_handle, 1);
	pull_api_->SetRTSPTcpMode(pull_handle, is_rtsp_tcp_mode ? 1 : 0);
	pull_api_->SetMute(pull_handle, is_mute ? 1 : 0);

	if ( NT_ERC_OK != pull_api_->SetURL(pull_handle, url.c_str()) )
	{
		pull_api_->Close(pull_handle);
		pull_handle = NULL;
		return false;
	}

	if ( setting_pos_ >= 0ll )
	{
		pull_api_->SetPos(pull_handle, setting_pos_);
	}

	pull_handle_ = pull_handle;

	return true;
}

1.2 设置音视频数据回调：

pull_api_->SetPullStreamVideoDataCallBack(pull_handle_, this, &SP_SDKPullStreamVideoDataHandle);
pull_api_->SetPullStreamAudioDataCallBack(pull_handle_, this, &SP_SDKPullStreamAudioDataHandle);

1.3 开始拉流：

auto ret = pull_api_->StartPullStream(pull_handle_);
	if ( NT_ERC_OK != ret )
	{
		if ( !is_playing_ )
		{
			pull_api_->Close(pull_handle_);
			pull_handle_ = NULL;
		}
		
		return false;
	}

拉流整体代码如下：

bool nt_stream_relay_wrapper::StartPull(const std::string& url, bool is_rtsp_tcp_mode, bool is_transcode_aac)
{
	if ( is_pulling_ )
		return false;

	if ( !OpenPullHandle(url, is_rtsp_tcp_mode) )
		return false;

	pull_api_->SetPullStreamVideoDataCallBack(pull_handle_, this, &SP_SDKPullStreamVideoDataHandle);

	pull_api_->SetPullStreamAudioDataCallBack(pull_handle_, this, &SP_SDKPullStreamAudioDataHandle);

	pull_api_->SetPullStreamAudioTranscodeAAC(pull_handle_, is_transcode_aac? 1: 0);

	auto ret = pull_api_->StartPullStream(pull_handle_);
	if ( NT_ERC_OK != ret )
	{
		if ( !is_playing_ )
		{
			pull_api_->Close(pull_handle_);
			pull_handle_ = NULL;
		}
		
		return false;
	}

	is_pulling_ = true;

	return true;
}

2. 停止拉流：

停止拉流流程比较简单，先判断是否在拉流状态，如果拉流，调用StopPullStream() 即可，如没有预览画面，调用Close()接口关闭拉流实例。

void nt_stream_relay_wrapper::StopPull()
{
	if ( !is_pulling_ )
		return;

	pull_api_->StopPullStream(pull_handle_);

	if ( !is_playing_ )
	{
		pull_api_->Close(pull_handle_);
		pull_handle_ = NULL;
	}

	is_pulling_ = false;
}

3. 拉流端预览：

拉流端预览，说白了就是播放拉流数据，流程比较简单，demo调用如下，如不需要播放声音，调用SetMute()，实时打开/关闭即可：

bool nt_stream_relay_wrapper::StartPlay(const std::string& url, bool is_rtsp_tcp_mode, bool is_mute)
{
	if ( is_playing_ )
		return false;

	if ( !OpenPullHandle(url, is_rtsp_tcp_mode, is_mute) )
		return false;

	pull_api_->SetMute(pull_handle_, is_mute ? 1 : 0);

	auto ret = pull_api_->StartPlay(pull_handle_);
	if ( NT_ERC_OK != ret )
	{
		if ( !is_pulling_ )
		{
			pull_api_->Close(pull_handle_);
			pull_handle_ = NULL;
		}

		return false;
	}

	is_playing_ = true;

	return true;
}

4. 拉流端关闭预览：

void nt_stream_relay_wrapper::StopPlay()
{
	if ( !is_playing_ )
		return;

	pull_api_->StopPlay(pull_handle_);

	if ( !is_pulling_ )
	{
		pull_api_->Close(pull_handle_);
		pull_handle_ = NULL;
	}

	is_playing_ = false;
}

5. 开始推流到RTMP服务器：

推流的流程，如之前所述，调用RTMP推送模块，然后数据源传编码后的音视频数据即可，下图的demo源码，同时展示了，RTSP流获取到后，转推RTMP的时候，数据解密的处理：

bool nt_stream_relay_wrapper::StartPush(const std::string& url)
{
	if ( is_pushing_ )
		return false;

	if ( url.empty() )
		return false;

	if ( !OpenPushHandle() )
		return false;

	auto push_handle = GetPushHandle();
	ASSERT(push_handle != nullptr);

	ASSERT(push_api_ != NULL);
	if ( NT_ERC_OK != push_api_->SetURL(push_handle, url.c_str(), NULL) )
	{
		if ( !is_started_rtsp_stream_ )
		{
			push_api_->Close(push_handle);
			SetPushHandle(nullptr);
		}

		return false;
	}

	if ( NT_ERC_OK != push_api_->StartPublisher(push_handle, NULL) )
	{
		if ( !is_started_rtsp_stream_ )
		{
			push_api_->Close(push_handle);
			SetPushHandle(nullptr);
		}

		return false;
	}

	is_pushing_ = true;

	return true;
}

6. 传递转推RTMP数据：

void nt_stream_relay_wrapper::OnVideoDataHandle(NT_HANDLE handle, NT_UINT32 video_codec_id, 
	NT_BYTE* data, NT_UINT32 size, NT_SP_PullStreamVideoDataInfo* info)
{
	if (!is_pushing_ && !is_started_rtsp_stream_)
		return;

	if ( pull_handle_ != handle )
		return;

	if (data == NULL)
		return;

	if (size < 1)
		return;

	if (info == NULL)
		return;

	std::unique_lock lock(push_handle_mutex_);

	if (!is_pushing_ && !is_started_rtsp_stream_)
		return;

	if (push_handle_ == NULL)
		return;

	push_api_->PostVideoEncodedDataV2(push_handle_, video_codec_id,
		data, size, info->is_key_frame_, info->timestamp_, info->presentation_timestamp_);
}

void nt_stream_relay_wrapper::OnAudioDataHandle(NT_HANDLE handle, NT_UINT32 auido_codec_id,
	NT_BYTE* data, NT_UINT32 size, NT_SP_PullStreamAuidoDataInfo* info)
{
	if (!is_pushing_ && !is_started_rtsp_stream_)
		return;

	if (pull_handle_ != handle)
		return;

	if (data == NULL)
		return;

	if (size < 1)
		return;

	if (info == NULL)
		return;

	std::unique_lock lock(push_handle_mutex_);

	if (!is_pushing_ && !is_started_rtsp_stream_)
		return;

	if (push_handle_ == NULL)
		return;

	push_api_->PostAudioEncodedData(push_handle_, auido_codec_id, data, size,
		info->is_key_frame_, info->timestamp_, 
		info->parameter_info_, info->parameter_info_size_);
}

7. 关闭实时RTMP转推

void nt_stream_relay_wrapper::StopPush()
{
	if ( !is_pushing_ )
		return;

	is_pushing_ = false;

	std::unique_lock lock(push_handle_mutex_);

	if ( nullptr == push_handle_ )
		return;

	push_api_->StopPublisher(push_handle_);

	if ( !is_started_rtsp_stream_ )
	{
		push_api_->Close(push_handle_);

		push_handle_ = nullptr;
	}
}

总结

无论您选择哪种方案，需要确保以下几点：

1. 选择一个稳定可靠的第三方库或服务，以确保转换的质量和可靠性；
2. 了解和掌握相关的技术和协议，例如RTSP和RTMP，以及如何使用相关的库和工具进行转换和处理；
3. 考虑性能和资源的问题，特别是在处理大量视频流或高并发的场景下。需要确保系统具有足够的处理能力和带宽，以避免延迟或丢帧等问题。

Windows平台上的RTSP转RTMP推送需要一些技术准备和规划，以及对相关协议和工具的理解和使用经验，做个基础的demo，用FFmpeg就可以，但是如果产品话，需要考虑的点实在太多了。