树莓派使用HLS实现视频流直播

说明

• 这次介绍一下基于上一篇文章“树莓派编译安装FFmpeg”的应用，即HLS视频流直播。原理是FFmpeg将USB摄像头的原始视频流压缩为H.264视频流，然后使用FFmpeg的hls切片工具将视频流分为n个切片和1个m3u8文件，具体原理可以看这篇文章。

准备工作

• 树莓派一个（1至3代都可以）
• USB摄像头一个
• 已连接到网络

步骤

1. 将树莓派接上USB摄像头，lsusb命令可以查看摄像头型号等信息，同时/dev目录下会多出来一个video0设备。在树莓派中安装Web服务器，考虑到树莓派的性能，此次选用nginx。

sudo apt-get update
sudo apt-get install nginx

2. 安装完成后，再浏览器打开树莓派的IP地址，看到以下图片则说明nginx安装完成。

   
   nginx安装成功
3. 默认nginx的网站根目录是在/var/www/html，为了方便，我们可以把根目录改为/var/www，修改/etc/nginx/sites-available的default文件，将root /var/www/html;
   修改为root /var/www;，然后进入/var/www目录，将html文件夹内的index.nginx-debian.html移到此目录，然后重启nginx服务。

cd /var/www;
sudo mv html/index.nginx-debian.html index.html
sudo rm -r html
sudo service nginx restart

4. HLS不断将视频切片，循环写入设定的n个文件，长时间的反复写入可能会造成SD卡损坏，因此最好划分一个16M的内存空间用于存放切片文件。在/var/www目录下创建hls文件夹，修改/etc/fstab文件，添加一项内容如下：

tmpfs    /var/www/hls    tmpfs    defaults,size=16M    0    0

5. 重启树莓派，输入df -h命令后可以看到已经如下所示，说明挂载tmpfs到/var/www/hls成功。

tmpfs            16M     0   16M   0% /var/www/hls

6. 在当前目录即/home/pi创建hls.sh文件，写入以下内容，其中-r 10代表帧率为10，-s 640x480代表分辨率，-b:v 300k代表视频码率，c:v h264_omx代表使用树莓派的omx硬件编码器，-segment_time 2代表每个切片2秒，-segment_wrap 3代表切片数量为3，-segment_list_size 3代表缓冲文件数量为3，最后将切片的文件放到/var/www/hls目录并生成stream.m3u8。

ffmpeg -f v4l2 -r 10 -s 640x480 -i /dev/video0 -b:v 300k -c:v h264_omx -an -f segment -segment_time 2 -segment_wrap 3 -segment_list_size 3 -segment_list "/var/www/hls/stream.m3u8" "/var/www/hls/stream%03d.ts"

7. 执行hls.sh

chmod +x hls.sh
./hls.sh

8. 可以看到控制台输出如下内容

   
   执行hls.sh

9. 使用支持html5的浏览器就可以看到视频流的内容，链接为：树莓派IP/hls/stream.m3u8，此处作者做了个简易的微信小程序示范。

   
   微信小程序HLS直播示范

总结

• 使用树莓派的硬件编码器的效果很明显，基本不占用CPU的使用率。而此次使用的HLS是目前html5中能直接使用的直播视频流协议，优点是穿透性好，有网络的情况下都可以使用，而缺点很明显，视频的延时是很大的，按上文的设置也有至少6s的延时。期待更加好用的WebRTC协议能尽快普及。