Python实现FLV视频拼接功能
本文介绍如何使用Python拼接FLV视频。首先解析FLV文件头与Tag结构，包括Header的9字节定义及Script、Audio、Video Tag的组成。接着通过Python代码实现读取、修改时间戳并写入新文件，最终完成多个FLV文件的合并，并测试了拼接性能与潜在问题。
文章摘要
本文简要解析FLV文件格式，并基于此使用Python代码实现FLV视频的拼接操作。
FLV文件格式解析
一、FLV文件格式
网络上关于FLV格式解析的文章众多，此处仅介绍关键部分，帮助读者理解后续代码逻辑。
FLV文件由文件头（Header）和文件体（Body）顺序拼接而成。解析时需以二进制模式读取文件内容。
Header部分标识文件封装格式为FLV，并声明包含音频、视频或两者。以下为FLV文件Header结构，共占用9个字节：
b'FLV\x01\x05\x00\x00\x00\t' 前3字节（FLV）标识文件类型。 第4字节（\x01）为版本号，固定为1。 第5字节（\x05）表示存储对象类型，转换为二进制为00000101，其中左侧的1表示包含音频，右侧的1表示包含视频。 后4字节（\x00\x00\x00\t）表示文件头长度，固定值为9。
Body部分由多个Tag组成。除第一个Tag外，每个Tag包含头部（11字节）、主体（长度不定）和尾部（4字节）。第一个Tag仅包含尾部。
Tag分为脚本（scripts）、音频（audio）和视频（video）三类。通常第二个Tag为脚本类型，且仅有一个，后续Tag均为音视频类型。
以下以脚本Tag为例进行介绍：
头部示例：b'\x12\x00\tb\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00' 第1字节（\x12）表示Tag类型，脚本对应值18，音频为8，视频为9。 第2-4字节（\x00\tb）表示Tag主体长度，此处为2402。 第5-7字节（\x00\x00\x00）为时间戳，脚本类型通常固定为0。 第8字节（\x00）为时间戳扩展，当3字节不足时使用此字节作为大端序处理。 后3字节（\x00\x00\x00）为Stream ID，固定为0。
主体部分包含FLV视频的基本信息，如时长、大小、分辨率等，结构较为复杂，此处不作深入介绍。
尾部示例：b'\x00\x00\tm'
尾部固定为4字节，表示Tag头部与主体的总长度，即11 + 2402 = 2413。
FLV视频拼接实现
二、FLV视频拼接
将多个FLV视频合并为一个可正常播放的视频，通常可满足大部分需求。因此，拼接过程中无需对FLV进行精细调整，达到基本播放要求即可。
设置阅读器
阅读器类用于便捷地读取文件二进制内容。
class Reader():
def __init__(self, content): # content (bytes):FLV文件的二进制内容
self.content = content
self.start = 0
self.eof = False # 判断是否已读完全部内容
self.length = len(self.content)
def read(self, n=1):
# 设置 if 语句防止过度读取内容
if self.length > (self.start + n):
out = self.content[self.start:self.start + n]
self.start += n
else:
out = self.content[self.start:]
self.eof = True
return out向新建FLV文件写入Header和Tag
假设待拼接的视频基本信息相似，即均包含音视频，且分辨率、码率等参数相同或相近。
生成可正常播放的FLV视频，Header和Tag必不可少。策略是选取第一个FLV的文件头写入新文件，随后依次将修改时间戳后的Tag写入其中，从而实现拼接。
def add_flv(flv, target, videoTimeStamp, audioTimeStamp): # 修改并添加 Tag 的函数
with open(flv, 'rb') as f:
content = f.read()
reader = Reader(content)
header = reader.read(13)
with open(target, 'ab') as f:
while not reader.eof: # 一直读取直到读完，此时 reader.eof = True
dataType = reader.read(1)
dataSize = reader.read(3)
timeStamp = int.from_bytes(reader.read(3), 'big') # 将 3 字节转换成整数
headerRemained = reader.read(4)
if dataType == b'\t': # 视频
timeStamp += videoTimeStamp
videoTS = timeStamp
if dataType == b'\x08': # 音频
timeStamp += audioTimeStamp
audioTS = timeStamp
timeStamp = timeStamp.to_bytes(3, 'big') # 将整数转换成 3 字节
tagHeader = dataType + dataSize + timeStamp + headerRemained
tagData_andSize = reader.read(int.from_bytes(dataSize, 'big') + 4)
f.write(tagHeader)
f.write(tagData_andSize)
return videoTS, audioTS
def merge_flv(flvs, target): # 主函数
videoTS = 0
audioTS = 0
for i, flv in enumerate(flvs):
with open(flv, 'rb') as f:
content = f.read()
reader = Reader(content)
header = reader.read(13) # flvHeader + tagSize0
if i == 0: # 写入第 1 个FLV视频的文件头
with open(target, 'wb') as f:
f.write(header)
videoTS, audioTS = add_flv(flv, target, videoTS, audioTS)拼接实现
import time
since = time.time()
flvs = ['m1.flv', 'm2.flv', 'm3.flv', 'm4.flv'] # 视频大小：45MB，20MB，59MB，54MB
target = 't.flv'
merge_flv(flvs, target)
end = time.time()
print('Merging flvs takes {:.2f} s'.format(end - since))
# Merging flvs takes 0.88 s测试显示，拼接4个总大小为178MB的视频耗时0.88秒。
总结
FLV文件格式相对简明，对数据容错性较高。即使未调整Scripts中的参数，拼接后的视频仍能正常播放。
然而，拼接视频存在潜在问题，例如视频末尾可能出现约0.5秒的音画不同步现象，且难以方便地分离出完整的视频和音频流。
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