姜 文，劉立康

(西安電子科技大學(xué) 通信工程學(xué)院，陜西 西安 710071)

0 引 言

隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，媒體云化服務(wù)也發(fā)展迅速，許多公司都在開發(fā)視頻云轉(zhuǎn)碼軟件產(chǎn)品。云轉(zhuǎn)碼軟件在產(chǎn)品開發(fā)與運(yùn)營(yíng)階段都涉及到視頻文件庫(kù)管理。目前主流的視頻文件類型很多，每類視頻文件都涉及大量相關(guān)參數(shù)，僅依靠視頻文件的擴(kuò)展名進(jìn)行分類管理，已經(jīng)無(wú)法滿足云轉(zhuǎn)碼軟件對(duì)視頻文件庫(kù)管理的需求。因此需要對(duì)視頻文件按照擴(kuò)展名(文件類型)進(jìn)行一級(jí)分類之后，再針對(duì)同一文件類型的視頻文件提取特定重點(diǎn)參數(shù)信息，按照參數(shù)值進(jìn)行二級(jí)分類；同時(shí)將視頻庫(kù)文件中所有視頻文件提取出來(lái)的參數(shù)信息寫入相關(guān)索引文件歸檔，索引文件通常為CSV文件或Excel文件。

MediaInfo是目前通用的多媒體文件參數(shù)信息提取的開源軟件，MediaInfo工具根據(jù)用戶的不同需求有三種形式的工具。文中介紹了MediaInfo工具的基本功能，結(jié)合實(shí)例詳細(xì)敘述了三種形式MediaInfo工具的使用方法，最后介紹了MediaInfo工具在云轉(zhuǎn)碼視頻文件庫(kù)管理中的應(yīng)用。

1 多媒體與CSV文件

1.1 多媒體技術(shù)的研究對(duì)象

多媒體技術(shù)[1-7]可以處理文本、圖形、圖像、音頻、動(dòng)畫、視頻等多種媒體。

(1)文本：文本包含字母、數(shù)字、字、詞語(yǔ)等基本元素。

(2)圖像：圖像即位圖圖像，由像素構(gòu)成。

(3)圖形：圖形即矢量圖，通常由繪圖軟件繪制生成，文件存儲(chǔ)格式有3ds、dxf、wmf等。圖形文件也可以采用圖像格式保存。

(4)聲音：聲音屬于聽覺(jué)媒體，包含音效、語(yǔ)音和音樂(lè)。

(5)動(dòng)畫：動(dòng)畫是通過(guò)一系列彼此有差別的單個(gè)畫面，通過(guò)一定速度的播放達(dá)到畫中圖像連續(xù)變化的效果。

(6)視頻：視頻是由連續(xù)的畫面組成動(dòng)態(tài)圖像的一種方式，其中的每一幅圖像稱為一幀(frame)。視頻文件可以單純由視頻流組成，也可以隨視頻流同時(shí)播放音頻流共同組成。

動(dòng)畫和視頻都建立在活動(dòng)幀的基礎(chǔ)上，區(qū)別在于動(dòng)畫的畫面是人工生成的，而視頻的畫面是客觀場(chǎng)景，二者可以采用相同的文件格式保存。視頻文件中的影視文件通常包含視頻流、音頻流和文本(字幕)多個(gè)媒體要素。

1.2 CSV文件

CSV(comma-separated values)文件，即逗號(hào)分隔值文件，其文件以純文本形式存儲(chǔ)表格數(shù)據(jù)(數(shù)字和文本)。CSV文件由任意數(shù)目的記錄組成，記錄間以某種換行符分隔；每條記錄由字段組成，字段間的分隔符是其他字符或字符串，最常見的是逗號(hào)或制表符。

這種文件格式經(jīng)常用來(lái)作為不同程序之間數(shù)據(jù)交互的格式。可以使用文本文件形式打開，也可以以Excel表格形式打開，以Excel表格形式打開能夠方便地針對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

2 MediaInfo工具

MediaInfo[8-9]是一款用來(lái)分析圖像、視頻與音頻文件的編碼和屬性內(nèi)信息的開源軟件。MediaInfo軟件支持目前各類主流格式的圖像、音、視頻文件的信息獲取，可以獲取媒體文件的各種類型參數(shù)信息。

2.1 參數(shù)類型

媒體文件的參數(shù)眾多，按照參數(shù)可以分為7類：

(1)全局參數(shù)(general parameter)。

媒體文件的整體相關(guān)參數(shù)：ID、文件完整名稱、文件名稱、標(biāo)題、作者、專輯名、音軌號(hào)、格式、日期、總持續(xù)時(shí)間、文件大小等。

(2)視頻參數(shù)(video parameter)。

媒體文件中視頻流的相關(guān)參數(shù)：ID、格式、編解碼器、持續(xù)時(shí)間、碼率、寬度、高度、畫面比例、幀率、幀率模式、色彩空間、色度抽樣、位深、掃描方式、流大小等。

(3)音頻參數(shù)(audio parameter)。

媒體文件中音頻流的相關(guān)參數(shù)：ID、格式、編解碼器、持續(xù)時(shí)間、碼率模式、碼率、聲道、聲道位置、采樣率、幀率、位深、壓縮方式、流大小、語(yǔ)言等。

(4)文本參數(shù)(text parameter)。

媒體文件中字幕的相關(guān)參數(shù)：ID、格式、編解碼器、壓縮方式、標(biāo)題、語(yǔ)言等。

(5)菜單參數(shù)(menu parameter)。

媒體文件中可以選擇的菜單參數(shù)：菜單數(shù)目、菜單ID、菜單名稱、格式、編碼、語(yǔ)言等。

(6)圖像參數(shù)(image parameter)。

媒體文件中圖像的相關(guān)參數(shù)：格式、寬度、高度、色彩空間、色度抽樣、位深、壓縮方式、流大小等。

(7)其他參數(shù)(other parameter)。

媒體文件中包含的其他對(duì)象的參數(shù)：對(duì)象數(shù)目、ID、類型、名稱、格式、編碼、語(yǔ)言等。

2.2 支持的媒體格式

支持大多數(shù)主流媒體編碼格式，大致可分為4類：

(1)視頻格式：MKV、OGM、AVI、DivX、WMV、QuickTime、Real、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DVD(VOB)等。(編碼器：DivX、XviD、MSMPEG4、ASP、H.264、AVC……)。

(2)音頻格式：OGG、MP3、WAV、RA、AC3、DTS、AAC、M4A、AU、AIFF等。

(3)字幕格式：SRT、SSA、ASS、SAMI等。

(4)圖像格式：jpeg、bmp、tiff、png、gif、psd等。

2.3 語(yǔ)言的選擇

MediaInfo工具可以選擇中文、英文、俄文、德文、法文、西班牙文、葡萄牙文、日文、朝鮮文等幾十種語(yǔ)言查看媒體文件參數(shù)信息。

3 MediaInfo工具的三種形式

MediaInfo工具根據(jù)用戶的不同需求有三種形式的工具，分別是GUI圖形界面工具、CLI命令行工具和DLL動(dòng)態(tài)庫(kù)工具。

3.1 GUI圖形界面工具

圖形界面工具在圖形界面上查看媒體文件的參數(shù)信息。圖形界面分為三個(gè)區(qū)域：上方為菜單區(qū)，左側(cè)為工具欄，其余部分為信息顯示區(qū)。通過(guò)菜單或工具欄進(jìn)行媒體文件參數(shù)信息的查閱和處理，如圖1所示。

圖1 GUI圖形界面工具的視頻文件參數(shù)信息顯示圖

3.1.1 通用的參數(shù)信息查看方式

可以查看媒體文件常見的主要參數(shù)信息。

(1)打開媒體文件。

可以選擇單個(gè)媒體文件查看該文件的參數(shù)信息，也可以選擇文件夾查看文件夾中全體媒體文件的參數(shù)信息。

(2)參數(shù)信息顯示格式。

參數(shù)信息可以采用多種查看方式：基本、文本、表格、樹形圖、網(wǎng)頁(yè)、XML等顯示格式，通過(guò)子菜單選擇具體顯示格式。

(3)查看更多的參數(shù)信息。

在菜單中選擇“調(diào)試→高級(jí)模式”，可以查閱到更多的媒體文件參數(shù)信息。

(4)參數(shù)信息導(dǎo)出。

可以通過(guò)菜單或工具欄導(dǎo)出媒體文件參數(shù)信息，導(dǎo)出文件的格式有文本、xml、csv、html等。

3.1.2 自定義的參數(shù)信息查看方式

有時(shí)用戶需要根據(jù)自己的需求查看媒體文件特定參數(shù)信息，圖形界面工具通過(guò)用戶自定義方式來(lái)實(shí)現(xiàn)視頻文件對(duì)指定參數(shù)信息進(jìn)行查看與結(jié)果導(dǎo)出。

1.自定義媒體文件參數(shù)信息提取實(shí)例。

實(shí)例:A：pt為自定義參數(shù)列表，在文件夾H:/movies/temp2中有多種類型的多媒體文件，查看文件夾中每個(gè)文件在pt中自定義的參數(shù)信息，并將查看結(jié)果寫入TXT或CSV文件。

pt=["FileName","FrameRate_Mode","ScanType","Width","Height","DisplayAspectRatio"]

2.實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

實(shí)例A中媒體文件參數(shù)信息查看的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

(1)打開圖形化界面的MediaInfo工具，在選項(xiàng)中選擇“選項(xiàng)→參數(shù)設(shè)置”或者點(diǎn)擊工具左側(cè)第四個(gè)按鈕，在彈出的對(duì)話框中“自定義”選項(xiàng)簽中點(diǎn)擊“自定義”選項(xiàng)。

(2)在“自定義”頁(yè)簽下新建自定義參數(shù)模板文件，編輯該文件。根據(jù)參數(shù)類型在參數(shù)域中設(shè)置需要的參數(shù)名稱。對(duì)于實(shí)例A，General域下需要設(shè)置視頻文件名稱參數(shù)(FileName)；Video域下需要的參數(shù)有：幀率模式、掃描方式、片源寬度、片源高度、畫面比例(FrameRate_Mode，ScanType，Width，Height，DisplayAspectRatio)。編輯完成后，保存模板文件。模板文件存放在MediaInfo工具的安裝路徑的PluginCustom路徑下。

(3)打開媒體文件夾，在選項(xiàng)中選擇“查看→自定義”就可以顯示出文件夾中媒體文件在實(shí)例A中定義參數(shù)的參數(shù)值。

(4)將自定義的媒體文件參數(shù)信息顯示出來(lái)后，使用MediaIndo工具左側(cè)的第三個(gè)按鈕，可以導(dǎo)出媒體文件的參數(shù)信息。導(dǎo)出結(jié)果文件類型可以是txt或csv文件。選擇導(dǎo)出文件為csv格式，在創(chuàng)建自定義參數(shù)模板文件時(shí)，針對(duì)多個(gè)參數(shù)，需要在每個(gè)參數(shù)之間以逗號(hào)進(jìn)行分隔。

3.2 CLI命令行工具

CLI(MediaInfo command line interface)命令行工具提供額外的功能來(lái)查詢媒體文件特定參數(shù)的值，工具通過(guò)批處理文件提取媒體文件的參數(shù)值。根據(jù)不同的操作系統(tǒng)，可以分為Windows操作系統(tǒng)下使用的命令行工具與Linux操作系統(tǒng)下使用的命令行工具。

在Windows操作系統(tǒng)下，安裝包MediaInfo_CLI_0.7.78_Windows_i386.zip放置到指定的路徑下，安裝包解壓后就可以使用MediaInfo命令行工具。

指令格式：Usage:mediainfo [-Options...] File-name1 [Filename2...]

在計(jì)算機(jī)中選擇“開始”→“附件”→“命令提示符”，進(jìn)入命令行工具M(jìn)ediaInfo.exe所在的路徑，可以選擇多種參數(shù)，執(zhí)行命令行工具獲取各種信息。

通過(guò)編寫批處理腳本，可以獲取媒體文件或者文件夾中多個(gè)媒體文件的各種參數(shù)信息。對(duì)于實(shí)例A，BAT批處理腳本的核心代碼如下：

for /f "delims==" %%j in('dir %Video_Path%*.mp4 /b') do (%MediaInfo_Path%MediaInfo.exe --Inform=file://%MediaInfo_Path%Test.txt "%Video_Path%\%%j" -output >> "%MediaInfo_Path%mp4.txt")

代碼注解：

(1)%Video_Path%為視頻文件路徑，%MediaInfo_Path%為CLI工具路徑。

(2)為了簡(jiǎn)化批處理腳本的編寫，可以將查看的參數(shù)寫入一個(gè)Text.txt文件，Text.txt文件的內(nèi)容如下所示：

General;%FileName%

Video; %Encoded_Application% %FrameRate_Mode% %ScanType% %Height% %Width%%Resolution% %DisplayAspectRatio%

(3)-output參數(shù)實(shí)現(xiàn)將提取到的媒體文件參數(shù)信息寫入mp4.txt文件。

BAT批處理文件可以操作目錄和文件，在上述BAT腳本的基礎(chǔ)上增加操作目錄和拷貝文件的相關(guān)操作命令，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻文件庫(kù)的分類管理。

3.3 MediaInfo.dll動(dòng)態(tài)庫(kù)編程

MediaInfo.dll動(dòng)態(tài)庫(kù)文件支持在C++、VB、C#、Java、Python以及Delphi等多種主流編程語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，如表1所示。

表1 動(dòng)態(tài)庫(kù)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

在程序開發(fā)過(guò)程中需要將相應(yīng)接口文件加入軟件工程項(xiàng)目中，將動(dòng)態(tài)庫(kù)MediaInfo.dll和多媒體文件放置在指定的文件夾中。

Python[10-13]是一種解釋型、面向?qū)ο?、?dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。Python語(yǔ)言不需要編譯，使用十分方便，在軟件開發(fā)中應(yīng)用廣泛。下面以Python2為例介紹MediaInfo動(dòng)態(tài)庫(kù)的程序編寫過(guò)程。使用PYHTON 2.7.9版本編寫代碼調(diào)用MediaInfo的動(dòng)態(tài)庫(kù)。

對(duì)于實(shí)例A，Python2所調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的編程代碼如下：

from MediaInfoDLL import *

import os

import sys

import csv

import glob

zhw_files='H:/movies/temp2/*.mp4'

MI=MediaInfo()

csvfile=file('csv_test12.csv', 'wb')

writer=csv.writer(csvfile)

row=[]

pt=[u"FrameRate_Mode",u"ScanType",u"Height",u"Width",u"DisplayAspectRatio"]

pt1=["FileName","FrameRate_Mode","ScanType","Height","Width","DisplayAspectRatio"]

writer.writerow(pt1)

for child inglob.glob(zhw_files):

MI.Open(child.decode('gbk'))

p=MI.Get(Stream.General, 0, u"FileName")

row.append(p.encode('gbk'))

forcs in pt:

row.append(MI.Get(Stream.Video, 0,cs) )

writer.writerow(row)

row=[]

csvfile.close()

MI.Close()

程序注解：

(1)使用from MediaInfoDLL import *在*.，導(dǎo)入MediaInfo.DLL動(dòng)態(tài)庫(kù)。

(2)自定義參數(shù)存放在pt1列表中。

(3)導(dǎo)入Python標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)glob模塊，定義文件匹配模式，檢索匹配的文件。

(4)對(duì)于中文媒體文件名，MI.Open打開文件的時(shí)候需要將解碼設(shè)為‘gbk’，(MI.Open(child.decode('gbk')))。

(5)在csv文件中添加中文字符串時(shí)，需要將編碼設(shè)為‘gbk’，(row.append(p.encode('gbk')))。

Python2程序執(zhí)行之后，生成的結(jié)果文件為csv文件，采用Excel打開后，文件內(nèi)容如圖2所示。

圖2 視頻文件特定參數(shù)信息

Python語(yǔ)言可以很方便地進(jìn)行目錄和文件操作，可以直接讀寫Excel文件。在上述程序的基礎(chǔ)上可以開發(fā)具有更多功能的管理工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻文件庫(kù)的自動(dòng)化分類管理和索引文件更新。

3.4 三種工具的特點(diǎn)

MediaInfo工具具有三種形式，特點(diǎn)如表2所示。

表2 MediaInfo三種工具的特點(diǎn)

4 MediaInfo工具在云轉(zhuǎn)碼視頻文件管理中的應(yīng)用

目前主流視頻文件類型[14-18]有M3U8、ASF、WMV、AVI、FLV、MKV、MOV、MP4、3GP、MPG、TS等。A產(chǎn)品是在研究的視頻云轉(zhuǎn)碼軟件產(chǎn)品，支持離線視頻轉(zhuǎn)碼功能。A產(chǎn)品服務(wù)處理的視頻文件類型主要有3類：mpg文件、ts文件和mp4文件。結(jié)合工作實(shí)踐，敘述MediaInfo工具在云轉(zhuǎn)碼視頻文件管理中的應(yīng)用。

4.1 A產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的視頻文件管理

視頻云轉(zhuǎn)碼軟件在產(chǎn)品開發(fā)與測(cè)試過(guò)程中，需要對(duì)大量視頻文件進(jìn)行產(chǎn)品功能驗(yàn)證與測(cè)試。在軟件開發(fā)的整個(gè)過(guò)程中，需要部署和管理視頻文件庫(kù)，對(duì)視頻文件進(jìn)行有效的管理能在很大程度上提升產(chǎn)品開發(fā)驗(yàn)證與測(cè)試的效率。

視頻文件庫(kù)按照如下方式管理視頻文件：

(1)按照目前支持的三類視頻文件類型進(jìn)行一級(jí)分類，將文件類型相同的視頻文件歸檔在同一目錄路徑下。

(2)對(duì)于同一文件類型的視頻文件，提取特定重點(diǎn)參數(shù)的參數(shù)信息，寫入*.csv文件或Excel文件，該文件作為視頻庫(kù)的索引文件，以便查閱和歸檔管理。有時(shí)還需要根據(jù)視頻文件的某些特定重點(diǎn)參數(shù)，對(duì)已經(jīng)進(jìn)行一級(jí)分類的視頻文件根據(jù)這些重點(diǎn)參數(shù)的參數(shù)值，再進(jìn)行二級(jí)分類。

(3)隨著視頻云轉(zhuǎn)碼軟件產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，轉(zhuǎn)碼的片源文件類型和文件數(shù)量將不斷增加，針對(duì)新增加的片源文件，需要不斷更新視頻文件庫(kù)和視頻文件庫(kù)中的索引文件。

(4)對(duì)于出現(xiàn)轉(zhuǎn)碼失敗以及轉(zhuǎn)碼之后有問(wèn)題的片源文件，需要單獨(dú)歸檔以及制作索引文件，建立問(wèn)題片源庫(kù)；按照出現(xiàn)的問(wèn)題類型進(jìn)行一級(jí)分類，按照文件類型進(jìn)行二級(jí)分類，按照特定重點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行三級(jí)分類；同時(shí)也要及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題視頻文件庫(kù)和問(wèn)題視頻文件信息索引文件的更新。

工作實(shí)踐表明，在視頻文件庫(kù)的管理過(guò)程中，靈活應(yīng)用MediaInfo工具可以處理遇到的各種問(wèn)題，做好視頻文件管理工作。

4.2 視頻文件管理過(guò)程中的典型案例

4.2.1 存在的問(wèn)題和問(wèn)題定位

客戶使用A產(chǎn)品對(duì)一批新的視頻文件進(jìn)行轉(zhuǎn)碼時(shí)，出現(xiàn)了大批量視頻轉(zhuǎn)碼失敗。產(chǎn)品售后工程師與產(chǎn)品運(yùn)維工程師共同定位后發(fā)現(xiàn)，由于客戶方提供的待轉(zhuǎn)碼視頻文件中大部分文件的幀率模式視頻參數(shù)是可變幀模式(FrameRate_Mode：VFR)，這種類型的視頻文件A產(chǎn)品目前還不支持，因此導(dǎo)致出現(xiàn)大量的視頻轉(zhuǎn)碼失敗。

測(cè)試人員可以根據(jù)定位結(jié)論，采用MediaInfo工具分別針對(duì)客戶局點(diǎn)的三類視頻文件*.mp4，*.ts以及*.mpg進(jìn)行幀率模式參數(shù)值檢查。在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)碼失敗的mp4類視頻文件的幀率模式為“可變模式”(FrameRate_Mode：VFR)，不符合A產(chǎn)品的轉(zhuǎn)碼要求；同時(shí)查出部分視頻文件的掃描方式是隔行掃描(ScanType：Interlaced)，也不符合轉(zhuǎn)碼要求。

4.2.2 問(wèn)題處理

對(duì)于不符合轉(zhuǎn)碼要求的視頻文件需要進(jìn)行分類管理，編寫相關(guān)的索引文件。應(yīng)用MediaInfo工具通常有三種處理方式。

(1)圖形界面工具。

在圖形界面工具中，采用自定義方式打開文件夾，查看全體視頻文件的參數(shù)FrameRate_Mode和ScanType的參數(shù)值，并導(dǎo)出結(jié)果文件(通常為txt文件)。根據(jù)結(jié)果文件，手動(dòng)生成相關(guān)目錄對(duì)存在問(wèn)題視頻文件進(jìn)行分類處理，手動(dòng)填寫Excel文件生成索引文件。

(2)命令行工具。

編寫bat批處理腳本，查看全體視頻文件的參數(shù)FrameRate_Mode和ScanType的參數(shù)值，根據(jù)參數(shù)值，生成相關(guān)目錄自動(dòng)對(duì)存在問(wèn)題的視頻文件進(jìn)行分類處理，并導(dǎo)出結(jié)果文件(通常為txt文件)。根據(jù)結(jié)果文件，手動(dòng)填寫Excel文件生成索引文件。

(3)動(dòng)態(tài)庫(kù)編程。

采用Python2調(diào)用MediaInfo動(dòng)態(tài)庫(kù)編寫程序，開發(fā)一個(gè)小工具。使用該工具查看全體視頻文件的參數(shù)FrameRate_Mode和ScanType的參數(shù)值，自動(dòng)完成存在問(wèn)題的視頻文件進(jìn)行分類處理，自動(dòng)生成csv或者Excel索引文件。

三種方式各有優(yōu)點(diǎn)，GUI工具簡(jiǎn)單方便，但效率低；動(dòng)態(tài)庫(kù)編程自動(dòng)化程度高，但是需要有一定的編程能力；命令行工具介于二者之間。根據(jù)實(shí)際情況可以選擇不同的處理方法。

5 結(jié)束語(yǔ)

工作實(shí)踐表明，使用MediaInfo工具可以很方便地提取視頻文件的各種參數(shù)信息。MediaInfo工具有三種形式，可以滿足產(chǎn)品開發(fā)工程師與測(cè)試工程師對(duì)工具的不同需求，提升云轉(zhuǎn)碼產(chǎn)品的開發(fā)與測(cè)試效率。在視頻文件庫(kù)的管理中靈活應(yīng)用MediaInfo工具，可以很方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻文件的分類管理，生成和更新視頻文件庫(kù)的索引文件，極大地提升管理工作效率。

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