用Python的Django框架完成视频处理任务的教程


Posted in Python onApril 02, 2015

Stickyworld 的网页应用已经支持视频拨放一段时间,但都是通过YouTube的嵌入模式实现。我们开始提供新的版本支持视频操作,可以让我们的用户不用受制于YouTube的服务。

我过去曾经参与过一个项目,客户需要视频转码功能,这实在不是个容易达成的需求。需要大量的读取每一个视频、音讯与视频容器的格式再输出符合网页使用与喜好的视频格式。

考虑到这一点,我们决定将转码的工作交给 Encoding.com 。这个网站可以免费让你编码1GB大小的视频,超过1GB容量的文件将采取分级计价收费。

开发的代码如下,我上传了一个178KB容量的两秒视频来测试代码是否成功运作。当测试过程没有发生任何的例外错误后,我继续测试其它更大的外部文件。

 
阶段一:用户上传视频文件

现在这的新的代码段提供了一个基于 HTML5且可以快速上手的 的上传机制。用CoffeeScript撰写的代码,可以从客户端上传文件到服务器端。
 

$scope.upload_slide = (upload_slide_form) ->
  file = document.getElementById("slide_file").files[0]
  reader = new FileReader()
  reader.readAsDataURL file
  reader.onload = (event) ->
   result = event.target.result
   fileName = document.getElementById("slide_file").files[0].name
   $.post "/world/upload_slide",
    data: result
    name: fileName
    room_id: $scope.room.id
    (response_data) ->
     if response_data.success? is not yes
      console.error "There was an error uploading the file", response_data
     else
      console.log "Upload successful", response_data
  reader.onloadstart = ->
   console.log "onloadstart"
  reader.onprogress = (event) ->
   console.log "onprogress", event.total, event.loaded, (event.loaded / event.total) * 100
  reader.onabort = ->
   console.log "onabort"
  reader.onerror = ->
   console.log "onerror"
  reader.onloadend = (event) ->
   console.log "onloadend", event

最好可以通过 (“slide_file”).files 且经由独立的POST上传每个文件,而不是由一个POST需求上传所有文件。稍后我们会解释这点。

 
阶段二:验证并上传至 Amazon S3

后端我们运行了Django与RabbitMQ。主要的模块如下:
 

$ pip install 'Django>=1.5.2' 'django-celery>=3.0.21' \
  'django-storages>=1.1.8' 'lxml>=3.2.3' 'python-magic>=0.4.3'

我建立了两个模块:SlideUploadQueue 用来储存每一次上传的数据,SlideVideoMedia 则是用来储存每个要上传影片的数据。
 
class SlideUploadQueue(models.Model):
  created_by = models.ForeignKey(User)
  created_time = models.DateTimeField(db_index=True)
  original_file = models.FileField(
    upload_to=filename_sanitiser, blank=True, default='')
  media_type = models.ForeignKey(MediaType)
  encoding_com_tracking_code = models.CharField(
    default='', max_length=24, blank=True)
 
  STATUS_AWAITING_DATA = 0
  STATUS_AWAITING_PROCESSING = 1
  STATUS_PROCESSING = 2
  STATUS_AWAITING_3RD_PARTY_PROCESSING = 5
  STATUS_FINISHED = 3
  STATUS_FAILED = 4
 
  STATUS_LIST = (
    (STATUS_AWAITING_DATA, 'Awaiting Data'),
    (STATUS_AWAITING_PROCESSING, 'Awaiting processing'),
    (STATUS_PROCESSING, 'Processing'),
    (STATUS_AWAITING_3RD_PARTY_PROCESSING,
      'Awaiting 3rd-party processing'),
    (STATUS_FINISHED, 'Finished'),
    (STATUS_FAILED, 'Failed'),
  )
 
  status = models.PositiveSmallIntegerField(
    default=STATUS_AWAITING_DATA, choices=STATUS_LIST)
 
  class Meta:
    verbose_name = 'Slide'
    verbose_name_plural = 'Slide upload queue'
 
  def save(self, *args, **kwargs):
    if not self.created_time:
      self.created_time = \
        datetime.utcnow().replace(tzinfo=pytz.utc)
 
    return super(SlideUploadQueue, self).save(*args, **kwargs)
 
  def __unicode__(self):
    if self.id is None:
      return 'new <SlideUploadQueue>'
    return '<SlideUploadQueue> %d' % self.id
 
class SlideVideoMedia(models.Model):
  converted_file = models.FileField(
    upload_to=filename_sanitiser, blank=True, default='')
 
  FORMAT_MP4 = 0
  FORMAT_WEBM = 1
  FORMAT_OGG = 2
  FORMAT_FL9 = 3
  FORMAT_THUMB = 4
 
  supported_formats = (
    (FORMAT_MP4, 'MPEG 4'),
    (FORMAT_WEBM, 'WebM'),
    (FORMAT_OGG, 'OGG'),
    (FORMAT_FL9, 'Flash 9 Video'),
    (FORMAT_THUMB, 'Thumbnail'),
  )
 
  mime_types = (
    (FORMAT_MP4, 'video/mp4'),
    (FORMAT_WEBM, 'video/webm'),
    (FORMAT_OGG, 'video/ogg'),
    (FORMAT_FL9, 'video/mp4'),
    (FORMAT_THUMB, 'image/jpeg'),
  )
 
  format = models.PositiveSmallIntegerField(
    default=FORMAT_MP4, choices=supported_formats)
 
  class Meta:
    verbose_name = 'Slide video'
    verbose_name_plural = 'Slide videos'
 
  def __unicode__(self):
    if self.id is None:
      return 'new <SlideVideoMedia>'
    return '<SlideVideoMedia> %d' % self.id

我们的模块皆使用 filename_sanitiser。FileField 自动的将文件名调整成 <model>/<uuid4>.<extention> 格式。整理每个文件名并确保其独一性。我们采用了有时效性签署的网址列让我们可以掌控哪些使用者在使用我们的服务,使用了多久。
 

def filename_sanitiser(instance, filename):
  folder = instance.__class__.__name__.lower()
  ext = 'jpg'
 
  if '.' in filename:
    t_ext = filename.split('.')[-1].strip().lower()
 
    if t_ext != '':
      ext = t_ext
 
  return '%s/%s.%s' % (folder, str(uuid.uuid4()), ext)

拿来测试的文件 testing.mov 将会转换成以下网址:https://our-bucket.s3.amazonaws.com/slideuploadqueue/3fe27193-e87f-4244-9aa2-66409f70ebd3.mov 并经由Django Storages 模块上传。

我们通过 Magic 验证从使用者端浏览器上传的文件。Magic可以从文件内容侦测是何种类型的文件。
 

@verify_auth_token
@return_json
def upload_slide(request):
  file_data = request.POST.get('data', '')
  file_data = base64.b64decode(file_data.split(';base64,')[1])
  description = magic.from_buffer(file_data)

如果文件类型符合MPEG v4 系统或是Apple QuickTime 电影,我们就知道该文件转码不会有太大问题。如果格式不是上述所提的几种,我们会标志给用户知悉。
接着,我们将通过SlideUploadQueue 模块将视频储存到队列并发送一个需求给 RabbitMQ。因为我们使用了Django Storages 模块,文件将自动被上传到 Amazon S3。
 

slide_upload = SlideUploadQueue()
...
slide_upload.status = SlideUploadQueue.STATUS_AWAITING_PROCESSING
slide_upload.save()
slide_upload.original_file.\
  save('anything.%s' % file_ext, ContentFile(file_data))
slide_upload.save()
 
task = ConvertRawSlideToSlide()
task.delay(slide_upload)

阶段3:发送视频到第三方.

RabbitMQ 将控管 task.delay(slide_upload) 的呼叫。
我们现在只需要发送视频档网址与输出格式给Encoding.com。该网站会回复我们一个工作码让我们检查视频转码的进度。

class ConvertRawSlideToSlide(Task):
  queue = 'backend_convert_raw_slides'
  ...
  def _handle_video(self, slide_upload):
    mp4 = {
      'output': 'mp4',
      'size': '320x240',
      'bitrate': '256k',
      'audio_bitrate': '64k',
      'audio_channels_number': '2',
      'keep_aspect_ratio': 'yes',
      'video_codec': 'mpeg4',
      'profile': 'main',
      'vcodecparameters': 'no',
      'audio_codec': 'libfaac',
      'two_pass': 'no',
      'cbr': 'no',
      'deinterlacing': 'no',
      'keyframe': '300',
      'audio_volume': '100',
      'file_extension': 'mp4',
      'hint': 'no',
    }
 
    webm = {
      'output': 'webm',
      'size': '320x240',
      'bitrate': '256k',
      'audio_bitrate': '64k',
      'audio_sample_rate': '44100',
      'audio_channels_number': '2',
      'keep_aspect_ratio': 'yes',
      'video_codec': 'libvpx',
      'profile': 'baseline',
      'vcodecparameters': 'no',
      'audio_codec': 'libvorbis',
      'two_pass': 'no',
      'cbr': 'no',
      'deinterlacing': 'no',
      'keyframe': '300',
      'audio_volume': '100',
      'preset': '6',
      'file_extension': 'webm',
      'acbr': 'no',
    }
 
    ogg = {
      'output': 'ogg',
      'size': '320x240',
      'bitrate': '256k',
      'audio_bitrate': '64k',
      'audio_sample_rate': '44100',
      'audio_channels_number': '2',
      'keep_aspect_ratio': 'yes',
      'video_codec': 'libtheora',
      'profile': 'baseline',
      'vcodecparameters': 'no',
      'audio_codec': 'libvorbis',
      'two_pass': 'no',
      'cbr': 'no',
      'deinterlacing': 'no',
      'keyframe': '300',
      'audio_volume': '100',
      'file_extension': 'ogg',
      'acbr': 'no',
    }
 
    flv = {
      'output': 'fl9',
      'size': '320x240',
      'bitrate': '256k',
      'audio_bitrate': '64k',
      'audio_channels_number': '2',
      'keep_aspect_ratio': 'yes',
      'video_codec': 'libx264',
      'profile': 'high',
      'vcodecparameters': 'no',
      'audio_codec': 'libfaac',
      'two_pass': 'no',
      'cbr': 'no',
      'deinterlacing': 'no',
      'keyframe': '300',
      'audio_volume': '100',
      'file_extension': 'mp4',
    }
 
    thumbnail = {
      'output': 'thumbnail',
      'time': '5',
      'video_codec': 'mjpeg',
      'keep_aspect_ratio': 'yes',
      'file_extension': 'jpg',
    }
 
    encoder = Encoding(settings.ENCODING_API_USER_ID,
      settings.ENCODING_API_USER_KEY)
    resp = encoder.add_media(source=[slide_upload.original_file.url],
      formats=[mp4, webm, ogg, flv, thumbnail])
 
    media_id = None
 
    if resp is not None and resp.get('response') is not None:
      media_id = resp.get('response').get('MediaID')
 
    if media_id is None:
      slide_upload.status = SlideUploadQueue.STATUS_FAILED
      slide_upload.save()
      log.error('Unable to communicate with encoding.com')
      return False
 
    slide_upload.encoding_com_tracking_code = media_id
    slide_upload.status = \
      SlideUploadQueue.STATUS_AWAITING_3RD_PARTY_PROCESSING
    slide_upload.save()
    return True

Encoding.com 推荐一些堪用的Python程序,可用来与它们的服务沟通。我修改了模块一些地方,但还需要修改一些功能才能达到我满意的状态。以下是修改过后目前正在使用的程序代码:

import httplib
from lxml import etree
import urllib
from xml.parsers.expat import ExpatError
import xmltodict
 
ENCODING_API_URL = 'manage.encoding.com:80'
 
class Encoding(object):
 
  def __init__(self, userid, userkey, url=ENCODING_API_URL):
    self.url = url
    self.userid = userid
    self.userkey = userkey
 
  def get_media_info(self, action='GetMediaInfo', ids=[],
    headers={'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded'}):
    query = etree.Element('query')
 
    nodes = {
      'userid': self.userid,
      'userkey': self.userkey,
      'action': action,
      'mediaid': ','.join(ids),
    }
 
    query = self._build_tree(etree.Element('query'), nodes)
    results = self._execute_request(query, headers)
 
    return self._parse_results(results)
 
  def get_status(self, action='GetStatus', ids=[], extended='no',
    headers={'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded'}):
    query = etree.Element('query')
 
    nodes = {
      'userid': self.userid,
      'userkey': self.userkey,
      'action': action,
      'extended': extended,
      'mediaid': ','.join(ids),
    }
 
    query = self._build_tree(etree.Element('query'), nodes)
    results = self._execute_request(query, headers)
 
    return self._parse_results(results)
 
  def add_media(self, action='AddMedia', source=[], notify='', formats=[],
    instant='no',
    headers={'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded'}):
    query = etree.Element('query')
 
    nodes = {
      'userid': self.userid,
      'userkey': self.userkey,
      'action': action,
      'source': source,
      'notify': notify,
      'instant': instant,
    }
 
    query = self._build_tree(etree.Element('query'), nodes)
 
    for format in formats:
      format_node = self._build_tree(etree.Element('format'), format)
      query.append(format_node)
 
    results = self._execute_request(query, headers)
    return self._parse_results(results)
 
  def _build_tree(self, node, data):
    for k, v in data.items():
      if isinstance(v, list):
        for item in v:
          element = etree.Element(k)
          element.text = item
          node.append(element)
      else:
        element = etree.Element(k)
        element.text = v
        node.append(element)
 
    return node
 
  def _execute_request(self, xml, headers, path='', method='POST'):
    params = urllib.urlencode({'xml': etree.tostring(xml)})
 
    conn = httplib.HTTPConnection(self.url)
    conn.request(method, path, params, headers)
    response = conn.getresponse()
    data = response.read()
    conn.close()
    return data
 
  def _parse_results(self, results):
    try:
      return xmltodict.parse(results)
    except ExpatError, e:
      print 'Error parsing encoding.com response'
      print e
      return None

其他待完成事项包括通过HTTPS-only (加密联机) 使用Encoding.com 严谨的SSL验证,还有一些单元测试。
阶段4:下载所有新的视频档格式

我们有个定期执行的程序,通过RabbitMQ每15秒检查视频转码的进度:
 

class CheckUpOnThirdParties(PeriodicTask):
  run_every = timedelta(seconds=settings.THIRD_PARTY_CHECK_UP_INTERVAL)
  ...
  def _handle_encoding_com(self, slides):
    format_lookup = {
      'mp4': SlideVideoMedia.FORMAT_MP4,
      'webm': SlideVideoMedia.FORMAT_WEBM,
      'ogg': SlideVideoMedia.FORMAT_OGG,
      'fl9': SlideVideoMedia.FORMAT_FL9,
      'thumbnail': SlideVideoMedia.FORMAT_THUMB,
    }
 
    encoder = Encoding(settings.ENCODING_API_USER_ID,
      settings.ENCODING_API_USER_KEY)
 
    job_ids = [item.encoding_com_tracking_code for item in slides]
    resp = encoder.get_status(ids=job_ids)
 
    if resp is None:
      log.error('Unable to check up on encoding.com')
      return False

检查Encoding.com的响应来验证每个部分是否正确以利我们继续下去。

if resp.get('response') is None:
  log.error('Unable to get response node from encoding.com')
  return False
 
resp_id = resp.get('response').get('id')
 
if resp_id is None:
  log.error('Unable to get media id from encoding.com')
  return False
 
slide = SlideUploadQueue.objects.filter(
  status=SlideUploadQueue.STATUS_AWAITING_3RD_PARTY_PROCESSING,
  encoding_com_tracking_code=resp_id)
 
if len(slide) != 1:
  log.error('Unable to find a single record for %s' % resp_id)
  return False
 
resp_status = resp.get('response').get('status')
 
if resp_status is None:
  log.error('Unable to get status from encoding.com')
  return False
 
if resp_status != u'Finished':
  log.debug("%s isn't finished, will check back later" % resp_id)
  return True
 
formats = resp.get('response').get('format')
 
if formats is None:
  log.error("No output formats were found. Something's wrong.")
  return False
 
for format in formats:
  try:
    assert format.get('status') == u'Finished', \
    "%s is not finished. Something's wrong." % format.get('id')
 
    output = format.get('output')
    assert output in ('mp4', 'webm', 'ogg', 'fl9',
      'thumbnail'), 'Unknown output format %s' % output
 
    s3_dest = format.get('s3_destination')
    assert 'http://encoding.com.result.s3.amazonaws.com/'\
      in s3_dest, 'Suspicious S3 url: %s' % s3_dest
 
    https_link = \
      'https://s3.amazonaws.com/encoding.com.result/%s' %\
      s3_dest.split('/')[-1]
    file_ext = https_link.split('.')[-1].strip()
 
    assert len(file_ext) > 0,\
      'Unable to get file extension from %s' % https_link
 
    count = SlideVideoMedia.objects.filter(slide_upload=slide,
      format=format_lookup[output]).count()
 
    if count != 0:
      print 'There is already a %s file for this slide' % output
      continue
 
    content = self.download_content(https_link)
 
    assert content is not None,\
      'There is no content for %s' % format.get('id')
  except AssertionError, e:
    log.error('A format did not pass all assertions: %s' % e)
    continue

到这里我们已确认所有事项皆正常,所以我们可以储存所有的视频档了:
 

media = SlideVideoMedia()
media.format = format_lookup[output]
media.converted_file.save('blah.%s' % file_ext, ContentFile(content))
media.save()

阶段5:经由HTML5播放视频档

在我们的前端网页已经新增了一个有HTML5的影像单元的网页。并采用对每个浏览器都有最佳支持的video.js来显示视频。
 

? bower install video.js
bower caching git://github.com/videojs/video.js-component.git
bower cloning git://github.com/videojs/video.js-component.git
bower fetching video.js
bower checking out video.js#v4.0.3
bower copying /home/mark/.bower/cache/video.js/5ab058cd60c5615aa38e8e706cd0f307
bower installing video.js#4.0.3

在我们的首页有包含其他相依的文件:
 

!!! 5
html(lang="en", class="no-js")
 head
  meta(http-equiv='Content-Type', content='text/html; charset=UTF-8')
  ...
  link(rel='stylesheet', type='text/css', href='/components/video-js-4.1.0/video-js.css')
  script(type='text/javascript', src='/components/video-js-4.1.0/video.js')

在Angular.js/JADE-based 框架下的模块,我们引入<video>卷标 与其<source>子卷标。每个视频文件都会有缩图通过<video>卷标的 poster 组件显示,缩图的图像是由我们从视频的前几秒撷取下来。
 

#main.span12
  video#example_video_1.video-js.vjs-default-skin(controls, preload="auto", width="640", height="264", poster="{{video_thumbnail}}", data-setup='{"example_option":true}', ng-show="videos")
    source(ng-repeat="video in videos", src="{{video.src}}", type="{{video.type}}")

还会显示出我们转换的每个视频文件格式,并使用在<source>标签。Video.js 会根据使用者使用的浏览器决定播放哪种格式的视频。

我们仍然有许多工作需要完成,建立单元测试与加强和Encoding.com服务沟通的程序。如果你对这些工作感兴趣请与我连络。

Python 相关文章推荐
简单介绍Python下自己编写web框架的一些要点
Apr 29 Python
详解Python的Django框架中的templates设置
May 11 Python
Django中使用group_by的方法
May 26 Python
总结网络IO模型与select模型的Python实例讲解
Jun 27 Python
利用Django内置的认证视图实现用户密码重置功能详解
Nov 24 Python
学生信息管理系统python版
Oct 17 Python
pycharm中成功运行图片的配置教程
Oct 28 Python
Python流程控制常用工具详解
Feb 24 Python
Django import export实现数据库导入导出方式
Apr 03 Python
Python利用matplotlib绘制折线图的新手教程
Nov 05 Python
Python 使用SFTP和FTP实现对服务器的文件下载功能
Dec 17 Python
python 如何在list中找Topk的数值和索引
May 20 Python
用map函数来完成Python并行任务的简单示例
Apr 02 #Python
对于Python异常处理慎用“except:pass”建议
Apr 02 #Python
Python的设计模式编程入门指南
Apr 02 #Python
介绍Python中的一些高级编程技巧
Apr 02 #Python
用Python代码来解图片迷宫的方法整理
Apr 02 #Python
在Python3中使用asyncio库进行快速数据抓取的教程
Apr 02 #Python
Python中的Classes和Metaclasses详解
Apr 02 #Python
You might like
php输入流php://input使用浅析
2014/09/02 PHP
PHP中调用C/C++制作的动态链接库的教程
2016/03/10 PHP
php设计模式之状态模式实例分析【星际争霸游戏案例】
2020/03/26 PHP
Thinkphp框架使用list_to_tree 实现无限级分类列出所有节点示例
2020/04/04 PHP
jQuery textarea的长度进行验证
2009/05/06 Javascript
jquery-easyui关闭tab自动切换到前一个tab
2010/07/29 Javascript
javascript+xml实现简单图片轮换(只支持IE)
2012/12/23 Javascript
jQuery语法高亮插件支持各种程序源代码语法着色加亮
2013/04/27 Javascript
原生javascript和jquery判断浏览器版本等信息
2013/07/04 Javascript
js浮动图片的动态效果
2013/07/10 Javascript
jQuery+slidereveal实现的面板滑动侧边展出效果
2015/03/14 Javascript
jQuery EasyUI Dialog拖不下来如何解决
2015/09/28 Javascript
javascript实现简单的可随机变色网页计算器示例
2016/12/30 Javascript
深入理解vue.js中$watch的oldvalue与newValue
2017/08/07 Javascript
React Native基础入门之初步使用Flexbox布局
2018/07/02 Javascript
JavaScript文本特效实例小结【3个示例】
2018/12/22 Javascript
实例讲解JavaScript预编译流程
2019/01/24 Javascript
vue路由插件之vue-route
2019/06/13 Javascript
配置node服务器并且链接微信公众号接口配置步骤详解
2019/06/21 Javascript
[09:13]2014DOTA2国际邀请赛 中国区预选赛coser表演
2014/05/23 DOTA
浅谈python迭代器
2017/11/08 Python
用python与文件进行交互的方法
2018/03/01 Python
Django开发的简易留言板案例详解
2018/12/04 Python
不归路系列:Python入门之旅-一定要注意缩进!!!(推荐)
2019/04/16 Python
Python中的十大图像处理工具(小结)
2019/06/10 Python
Python缓存技术实现过程详解
2019/09/25 Python
基于python3 的百度图片下载器的实现代码
2019/11/05 Python
python实例化对象的具体方法
2020/06/17 Python
美国打印机墨水和碳粉购物网站:QuikShip Toner
2018/08/29 全球购物
全球性的在线鞋类品牌:Public Desire
2019/04/03 全球购物
AJAX的优缺点都有什么
2015/08/18 面试题
如何写好升职自荐信
2014/01/06 职场文书
文明礼仪标语
2014/06/13 职场文书
常务副县长“四风”个人对照检查材料思想汇报
2014/10/02 职场文书
用人单位终止解除劳动合同证明书
2014/10/06 职场文书
2015年民主评议党员工作总结
2015/05/19 职场文书