FFmpeg 视频处理入门教程

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FFmpeg 是视频处理最常用的开源软件。

它功能强大，用途广泛，大量用于视频网站和商业软件（比如 Youtube 和 iTunes），也是许多音频和视频格式的标准编码/解码实现。

FFmpeg 本身是一个庞大的项目，包含许多组件和库文件，最常用的是它的命令行工具。本文介绍 FFmpeg 命令行如何处理视频，比桌面视频处理软件更简洁高效。

如果你还没安装，可以根据官方文档 先完成安装。

一、概念

介绍 FFmpeg 用法之前，需要了解一些视频处理的基本概念。

1.1 容器

视频文件本身其实是一个容器（container），里面包括了视频和音频，也可能有字幕等其他内容。

常见的容器格式有以下几种。一般来说，视频文件的后缀名反映了它的容器格式。

  • MP4
  • MKV
  • WebM
  • AVI

下面的命令查看 FFmpeg 支持的容器。


$ ffmpeg -formats

1.2 编码格式

视频和音频都需要经过编码，才能保存成文件。不同的编码格式（CODEC），有不同的压缩率，会导致文件大小和清晰度的差异。

常用的视频编码格式如下。

  • H.262
  • H.264
  • H.265

上面的编码格式都是有版权的，但是可以免费使用。此外，还有几种无版权的视频编码格式。

  • VP8
  • VP9
  • AV1

常用的音频编码格式如下。

  • MP3
  • AAC

上面所有这些都是有损的编码格式，编码后会损失一些细节，以换取压缩后较小的文件体积。无损的编码格式压缩出来的文件体积较大，这里就不介绍了。

下面的命令可以查看 FFmpeg 支持的编码格式，视频编码和音频编码都在内。


$ ffmpeg -codecs

1.3 编码器

编码器（encoders）是实现某种编码格式的库文件。只有安装了某种格式的编码器，才能实现该格式视频/音频的编码和解码。

以下是一些 FFmpeg 内置的视频编码器。

  • libx264：最流行的开源 H.264 编码器
  • NVENC：基于 NVIDIA GPU 的 H.264 编码器
  • libx265：开源的 HEVC 编码器
  • libvpx：谷歌的 VP8 和 VP9 编码器
  • libaom：AV1 编码器

音频编码器如下。

  • libfdk-aac
  • aac

下面的命令可以查看 FFmpeg 已安装的编码器。


$ ffmpeg -encoders

二、FFmpeg 的使用格式

FFmpeg 的命令行参数非常多，可以分成五个部分。


$ ffmpeg {1} {2} -i {3} {4} {5}

上面命令中，五个部分的参数依次如下。

  1. 全局参数
  2. 输入文件参数
  3. 输入文件
  4. 输出文件参数
  5. 输出文件

参数太多的时候，为了便于查看，ffmpeg 命令可以写成多行。


$ ffmpeg \
[全局参数] \
[输入文件参数] \
-i [输入文件] \
[输出文件参数] \
[输出文件]

下面是一个例子。


$ ffmpeg \
-y \ # 全局参数
-c:a libfdk_aac -c:v libx264 \ # 输入文件参数
-i input.mp4 \ # 输入文件
-c:v libvpx-vp9 -c:a libvorbis \ # 输出文件参数
output.webm # 输出文件

上面的命令将 mp4 文件转成 webm 文件，这两个都是容器格式。输入的 mp4 文件的音频编码格式是 aac，视频编码格式是 H.264；输出的 webm 文件的视频编码格式是 VP9，音频格式是 Vorbis。

如果不指明编码格式，FFmpeg 会自己判断输入文件的编码。因此，上面的命令可以简单写成下面的样子。


$ ffmpeg -i input.avi output.mp4

三、常用命令行参数

FFmpeg 常用的命令行参数如下。

  • -c：指定编码器
  • -c copy：直接复制，不经过重新编码（这样比较快）
  • -c:v：指定视频编码器
  • -c:a：指定音频编码器
  • -i：指定输入文件
  • -an：去除音频流
  • -vn： 去除视频流
  • -preset：指定输出的视频质量，会影响文件的生成速度，有以下几个可用的值 ultrafast, superfast, veryfast, faster, fast, medium, slow, slower, veryslow。
  • -y：不经过确认，输出时直接覆盖同名文件。

四、常见用法

下面介绍 FFmpeg 几种常见用法。

4.1 转换编码格式

转换编码格式（transcoding）指的是， 将视频文件从一种编码转成另一种编码。比如转成 H.264 编码，一般使用编码器libx264，所以只需指定输出文件的视频编码器即可。


$ ffmpeg -i [input.file] -c:v libx264 output.mp4

下面是转成 H.265 编码的写法。


$ ffmpeg -i [input.file] -c:v libx265 output.mp4

4.2 转换容器格式

转换容器格式（transmuxing）指的是，将视频文件从一种容器转到另一种容器。下面是 mp4 转 webm 的写法。


$ ffmpeg -i input.mp4 -c copy output.webm

上面例子中，只是转一下容器，内部的编码格式不变，所以使用-c copy指定直接拷贝，不经过转码，这样比较快。

4.3 调整码率

调整码率（transrating）指的是，改变编码的比特率，一般用来将视频文件的体积变小。下面的例子指定码率最小为964K，最大为3856K，缓冲区大小为 2000K。


$ ffmpeg \
-i input.mp4 \
-minrate 964K -maxrate 3856K -bufsize 2000K \
output.mp4

4.4 改变分辨率（transsizing）

下面是改变视频分辨率（transsizing）的例子，从 1080p 转为 480p 。


$ ffmpeg \
-i input.mp4 \
-vf scale=480:-1 \
output.mp4

4.5 提取音频

有时，需要从视频里面提取音频（demuxing），可以像下面这样写。


$ ffmpeg \
-i input.mp4 \
-vn -c:a copy \
output.aac

上面例子中，-vn表示去掉视频，-c:a copy表示不改变音频编码，直接拷贝。

4.6 添加音轨

添加音轨（muxing）指的是，将外部音频加入视频，比如添加背景音乐或旁白。


$ ffmpeg \
-i input.aac -i input.mp4 \
output.mp4

上面例子中，有音频和视频两个输入文件，FFmpeg 会将它们合成为一个文件。

4.7 截图

下面的例子是从指定时间开始，连续对1秒钟的视频进行截图。


$ ffmpeg \
-y \
-i input.mp4 \
-ss 00:01:24 -t 00:00:01 \
output_%3d.jpg

如果只需要截一张图，可以指定只截取一帧。


$ ffmpeg \
-ss 01:23:45 \
-i input \
-vframes 1 -q:v 2 \
output.jpg

上面例子中，-vframes 1指定只截取一帧，-q:v 2表示输出的图片质量，一般是1到5之间（1 为质量最高）。

4.8 裁剪

裁剪（cutting）指的是，截取原始视频里面的一个片段，输出为一个新视频。可以指定开始时间（start）和持续时间（duration），也可以指定结束时间（end）。


$ ffmpeg -ss [start] -i [input] -t [duration] -c copy [output]
$ ffmpeg -ss [start] -i [input] -to [end] -c copy [output]

下面是实际的例子。


$ ffmpeg -ss 00:01:50 -i [input] -t 10.5 -c copy [output]
$ ffmpeg -ss 2.5 -i [input] -to 10 -c copy [output]

上面例子中，-c copy表示不改变音频和视频的编码格式，直接拷贝，这样会快很多。

五、参考链接

（完）

via http://www.ruanyifeng.com/blog/2020/01/ffmpeg.html

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