FFmpeg 视频处理入门教程

迈不过友情╰ 2023-02-11 04:50 3阅读 0赞

[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。

![format_png][]

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][Link 1] 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 查看文件信息 ###

查看视频文件的元信息，比如编码格式和比特率，可以只使用`-i`参数。

>     $ ffmpeg -i input.mp4

上面命令会输出很多冗余信息，加上`-hide_banner`参数，可以只显示元信息。

>     $ ffmpeg -i input.mp4 -hide_banner

### 4.2 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

### 4.3 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。

### 4.4 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

### 4.5 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

### 4.6 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。

### 4.7 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。

### 4.8 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）。

### 4.9 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。

### 4.10 为音频添加封面 ###

有些视频网站只允许上传视频文件。如果要上传音频文件，必须为音频添加封面，将其转为视频，然后上传。

下面命令可以将音频文件，转为带封面的视频文件。

>     $ ffmpeg \
>     -loop 1 \
>     -i cover.jpg -i input.mp3 \
>     -c:v libx264 -c:a aac -b:a 192k -shortest \
>     output.mp4

上面命令中，有两个输入文件，一个是封面图片`cover.jpg`，另一个是音频文件`input.mp3`。`-loop 1`参数表示图片无限循环，`-shortest`参数表示音频文件结束，输出视频就结束。

## 五、参考链接 ##

*  [FFmpeg libav tutorial][]
 *  [Digital video introduction][]
 *  [FFmpeg encoding and editing course][]
 *  [Making Slideshows w/FFMpeg][Making Slideshows w_FFMpeg]
 *  [The Complete Guide for Using ffmpeg in Linux][]
 *  [Adding subtitles to your videos the easy way][]

[http://www.ruanyifeng.com/blog/2020/01/ffmpeg.html][http_www.ruanyifeng.com_blog_2020_01_ffmpeg.html]

[FFmpeg]: https://www.ffmpeg.org/
[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly93d3cud2FuZ2Jhc2UuY29tL2Jsb2dpbWcvYXNzZXQvMjAyMDAxL2JnMjAyMDAxMTQwMS5qcGc?x-oss-process=image/format,png
[Link 1]: https://www.ffmpeg.org/download.html
[FFmpeg libav tutorial]: https://github.com/leandromoreira/ffmpeg-libav-tutorial#chapter-3---transcoding
[Digital video introduction]: https://github.com/leandromoreira/digital_video_introduction/blob/master/encoding_pratical_examples.md#split-and-merge-smoothly
[FFmpeg encoding and editing course]: http://slhck.info/ffmpeg-encoding-course/
[Making Slideshows w_FFMpeg]: http://dragonquest64.blogspot.com/2019/10/making-slideshows-wffmpeg.html
[The Complete Guide for Using ffmpeg in Linux]: https://itsfoss.com/ffmpeg/
[Adding subtitles to your videos the easy way]: https://bernd.dev/2020/04/adding-subtitles/
[http_www.ruanyifeng.com_blog_2020_01_ffmpeg.html]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2020/01/ffmpeg.html