FFmpeg 使用教程

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本文转载自阮一峰老师的博客

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.

概念

介绍 FFmpeg 用法之前, 需要了解一些视频处理的基本概念.

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. 

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MP4
MKV
WebM
AVI

下面的命令查看 FFmpeg 支持的容器. 

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$ ffmpeg -formats

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:

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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. 

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VP8
VP9
AV1

常用的音频编码格式如下:

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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. 

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$ ffmpeg -codecs

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:

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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:

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libfdk-aac
aac

下面的命令可以查看 FFmpeg 已安装的编码器. 

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$ ffmpeg -encoders

FFmpeg 的使用格式

FFmpeg 的命令行参数非常多, 可以分成五个部分:

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$ 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:
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    $ 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:

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$ 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:

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$ ffmpeg -i input.avi output.mp4

常用命令行参数

FFmpeg 常用的命令行参数如下:

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-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.

常见用法

下面介绍 FFmpeg 几种常见用法.

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. 

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$ 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. 

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$ ffmpeg -i input.mp4 -hide_banner

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. 

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

下面是转成 H.265 编码的写法:

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

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. 

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$ 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.

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. 

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

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:

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

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:

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$ 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.

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. 

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$ 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.

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. 

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

如果只需要截一张图, 可以指定只截取一帧. 

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$ 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).

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). 

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$ 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. 

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$ 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.

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. 

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$ 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.

参考资料

  1. FFmpeg 视频处理入门教程
  2. FFmpeg libav tutorial
  3. Digital video introduction
  4. FFmpeg encoding and editing course
  5. Making Slideshows w/FFMpeg
  6. The Complete Guide for Using ffmpeg in Linux
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