FFmpeg 視頻處理入門教程

作者: 阮一峰

日期: 2020年1月14日

FFmpeg 是視頻處理最常用的開源軟件。

它功能強大,用途廣泛,大量用于視頻網站和商業軟件(比如 Youtube 和 iTunes),也是許多音頻和視頻格式的標準編碼/解碼實現。

FFmpeg 本身是一個龐大的項目,包含許多組件和庫文件,最常用的是它的命令行工具。本文介紹 FFmpeg 命令行如何處理視頻,比桌面視頻處理軟件更簡潔高效。

如果你還沒安裝,可以根據官方文檔 先完成安裝。

一、概念

介紹 FFmpeg 用法之前,需要了解一些視頻處理的基本概念。

1.1 容器

視頻文件本身其實是一個容器(container),里面包括了視頻和音頻,也可能有字幕等其他內容。

常見的容器格式有以下幾種。一般來說,視頻文件的后綴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 編碼格式

視頻和音頻都需要經過編碼,才能保存成文件。不同的編碼格式(CODEC),有不同的壓縮率,會導致文件大小和清晰度的差異。

常用的視頻編碼格式如下。

  • H.262
  • H.264
  • H.265

上面的編碼格式都是有版權的,但是可以免費使用。此外,還有幾種無版權的視頻編碼格式。

  • VP8
  • VP9
  • AV1

常用的音頻編碼格式如下。

  • MP3
  • AAC

上面所有這些都是有損的編碼格式,編碼后會損失一些細節,以換取壓縮后較小的文件體積。無損的編碼格式壓縮出來的文件體積較大,這里就不介紹了。

下面的命令可以查看 FFmpeg 支持的編碼格式,視頻編碼和音頻編碼都在內。


$ ffmpeg -codecs

1.3 編碼器

編碼器(encoders)是實現某種編碼格式的庫文件。只有安裝了某種格式的編碼器,才能實現該格式視頻/音頻的編碼和解碼。

以下是一些 FFmpeg 內置的視頻編碼器。

  • libx264:最流行的開源 H.264 編碼器
  • NVENC:基于 NVIDIA GPU 的 H.264 編碼器
  • libx265:開源的 HEVC 編碼器
  • libvpx:谷歌的 VP8 和 VP9 編碼器
  • libaom:AV1 編碼器

音頻編碼器如下。

  • libfdk-aac
  • aac

下面的命令可以查看 FFmpeg 已安裝的編碼器。


$ ffmpeg -encoders

二、FFmpeg 的使用格式

FFmpeg 的命令行參數非常多,可以分成五個部分。


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

上面命令中,五個部分的參數依次如下。

  1. 全局參數
  2. 輸入文件參數
  3. 輸入文件
  4. 輸出文件參數
  5. 輸出文件

參數太多的時候,為了便于查看,ffmpeg 命令可以寫成多行。


$ ffmpeg \
[全局參數] \
[輸入文件參數] \
-i [輸入文件] \
[輸出文件參數] \
[輸出文件]

下面是一個例子。


$ ffmpeg \
-y \ # 全局參數
-c:a libfdk_aac -c:v libx264 \ # 輸入文件參數
-i input.mp4 \ # 輸入文件
-c:v libvpx-vp9 -c:a libvorbis \ # 輸出文件參數
output.webm # 輸出文件

上面的命令將 mp4 文件轉成 webm 文件,這兩個都是容器格式。輸入的 mp4 文件的音頻編碼格式是 aac,視頻編碼格式是 H.264;輸出的 webm 文件的視頻編碼格式是 VP9,音頻格式是 Vorbis。

如果不指明編碼格式,FFmpeg 會自己判斷輸入文件的編碼。因此,上面的命令可以簡單寫成下面的樣子。


$ ffmpeg -i input.avi output.mp4

三、常用命令行參數

FFmpeg 常用的命令行參數如下。

  • -c:指定編碼器
  • -c copy:直接復制,不經過重新編碼(這樣比較快)
  • -c:v:指定視頻編碼器
  • -c:a:指定音頻編碼器
  • -i:指定輸入文件
  • -an:去除音頻流
  • -vn: 去除視頻流
  • -preset:指定輸出的視頻質量,會影響文件的生成速度,有以下幾個可用的值 ultrafast, superfast, veryfast, faster, fast, medium, slow, slower, veryslow。
  • -y:不經過確認,輸出時直接覆蓋同名文件。

四、常見用法

下面介紹 FFmpeg 幾種常見用法。

4.1 查看文件信息

查看視頻文件的元信息,比如編碼格式和比特率,可以只使用-i參數。


$ ffmpeg -i input.mp4

上面命令會輸出很多冗余信息,加上-hide_banner參數,可以只顯示元信息。


$ ffmpeg -i input.mp4 -hide_banner

4.2 轉換編碼格式

轉換編碼格式(transcoding)指的是, 將視頻文件從一種編碼轉成另一種編碼。比如轉成 H.264 編碼,一般使用編碼器libx264,所以只需指定輸出文件的視頻編碼器即可。


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

下面是轉成 H.265 編碼的寫法。


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

4.3 轉換容器格式

轉換容器格式(transmuxing)指的是,將視頻文件從一種容器轉到另一種容器。下面是 mp4 轉 webm 的寫法。


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

上面例子中,只是轉一下容器,內部的編碼格式不變,所以使用-c copy指定直接拷貝,不經過轉碼,這樣比較快。

4.4 調整碼率

調整碼率(transrating)指的是,改變編碼的比特率,一般用來將視頻文件的體積變小。下面的例子指定碼率最小為964K,最大為3856K,緩沖區大小為 2000K。


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

4.5 改變分辨率(transsizing)

下面是改變視頻分辨率(transsizing)的例子,從 1080p 轉為 480p 。


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

4.6 提取音頻

有時,需要從視頻里面提取音頻(demuxing),可以像下面這樣寫。


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

上面例子中,-vn表示去掉視頻,-c:a copy表示不改變音頻編碼,直接拷貝。

4.7 添加音軌

添加音軌(muxing)指的是,將外部音頻加入視頻,比如添加背景音樂或旁白。


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

上面例子中,有音頻和視頻兩個輸入文件,FFmpeg 會將它們合成為一個文件。

4.8 截圖

下面的例子是從指定時間開始,連續對1秒鐘的視頻進行截圖。


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

如果只需要截一張圖,可以指定只截取一幀。


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

上面例子中,-vframes 1指定只截取一幀,-q:v 2表示輸出的圖片質量,一般是1到5之間(1 為質量最高)。

4.9 裁剪

裁剪(cutting)指的是,截取原始視頻里面的一個片段,輸出為一個新視頻。可以指定開始時間(start)和持續時間(duration),也可以指定結束時間(end)。


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

下面是實際的例子。


$ 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表示不改變音頻和視頻的編碼格式,直接拷貝,這樣會快很多。

4.10 為音頻添加封面

有些視頻網站只允許上傳視頻文件。如果要上傳音頻文件,必須為音頻添加封面,將其轉為視頻,然后上傳。

下面命令可以將音頻文件,轉為帶封面的視頻文件。


$ 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,有兩個輸入文件,一個是封面圖片cover.jpg,另一個是音頻文件input.mp3-loop 1參數表示圖片無限循環,-shortest參數表示音頻文件結束,輸出視頻就結束。

五、參考鏈接

(完)

留言(21條)

前段時間才用這個東西下載了某視頻網站慶余年的m3u8視頻,我覺得我非常不地道,但是真的很好看!

深入淺出,簡明扼要,覆蓋了大部分使用場景,感謝

項目中一直在使用,唯一的問題就是轉碼時非常耗CPU,它一轉碼別的服務就無法運轉了。如果有配置項能限制使用CPU占用就好了。

寫的非常好,每次阮老師的文章都可以直接作為文檔來查閱,高效方便

阮老師可以把復雜的東西講清楚

非常有收獲,轉碼時還是需要強勁的電腦支持的。
公司宣傳片制作用了FFmpeg。

公司在用

我平時很少接觸視頻處理,感謝阮老師的文章 :)

配合youtbe-dl ,下載油管視頻美滋滋

引用Kevin的發言:

項目中一直在使用,唯一的問題就是轉碼時非常耗CPU,它一轉碼別的服務就無法運轉了。如果有配置項能限制使用CPU占用就好了。

如果你用 win10 的話,可以用任務管理器調低進程的優先級、限制該進程允許使用的核心。
在 "任務管理器" -> "Details" 選項卡 -> 右鍵菜單 -> "Set priority" 或 "Set affinity"。

你這博客是越來越向月光靠攏了,NVENC都成H264 Only了。

寫的特別好,簡潔清晰,覆蓋了重點實例。

以前公司項目也有使用
自動幫用戶的影片轉成H264
不需要用戶額外操作
也支援大多數輸入格式

甚至還可以處理HLS直播
方便好用~

下載網頁視頻可以試試這個:https://v.viegg.com/

引用Kevin的發言:

項目中一直在使用,唯一的問題就是轉碼時非常耗CPU,它一轉碼別的服務就無法運轉了。如果有配置項能限制使用CPU占用就好了。

有threads參數

看了好多博客,就這個最詳細了

H.264(AVC)和H.265(HEVC)都是要收授權費的,而且H.265更貴,如果不改變的話說不定會被專利費活活玩死。

目前比較麻煩的是顯卡和瀏覽器對H.265的硬解支持,蘋果還好,能自己控制硬件,即使出點專利費還有的賺,于是Safari土豪的選擇了HEVC陣營。

像微軟和Google的Edge和Chrome就難了,只能選擇AV1陣營。

引用KK的發言:

前段時間才用這個東西下載了某視頻網站慶余年的m3u8視頻,我覺得我非常不地道,但是真的很好看!

怎么下載的啊,可以提供一下命令嗎?node中有一個好用的工具庫可以提供較為簡單的命令,https://github.com/fluent-ffmpeg/node-fluent-ffmpeg

寫的很好

公司的RN項目上傳視頻部分涉及到了h265格式兼容性的問題,最后還是選擇集成了ffmpeg來轉碼成h264。ffmpeg有兩個顯著的優點,一個是跨平臺,另外一個是功能全面。

引用Kevin的發言:

項目中一直在使用,唯一的問題就是轉碼時非常耗CPU,它一轉碼別的服務就無法運轉了。如果有配置項能限制使用CPU占用就好了。

能,編譯的時候就可以限制cpu。默認不設應該只會用一個cpu。

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