一、视频处理概念

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。

一般来说，视频文件的后缀名反映了它的容器格式，比如：MP4/MKV/WebM/AVI。

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：H.262/H.264/H.265/VP8/VP9/AV1
常用的音频编码格式：MP3/AAC

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

二、FFmpeg 简介

ffmpeg是一个非常快速的视频和音频转换器，也可以从实时音频/视频源中获取。它还可以在任意采样率之间转换，并使用高质量的多相滤波器即时调整视频大小。

$ ffmpeg {1} {2} -i {3} {4} {5}ffmpeg [global_options] {[input_file_options] -i input_url} ... {[output_file_options] output_url} ...$ 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]$ 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

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。

三、常见用法

下面介绍 FFmpeg 几种常见用法。

3.1 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

3.2 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

3.3 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。

3.4 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

3.5 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

3.6 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。

3.7 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。

3.8 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）。

3.9 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。

3.10 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。

3.11 根据图片创建slides

ffmpeg -loop 1 \
-i img.jpg \  # 输入文件
-c：v libx264 \ # 输出文件参数：指定视频编码器
-t 30 \ # 输出文件参数：duration set to 30 seconds
-pix_fmt yuv420p \ # 输出文件参数：像素
out.mp4  # 输出文件

参考：
https://trac.ffmpeg.org/wiki/Slideshow
https://www.ffmpeg.org/ffmpeg.html#Synopsis
http://www.ruanyifeng.com/blog/2020/01/ffmpeg.html

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