FFmpeg命令行工具系列二---转码流程及过滤器

一、概述

在FFmpeg命令行工具系列一中，对FFmpeg的命令行工具FFmpeg.exe进行了简单的介绍，并举出了几个简单的例子。在这一章中，将进行一次详细的介绍，主要是对转码过程和过滤器进行介绍。

二、主要内容

ffmpeg转码的流程可以用下图进行说明:

ffmpeg调用libavformat库（该库包含解复用工具）来读取输入文件，并获取编过码的数据包。当有多个输入文件时，ffmpeg通过跟踪活动的输入流的最低的时间戳保证同步。编过码的数据包被传送给解码器(流复制不需要解码，见后文)，解码器产生解码后的数据帧(raw 视频/PCM 音频/...)，这些数据帧然后通过过滤器进行过滤。过滤之后，数据帧被传送给编码器进行编码，然后对编码后的数据包进行复用，写到输出文件中去。这就是转码的整个流程。

1.过滤

在编码之前，ffmpeg可以利用libavfilter库中的过滤器对数据帧进行过滤。几个链式的过滤器组成了一个过滤器图表（本人翻译水平不高，这句话不知道有没有更好的翻译，意思是一个filter graph包含多个线性操作的filter，它们按顺序一个一个起作用）。ffmpeg有两种类型的过滤器图表:简单过滤器和复杂过滤器。

1.1简单过滤器

在简单过滤器中，只包含一个输入和一个输出，并且输入输出是同一类型。在下面的处理过程中，仅仅是在解码和编码之间加上一个额外的过滤步骤。

简单过滤器由per-stream-filter参数(视频为-vf,音频为-af)配置。一个用于处理视频的简单过滤器大概是这个流程:

一些过滤器只改变数据帧的属性，并不改变数据帧的内容。例如:fps过滤器改变数据帧的个数，并不涉及数据帧的内容。另一个例子是setpts过滤器，它仅仅改变时间戳然后传递这些数据帧而已。

1.2复杂过滤器

复杂过滤器不是简单的将线性操作链应用于一个流(上面简单过滤器过程便是如此)。当有多个输入和输出时，或者输出类型和输入类型不一致时，可以用下面的图来展示复杂过滤器的处理流程:

复杂过滤器类型由-filter_complex参数配置。这个参数是全局的，因为复杂过滤器类型本身就不可能只和一个流或文件关联，这是由它的本质决定的。此外-lavfi参数和-filter_complex是等价的。

关于复杂过滤器类型一个常用例子是overlay过滤器，它有两个输入，一个输出，其中一个视频覆盖在另外一个上面：

ffmpeg -i video_1.mkv -i video_2.3gp -filter_complex 'overlay' video_out.mp4

音频中与此对应的是amix过滤器。

1.3流复制

流复制通过-codec参数选择的一个模式。它让ffmpeg忽略解码和编码环节，仅仅进行解复用和复用。它经常用于改变容器格式或者修改容器级别的元数据。

因为没有了解码和编码，所以流复制非常快，而且没有质量损失。然而，出于许多原因，流复制可能在某些场合下不能正常工作。在流复制中使用过滤器，显然也不可能，因为过滤器处理的是解码后的数据。

1.4选择流

默认情况下，ffmpeg对每种类型（视频，音频，字幕）仅包含一个输入流。当有多个时它选择“最好”的那个，这个"最好"基于以下标准：视频，这是最高的分辨率，音频，它有最多的通道，字幕，这是第一个字幕流。当存在多个"最好"的时候，则选择最低序号的那个。可以通过-vn/-an/-sn参数来禁用某些默认设置。如果要全部手工控制，请使用-map参数。