FFmpeg 基本用法

第一部分

基础术语

　什么是影片？其实就是一组（很多张）图片，时间间隔很小的连续展示出来，人们就觉得画面中的人物在动，这就是影片。那电影的实质就是N多张图片的集合。那 每张图片和帧又有什么关系呢？事实上，如果一部影片里面的图片，我们原封不动的全部存起来，空间会很大很大很大，但是如果通过一定的算法（这里不讲相关算 法），把每一张图片压缩（编码_encode）一下，变成 帧。再把帧连起来变成流，再把不同的流放到某个容器里面，这就是我们平常看见的电影文件了，文件 碟中谍4.H264.ACC.mkv，他为什么要这样命名呢？ mkv表达了它的容器是.mkv的，且包含至少两个流，h264的视频流，ACC的音频流。这是一种典型的 牺牲时间来换取空间的做法。

容器(Container)
容器就是一种文件格式，比如flv，mkv等。包含下面5种流以及文件头信息。
流(Stream)
是一种视频数据信息的传输方式，5种流：音频，视频，字幕，附件，数据。
帧(Frame)
帧代表一幅静止的图像，分为I帧，P帧，B帧。
编解码器(Codec)
是对视频进行压缩或者解压缩，CODEC =COde （编码） +DECode（解码）
复用/解复用(mux/demux)
把不同的流按照某种容器的规则放入容器，这种行为叫做复用（mux）
把不同的流从某种容器中解析出来，这种行为叫做解复用(demux)

简介

FFmpeg的名称来自MPEG视频编码标准，前面的“FF”代表“Fast Forward”，FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序。可以轻易地实现多种视频格式之间的相互转换。

FFmpeg的用户有Google，Facebook，Youtube，优酷，爱奇艺，土豆等。

组成

1、libavformat：用于各种音视频封装格式的生成和解析，包括获取解码所需信息以生成解码上下文结构和读取音视频帧等功能，包含demuxers和muxer库；
2、libavcodec：用于各种类型声音/图像编解码；
3、libavutil：包含一些公共的工具函数；
4、libswscale：用于视频场景比例缩放、色彩映射转换；
5、libpostproc：用于后期效果处理；
6、ffmpeg：是一个命令行工具，用来对视频文件转换格式，也支持对电视卡实时编码；
7、ffsever：是一个HTTP多媒体实时广播流服务器，支持时光平移；
8、ffplay：是一个简单的播放器，使用ffmpeg 库解析和解码，通过SDL显示；

FFmpeg处理流程

过滤器(Filter)
在多媒体处理中，filter的意思是被编码到输出文件之前用来修改输入文件内容的一个软件工具。如：视频翻转，旋转，缩放等。
语法：[input_link_label1][input_link_label2]… filter_name=parameters [output_link_label1][output_link_label2]…
过滤器图link label ：是标记过滤器的输入或输出的名称
1.视频过滤器 -vf
如testsrc视频按顺时针方向旋转90度
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf transpose=1
如testsrc视频水平翻转(左右翻转)
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf hflip
2.音频过滤器 -af
实现慢速播放，声音速度是原始速度的50%
ffplay p629100.mp3 -af atempo=0.5
如何实现顺时针旋转90度并水平翻转？

过滤器链（Filterchain）

基本语法
Filterchain = 逗号分隔的一组filter
语法：“filter1,filter2,filter3,…filterN-2,filterN-1,filterN”
顺时针旋转90度并水平翻转
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf transpose=1,hflip
如何实现水平翻转视频和源视频进行比较？ 看过滤器链是如何实现的。
过滤器链（Filterchain）
第一步： 源视频宽度扩大两倍。
ffmpeg -i jidu.mp4 -t 10 -vf pad=2*iw output.mp4
第二步：源视频水平翻转
ffmpeg -i jidu.mp4 -t 10 -vf hflip output2.mp4
第三步：水平翻转视频覆盖output.mp4
ffmpeg -i output.mp4 -i output2.mp4 -filter_complex overlay=w compare.mp4

第二部分

查看帮助
FFmpeg工具有一个巨大的控制台帮助。下表描述了可用的一些选项，斜体字表示要被替换的项，ffplay和ffprobe也有一些类似的选项。
帮助
可用的bit流 ：ffmpeg –bsfs
可用的编解码器：ffmpeg –codecs
可用的解码器：ffmpeg –decoders
可用的编码器：ffmpeg –encoders
可用的过滤器：ffmpeg –filters
可用的视频格式：ffmpeg –formats
可用的声道布局：ffmpeg –layouts
可用的license：ffmpeg –L
可用的像素格式：ffmpeg –pix_fmts
可用的协议：ffmpeg -protocals

第三部分

码率、帧率和文件大小
概述
码率和帧率是视频文件的最重要的基本特征，对于他们的特有设置会决定视频质量。如果我们知道码率和时长那么可以很容易计算出输出文件的大小。
帧率：帧率也叫帧频率，帧率是视频文件中每一秒的帧数，肉眼想看到连续移动图像至少需要15帧。
码率：比特率(也叫码率，数据率)是一个确定整体视频/音频质量的参数，秒为单位处理的字节数，码率和视频质量成正比，在视频文件中中比特率用bps来表达。
帧率
1、用 -r 参数设置帧率
ffmpeg –i input –r fps output
2、用fps filter设置帧率
ffmpeg -i clip.mpg -vf fps=fps=25 clip.webm
例如设置码率为29.97fps，下面三种方式具有相同的结果：
ffmpeg -i input.avi -r 29.97 output.mpg
ffmpeg -i input.avi -r 30000/1001 output.mpg
ffmpeg -i input.avi -r netsc output.mpg
码率、文件大小
设置码率 –b 参数
-b
ffmpeg -i film.avi -b 1.5M film.mp4
音频：-b:a 视频： - b:v
设置视频码率为1500kbps
ffmpeg -i input.avi -b:v 1500k output.mp4
控制输出文件大小
-fs (file size首字母缩写)
ffmpeg -i input.avi -fs 1024K output.mp4
计算输出文件大小
(视频码率+音频码率) * 时长 /8 = 文件大小K

第四部分

调整视频分辨率
1、用-s参数设置视频分辨率，参数值wxh，w宽度单位是像素，h高度单位是像素
ffmpeg -i input_file -s 320x240 output_file
2、预定义的视频尺寸
下面两条命令有相同效果
ffmpeg -i input.avi -s 640x480 output.avi
ffmpeg -i input.avi -s vga output.avi
Scale filter调整分辨率
Scale filter的优点是可以使用一些额外的参数
语法：
Scale=width:height[:interl={1|-1}]
举例
下面两条命令有相同效果
ffmpeg -i input.mpg -s 320x240 output.mp4
ffmpeg -i input.mpg -vf scale=320:240 output.mp4
对输入视频成比例缩放
改变为源视频一半大小
ffmpeg -i input.mpg -vf scale=iw/2:ih/2 output.mp4
改变为原视频的90%大小：
ffmpeg -i input.mpg -vf scale=iw*0.9:ih*0.9 output.mp4
举例
在未知视频的分辨率时，保证调整的分辨率与源视频有相同的横纵比。
宽度固定400，高度成比例：
ffmpeg -i input.avi -vf scale=400:400/a
ffmpeg -i input.avi -vf scale=400:-1
相反地，高度固定300，宽度成比例：
ffmpeg -i input.avi -vf scale=-1:300
ffmpeg -i input.avi -vf scale=300*a:300

第五部分

裁剪/填充视频
裁剪视频crop filter
从输入文件中选取你想要的矩形区域到输出文件中,常见用来去视频黑边。
语法：crop:ow[:oh[:x[:y:[:keep_aspect]]]]
举例
裁剪输入视频的左三分之一，中间三分之一，右三分之一:
ffmpeg -i input -vf crop=iw/3:ih :0:0 output
ffmpeg -i input -vf crop=iw/3:ih :iw/3:0 output
ffmpeg -i input -vf crop=iw/3:ih :iw/3*2:0 output
裁剪帧的中心
当我们想裁剪区域在帧的中间时，裁剪filter可以跳过输入x和y值，他们的默认值是
Xdefault = ( input width - output width)/2
Ydefault = ( input height - output height)/2
ffmpeg -i input_file -v crop=w:h output_file
裁剪中间一半区域：
ffmpeg -i input.avi -vf crop=iw/2:ih/2 output.avi
比较裁剪后的视频和源视频比较
ffplay -i jidu.mp4 -vf split[a][b];[a]drawbox=x=(iw-300)/2:(ih-300)/2:w=300:h=300:c=yellow[A];[A]pad=2*iw[C];[b]crop=300:300:(iw-300)/2:(ih-300)/2[B];[C][B]overlay=w*2.4:40
自动检测裁剪区域
cropdetect filter 自动检测黑边区域
ffplay jidu.mp4 -vf cropdetect
然后用检测到的值来裁剪视频
ffplay jidu.mp4 –vf crop=672:272:0:54
填充视频(pad)
在视频帧上增加一快额外额区域，经常用在播放的时候显示不同的横纵比
语法：pad=width[:height:[:x[:y:[:color]]]
创建一个30个像素的粉色宽度来包围一个SVGA尺寸的图片：
ffmpeg -i photo.jpg -vf pad=860:660:30:30:pink framed_photo.j
同理可以制作testsrc视频用30个像素粉色包围视频
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf pad=iw+60:ih+60:30:30:pin
4:3到16:9
一些设备只能播放16:9的横纵比，4:3的横纵比必须在水平方向的两边填充成16:9，
高度被保持，宽度等于高度乘以16/9，x（输入文件水平位移）值由表达式(output_width - input_width)/2来计算。
4：3到16:9的通用命令是：
ffmpeg -i input -vf pad=ih*16/9:ih :(ow-iw)/2:0:color output
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf pad=ih*16/9:ih:(ow-iw)/2:0:pink
16:9到4:3
为了用4:3的横纵比来显示16:9的横纵比，填充输入文件的垂直两边，宽度保持不变，高度是宽度的3/4，y值（输入文件的垂直偏移量）是由一个表达式（output_height-input_height）/2计算出来的
16:9到4:3的通用命令
ffmpeg -i input -vf pad=iw :iw*3/4:0:(oh-ih)/2:color output
ffplay -f lavfi -i testsrc=size=320x180 -vf pad=iw:iw*3/4:0:(oh-ih)/2:pink

第六部分

翻转和旋转
翻转
水平翻转语法: -vf hflip
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf hfli
垂直翻转语法：-vf vflip
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf vfli
旋转
语法：transpose={0,1,2,3}
0:逆时针旋转90°然后垂直翻转
1:顺时针旋转90°
2:逆时针旋转90°
3:顺时针旋转90°然后水平翻转