FFmpeg
FFmpeg 基本用法
本課要解決的問題
1.FFmpeg的轉碼流程是什麼？
2.常見的視頻格式包含哪些內容嗎？
3.如何把這些內容從視頻文件中抽取出來？
4.如何從一種格式轉換為另一種格式？
5.如何放大和縮小視頻？
6.如何旋轉，翻轉，填充，裁剪，模糊，銳化視頻？
7.如何給視頻加logo，刪除logo？
8.如何給視頻加文本，動態文本？
9.如何處理圖片？
10.如何錄像，添加動態logo，截圖，馬賽克視頻？
第一部分
基礎
術語
容器(Container)
容器就是一種文件格式，比如flv，mkv等。包含下面5種流以及文件頭信息。
流(Stream)
是一種視頻數據信息的傳輸方式，5種流：音頻，視頻，字幕，附件，數據。
幀(Frame)
幀代表一幅靜止的圖像，分為I幀，P幀，B幀。
編解碼器(Codec)
是對視頻進行壓縮或者解壓縮，CODEC =COde （編碼） +DECode（解碼）
復用/解復用(mux/demux)
把不同的流按照某種容器的規則放入容器，這種行為叫做復用（mux）
把不同的流從某種容器中解析出來，這種行為叫做解復用(demux)
簡介
FFmpeg的名稱來自MPEG視頻編碼標準，前面的“FF”代表“Fast Forward”，FFmpeg是一套可以用來記錄、轉換數字音頻、視頻，並能將其轉化為流的開源計算機程序。可以輕易地實現多種視頻格式之間的相互轉換。
FFmpeg的用戶有Google，Facebook，Youtube，優酷，愛奇藝，土豆等。
組成
1、libavformat：用於各種音視頻封裝格式的生成和解析，包括獲取解碼所需信息以生成解碼上下文結構和讀取音視頻幀等功能，包含demuxers和muxer庫；
2、libavcodec：用於各種類型聲音/圖像編解碼；
3、libavutil：包含一些公共的工具函數；
4、libswscale：用於視頻場景比例縮放、色彩映射轉換；
5、libpostproc：用於後期效果處理；
6、ffmpeg：是一個命令行工具，用來對視頻文件轉換格式，也支持對電視卡實時編碼；
7、ffsever：是一個HTTP多媒體實時廣播流服務器，支持時光平移；
8、ffplay：是一個簡單的播放器，使用ffmpeg 庫解析和解碼，通過SDL顯示；
FFmpeg處理流程
過濾器(Filter)
在多媒體處理中，filter的意思是被編碼到輸出文件之前用來修改輸入文件內容的一個軟件工具。如：視頻翻轉，旋轉，縮放等。
語法：[input_link_label1][input_link_label2]… filter_name=parameters [output_link_label1][output_link_label2]…
過濾器圖link label ：是標記過濾器的輸入或輸出的名稱
1.視頻過濾器-vf
如testsrc視頻按順時針方向旋轉90度
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf transpose=1
如testsrc視頻水平翻轉(左右翻轉)
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf hflip
2.音頻過濾器-af
實現慢速播放，聲音速度是原始速度的50%
ffplay p629100.mp3 -af atempo=0.5
如何實現順時針旋轉90度並水平翻轉？
過濾器鏈（Filterchain）
基本語法
Filterchain = 逗號分隔的一組filter
語法：“filter1,filter2,filter3,…filterN-2,filterN-1,filterN”
順時針旋轉90度並水平翻轉
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf transpose=1,hflip
如何實現水平翻轉視頻和源視頻進行比較？看過濾器鍊是如何實現的。
過濾器鏈（Filterchain）
第一步： 源視頻寬度擴大兩倍。
ffmpeg -i jidu.mp4 -t 10 -vf pad=2*iw output.mp4
第二步：源視頻水平翻轉
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
是不是很复杂？
用带有链接标记的过滤器图(Filtergraph)只需一条命令。
过滤器图（Filtergraph）
基本语法
Filtergraph = 分号分隔的一组filterchain
“filterchain1;filterchain2;…filterchainN-1;filterchainN”
Filtergraph的分类
1、简单(simple) 一对一
2、复杂(complex）多对一， 多对多
过滤器图（Filtergraph）
简单过滤器图处理流程：
复杂过滤器图处理流程：
从图中可以发现复杂过滤器图比简单过滤器图少2个步骤，效率比简单高，ffmpeg建议尽量使用复杂过滤器图。
回答上面提的问题，实现水平翻转视频和源视频进行比较
过滤器图（Filtergraph）
用ffplay直接观看结果：
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf split[a][b];[a]pad=2*iw[1];[b]hflip[2];[1][2]overlay=w
F1: split过滤器创建两个输入文件的拷贝并标记为[a],[b]
F2: [a]作为pad过滤器的输入，pad过滤器产生2倍宽度并输出到[1].
F3: [b]作为hflip过滤器的输入，vflip过滤器水平翻转视频并输出到[2].
F4: 用overlay过滤器把 [2]覆盖到[1]的旁边.
选择媒体流
一些多媒体容器比如AVI，mkv，mp4等，可以包含不同种类的多个流，如何从容器中抽取各种流呢？
语法：
-map file_number:stream_type[:stream_number]
这有一些特别流符号的说明：
1、-map 0 选择第一个文件的所有流
2、-map i:v 从文件序号i(index)中获取所有视频流， -map i:a 获取所有音频流，-map i:s 获取所有字幕流等等。
3、特殊参数-an,-vn,-sn分别排除所有的音频，视频，字幕流。
注意:文件序号和流序号从0开始计数。
选择媒体流
第二部分
查看帮助
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
帧率的预定义值：
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
碼率、文件大小
設置碼率–b 參數
-b
ffmpeg -i film.avi -b 1.5M film.mp4
音頻：-b:a 視頻： - b:v
設置視頻碼率為1500kbps
ffmpeg -i input.avi -b:v 1500k output.mp4
控制輸出文件大小
-fs (file size首字母縮寫)
ffmpeg -i input.avi -fs 1024K output.mp4
計算輸出文件大小
(視頻碼率+音頻碼率) * 時長/8 = 文件大小K
第四部分
調整視頻分辨率
調整視頻分辨率
1、用-s參數設置視頻分辨率，參數值wxh，w寬度單位是像素，h高度單位是像素
ffmpeg -i input_file -s 320x240 output_file
2、預定義的視頻尺寸
下面兩條命令有相同效果
ffmpeg -i input.avi -s 640x480 output.avi
ffmpeg -i input.avi -s vga output.avi
下表列出了所有的預定義尺寸
Scale filter調整分辨率
Scale filter的優點是可以使用一些額外的參數
語法：
Scale=width:height[:interl={1|-1}]
下表列出了常用的額外參數
舉例
下面兩條命令有相同效果
ffmpeg -i input.mpg -s 320x240 output.mp4
ffmpeg -i input.mpg -vf scale=320:240 output.mp4
對輸入視頻成比例縮放
改變為源視頻一半大小
ffmpeg -i input.mpg -vf scale=iw/2:ih/2 output.mp4
改變為原視頻的90%大小：
ffmpeg -i input.mpg -vf scale=iw*0.9:ih*0.9 output.mp4
舉例
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
举例
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
自動檢測裁剪區域
cropdetect filter 自動檢測黑邊區域
ffplay jidu.mp4 -vf cropdetect
然後用檢測到的值來裁剪視頻
ffplay jidu.mp4 –vf crop=672:272:0:54
填充視頻(pad)
在視頻幀上增加一快額外額區域，經常用在播放的時候顯示不同的橫縱比
語法：pad=width[:height:[:x[:y:[:color]]]]
舉例
創建一個30個像素的粉色寬度來包圍一個SVGA尺寸的圖片：
ffmpeg -i photo.jpg -vf pad=860:660:30:30:pink framed_photo.jpg
?
同理可以製作testsrc視頻用30個像素粉色包圍視頻
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf pad=iw+60:ih+60:30:30:pink
4:3到16:9
一些設備只能播放16:9的橫縱比，4:3的橫縱比必須在水平方向的兩邊填充成16:9，
高度被保持，寬度等於高度乘以16/9，x（輸入文件水平位移）值由表達式(output_width - input_width)/2來計算。
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
舉例
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf pad=ih*16/9:ih:(ow-iw)/2:0:pink
16:9到4:3
為了用4:3的橫縱比來顯示16:9的橫縱比，填充輸入文件的垂直兩邊，寬度保持不變，高度是寬度的3/4，y值（輸入文件的垂直偏移量）是由一個表達式（output_height-input_height）/2計算出來的。
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
舉例
ffplay -f lavfi -i testsrc=size=320x180 -vf pad=iw:iw*3/4:0:(oh-ih)/2:pink
第六部分
翻轉和旋轉
翻轉
水平翻轉語法: -vf hflip
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf hflip
垂直翻轉語法：-vf vflip
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf vflip
旋轉
語法：transpose={0,1,2,3}
0:逆時針旋轉90°然後垂直翻轉
1:順時針旋轉90°
2:逆時針旋轉90°
3:順時針旋轉90°然後水平翻轉
第七部分
模糊，銳化
模糊
語法：boxblur=luma_r:luma_p[:chroma_r:chram_p[:alpha_r:alpha_p]]
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf boxblur=1:10:4:10
注意：luma_r和alpha_r半徑取值範圍是0~min(w,h)/2, chroma_r半徑的取值範圍是0~min(cw/ch)/2
銳化
語法：-vf unsharp=l_msize_x:l_msize_y:l_amount:c_msize_x:c_msize_y:c_amount
所有的參數是可選的，默認值是5:5:1.0:5:5:0.0
l_msize_x:水平亮度矩陣，取值範圍3-13，默認值為5
l_msize_y:垂直亮度矩陣，取值範圍3-13，默認值為5
l_amount:亮度強度，取值範圍-2.0-5.0，負數為模糊效果，默認值1.0
c_msize_x:水平色彩矩陣，取值範圍3-13，默認值5
c_msize_y:垂直色彩矩陣，取值範圍3-13，默認值5
c_amount:色彩強度，取值範圍-2.0-5.0，負數為模糊效果，默認值0.0
舉例
使用默認值，亮度矩陣為5x5和亮度值為1.0
ffmpeg -i input -vf unsharp output.mp4
高斯模糊效果(比較強的模糊)：
ffplay -f lavfi -i testsrc -vf unsharp=13:13:-2
第八部分
覆蓋（畫中畫）
覆蓋
語法：overlay[=x[:y]
所有的參數都是可選，默認值都是0
舉例
Logo在左上角
ffmpeg -i pair.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay pair1.mp4
舉例
右上角：
ffmpeg -i pair.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay=Ww pair2.mp4
左下角：
ffmpeg -i pair.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay=0:Hh pair2.mp4
右下角：
ffmpeg -i pair.mp4 -i logo.png -filter_complex overlay=Ww:Hh pair2.mp4
刪除logo
語法：-vf delogo=x:y:w:h[:t[:show]]
x:y 離左上角的坐標
w:h logo的寬和高
t: 矩形邊緣的厚度默認值4
show：若設置為1有一個綠色的矩形，默認值0.
ffplay -i jidu.mp4 -vf delogo=50:51:60:60:100:0
第九部分
添加文本
添加文本
語法：
drawtext=fontfile=font_f:text=text1[:p3=v3[:p4=v4[…]]]
常用的參數值
x：離左上角的橫坐標
y: 離左上角的縱坐標
fontcolor：字體顏色
fontsize：字體大小
text:文本內容
textfile:文本文件
t：時間戳，單位秒
n:幀數開始位置為0
draw/enable:控製文件顯示，若值為0不顯示，1顯示，可以使用函數
簡單用法
1、在左上角添加Welcome文字
ffplay -f lavfi -i color=c=white -vf drawtext=fontfile=arial.ttf:text=Welcom
2、在中央添加Good day
ffplay -f lavfi -i color=c=white -vf drawtext="fontfile=arial.ttf:text='Goodday':x=(w-tw)/2:y=(h-th)/2"
3、設置字體顏色和大小
ffplay -f lavfi -i color=c=white -vf drawtext="fontfile=arial.ttf:text='Happy Holidays':x=(w-tw)/2:y=(h-th)/2:fontcolor =green:fontsize=30"
動態文本
用t (時間秒)變量實現動態文本
1、頂部水平滾動
ffplay -i jidu.mp4 -vf drawtext="fontfile=arial.ttf:text='Dynamic RTL text':x=wt*50:fontcolor=darkorange:fontsize=30"
2、底部水平滾動
ffplay -i jidu.mp4 -vf drawtext="fontfile=arial.ttf:textfile=textfile.txt:x=wt*50:y=h-th:fontcolor=darkorange:fontsize=30"
3、垂直從下往上滾動
ffplay jidu.mp4 -vf drawtext="textfile=textfile:fontfile=arial.ttf:x=(w-tw)/2:y=ht*100:fontcolor=white:fontsize=30“
想實現右上角顯示當前時間？
動態文本
在右上角顯示當前時間localtime
ffplay jidu.mp4 -vf drawtext="fontfile=arial.ttf:x=w-tw:fontcolor=white:fontsize=30:text='%{localtime\:%H\\\:%M\\\:% S}'“
每隔3秒顯示一次當前時間
ffplay jidu.mp4 -vf drawtext="fontfile=arial.ttf:x=w-tw:fontcolor=white:fontsize=30:text='%{localtime\:%H\\\:%M\\\:% S}':enable=lt(mod(t\,3)\,1)"
第十部分
圖片處理
圖片支持
FFmpeg支持絕大多數圖片處理, 除LJPEG（無損JPEG）之外，其他都能被解碼，除了EXR,PIC,PTX之外，所有的都能被編碼。
截取一張圖片使用–ss(seek from start)參數.
ffmpeg -ss 01:23:45 -i jidu.mp4 image.jpg
從視頻中生成GIF圖片
ffmpeg -i jidu.mp4 -t 10 -pix_fmt rgb24 jidu.gif
轉換視頻為圖片（每幀一張圖）
ffmpeg -i clip.avi frame%4d.jpg
圖片轉換為視頻
ffmpeg -f image2 -i img%4d.jpg -r 25 video.mp4
裁剪、填充
和視頻一樣，圖片也可以被裁剪和填充
裁剪
ffmpeg -f lavfi -i rgbtestsrc -vf crop=150:150 crop_rg.png
填充
ffmpeg -f lavfi -i smptebars -vf pad=360:280:20:20:orange pad_smpte.jpg
翻轉，旋轉，覆蓋
和視頻一樣圖片同樣能翻轉，旋轉和覆蓋
翻轉
ffmpeg -i orange.jpg -vf hflip orange_hfilp.jpg
ffmpeg -i orange.jpg -vf vflip orange_vfilp.jpg
旋轉
ffmpeg -i image.png -vf transpose=1 image_rotated.png
覆蓋
ffmpeg -f lavfi -i rgbtestsrc -s 400x300 rgb .png
ffmpeg -f lavfi -i smptebars smpte.png
ffmpeg -i rgb .png -i smpte.png -filter_complex overlay= (Ww)/2:(Hh)/2 rgb_smpte.png
第十一部分
其他高級技巧
屏幕錄像
顯示設備名稱
ffmpeg -list_devices 1 -f dshow -i dummy
調用攝像頭
ffplay -f dshow -i video="Integrated Camera"
保存為文件
ffmpeg -y -f dshow -s 320x240 -r 25 -i video="Integrated Camera" -b:v 800K -vcodec mpeg4 new.mp4
添加字幕subtitles
語法–vf subtitles=file
ffmpeg -i jidu.mp4 -vf subtitles=rgb.srt output.mp4
視頻顫抖、色彩平衡
視頻顫抖
ffplay –i jidu.mp4 -vf crop=in_w/2:in_h/2:(in_w-out_w)/2+((in_w-out_w)/2)*sin(n/10):(in_h-out_h)/2 +((in_h-out_h)/2)*sin(n/7)
色彩平衡
ffplay -i jidu.mp4 -vf curves=vintage
色彩變幻
ffplay -i jidu.mp4 -vf hue="H=2*PI*t: s=sin(2*PI*t)+1“
彩色轉換黑白
ffplay -i jidu.mp4 -vf lutyuv="u=128:v=128"
設置音頻視頻播放速度
3倍視頻播放視頻
ffplay -i jidu.mp4 -vf setpts=PTS/3
?速度播放視頻
ffplay -i jidu.mp4 -vf setpts=PTS/(3/4)
2倍速度播放音頻
ffplay -i speech.mp3 -af atempo=2
問題：視頻和音頻同時3/4慢速播放
截圖
每隔一秒截一張圖
ffmpeg -i input.flv -f image2 -vf fps=fps=1 out%d.png
每隔20秒截一張圖
ffmpeg -i input.flv -f image2 -vf fps=fps=1/20 out%d.png
注意：ffmpeg version N-57961-gec8e68c版本最多可以每隔20s截一張圖。
多張截圖合併到一個文件裡（2x3） ?每隔一千幀(秒數=1000/fps25)即40s截一張圖
ffmpeg? -i jidu.mp4 -frames 3 -vf "select=not(mod(n\,1000)),scale=320:240,tile=2x3" out.png
馬賽克視頻
馬賽克視頻
用多個輸入文件創建一個馬賽克視頻：
ffmpeg -i jidu.mp4 -i jidu.flv -i "Day By Day SBS.mp4" -i "Dangerous.mp4" -filter_complex "nullsrc=size=640x480 [base]; [0:v] setpts=PTS-STARTPTS , scale=320x240 [upperleft]; [1:v] setpts=PTS-STARTPTS, scale=320x240 [upperright]; [2:v] setpts=PTS-STARTPTS, scale=320x240 [lowerleft]; [3:v] setpts =PTS-STARTPTS, scale=320x240 [lowerright]; [base][upperleft] overlay=shortest=1 [tmp1]; [tmp1][upperright] overlay=shortest=1:x=320 [tmp2]; [tmp2][ lowerleft] overlay=shortest=1:y=240 [tmp3]; [tmp3][lowerright] overlay=shortest=1:x=320:y=240" -c:v libx264 output.mkv
Logo動態移動
1、2秒後logo從左到右移動：
ffplay -i jidu.mp4 -vf movie=logo.png[logo];[in][logo]overlay=x='if(gte(t\,2)\,((t-2)*80)-w \,NAN)':y=0
2、2秒後logo從左到右移動後停止在左上角
ffplay -i jidu.mp4 -vf movie=logo.png[logo];[in][logo]overlay=x='if(gte(((t-2)*80)-w\,W)\,0 \,((t-2)*80)-w)':y=0
3、每隔10秒交替出現logo。
ffmpeg -y -t 60 -i jidu.mp4 -i logo.png -i logo2.png -filter_complex "overlay=x=if(lt(mod(t\,20)\,10)\,10\,NAN ) :y=10,overlay=x=if(gt(mod(t\,20)\,10)\,Ww-10\,NAN ) :y=10" overlay.mp4
資料
FFmpeg官網： http://www.ffmpeg.org
FFmpeg doc : http://www.ffmpeg.org/documentation.html
FFmpeg wiki : https://trac.ffmpeg.org/wiki
FAQ
Thanks！
FFmpeg基礎: http://wenku.baidu.com/view/296eefcaf90f76c661371af1.html
資料來源:https://www.iteye.com/blog/javapyer-1989274
