Windows 软件之 FFmpeg

前言

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。

1 FFmpeg 视频处理

为方便测试，我们首先使用 winget install MediaArea.MediaInfo 命令安装一下 mediainfo 命令（可以方便地查看视频信息），然后创建 mediainfo.ps1 文件，并输入附录1中的内容。

这里我以周董稻香 mv 视频为例。视频信息如下：

1.1 编解码

可通过转换分辨率、视频编码转换为 H265 等方式来压缩视频大小。

• 1）转换编码（压缩）

  ffmpeg -hwaccel cuda -i .\周杰伦-稻香.mp4 -vf scale=720:480 -c:v libx265 -crf 18 .\周杰伦-稻香C.mp4
  
      -hwaccel     可选择 cpu 或 gpu 加速
      -i           输入的视频文件
      -vf scale    视频分辨率（宽x高）
      -c:v libx265 选择视频编码为 H265
      -crf         Constant Rate Factor, 0~51，默认 28，20 以下时视觉上无损

• 2）转换结果：大小减少 20.8%。
  

当然，原视频分辨率为 720x480，也可以指定为 2560×1440 的 2K 分辨率，不过视频大小就会大大增加了。

• 参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/582654225

1.2 其它视频编辑命令

# （1）调整视频的分辨率
ffmpeg -i input.mp4 -vf scale=640:360 output.mp4
# （2）调整视频的码率
ffmpeg -i input.mp4 -b:v 512k output.mp4
# （3）使用更高效的视频编码格式
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx265 -crf 28 output.mp4
# （4）截取前 10 秒视频
ffmpeg -i input.mp4 -ss 00:00:00 -to 00:00:10 -c copy output.mp4

# （5）视频合并（fps、分辨率不同的视频合并会出现问题）
# 5.1 创建文件 1.txt 后输入以下内容（有多少视频就输入多少行）：
file '视频名'
# 5.2 命令行执行以下命令进行合并
ffmpeg.exe -f concat -safe 0 -i .\1.txt -c copy -y '1.mp4'

# （6）将图片设置为视频封面
ffmpeg -i input_video.mp4 -i input_image.png \
    -map 0 -map 1 \
    -c copy -c:v:1 png \
    -disposition:v:1 attached_pic \
    output_video.mp4

• 参考：

  • https://blog.csdn.net/xindoo/article/details/130186891
  • https://www.zhihu.com/question/323211391

1.3 视频抽帧

# （1）抽取视频关键帧（IPB）
ffmpeg -i video.mp4 -vf select="eq(pict_type\,PICT_TYPE_I)" -vsync 2 -s 320x240 thumb-%02d.png

# （2）抽取视频场景转换帧
ffmpeg -i video.mp4 -f image2 -vf "select=gt(scene\,.4)" -vsync vfr %03d.png

# （3）均匀抽帧：-r 指定抽取的帧率，即从视频中每秒钟抽取图片的数量。1代表每秒抽取一帧。
ffmpeg -i video.mp4 -r 1 -q:v 2 -f image2 ./%08d.000000.jpg

# （4）抽取指定时间帧
ffmpeg -ss 00:00:30 -i video.mp4 -vframes 1 0.jpg   # 耗时短（使用关键帧进行索引）
ffmpeg -i video.mp4 -ss 00:00:30 -vframes 1 0.jpg   # 耗时长

# （5）抽帧制作缩略图
ffmpeg -i video.mp4 -vf 'fps=1/95:round=zero,scale=480x360,tile=8x6' M%03d.jpg
    # -vf 表示指定过滤器。多个过滤器用 ',' 隔开；一个过滤器的多个参数使用 ':' 分开
    # fps=1/95 表示 95 秒输出一张图
    # round=zero 表示时间戳向 0 取整
    # scale=480x360 表示图片分辨率大小
    # tile=5x5 表示将截图使用 8x6 组合起来

制作缩略图：ffmpeg -i .\周杰伦-稻香C.mp4 -vf 'fps=1/11:round=zero,scale=720x480,tile=5x4' M%03d.jpg

也可以使用 PotPlayer 来创建缩略图：_右键_ -> 视频 -> 图像截取 -> 创建缩略图

• 参考：

  • FFmpeg视频抽帧那些事：https://zhuanlan.zhihu.com/p/85895180
  • FFmpeg 制作视频预览缩略图：https://zhuanlan.zhihu.com/p/570453447
  • https://www.coder.work/article/3458321

2 FFmpeg 音频处理

# 1 提取音频 mp3
ffmpeg.exe -i .\周杰伦-稻香.mp4 -vn -c:a libmp3lame -q:a 1 .\周杰伦-稻香.mp3

# 2 音频格式由 mp3 转换为 ogg
ffmpeg.exe -i .\周杰伦-稻香.mp3 .\周杰伦-稻香.ogg

批量转换批处理见：
audio-converter.bat: https://gitee.com/luyaocf/dev_ops_scripts.git
官方说明：https://ffmpeg.org/ffmpeg.html#Audio-Options

3 FFmpeg 图片处理

3.1 编解码

• 1）批量转换编码

  # ffmpeg -i in.jpg -vf scale=width:height out.png
  
  set a=!cd!
  for /f "delims=" %%i in ('dir /b /s "%a%\*png*"') do (
    echo %%~nxi   %%~ni_c.png
    ffmpeg -i %%~nxi -vf scale=iw/2:ih/2 %%~ni_c.png
  )

3.2 拼接图片

ffmpeg -i 1.jpg -i 2.jpg -filter_complex vstack out.jpg

• 参考：https://juejin.cn/post/7229636745578627130

3.3 图片合成视频

ffmpeg -r 1 -f image2 -i '(%d).jpg' -c:v libx265 -vf scale=-1:1280 -crf 17 -y o.mp4

• -r 调整帧率：默认 25 帧，即每秒拼接 25 张图片。
• -b:v 4M 调整视频码率：码率指每秒播放的数据量（bit）。如果图片比较大，则生成的视频较大；改变码率会影响到视频清晰度；h265 编码可以用更小的码率生成 h264 同等的视频质量。
• -crf 调整视频质量：用来平衡视频质量和文件大小的参数。取值范围 0~51，默认 23，建议 17~28。

• -c:v libx265 调整视频的编码格式：默认 h264。可以使用 h265 生成更小的。

  • 可以使用 -c:v libvpx 或 -c:v libvpx-vp9 生成 v8 和 v9 编码的 webm 文件（默认低质量）
• -vf scale=宽x高 调整视频分辨率：将宽或高设置为 -1 可以将其等比例缩放。
• 参考：https://blog.csdn.net/xindoo/article/details/121451318

附录1：mediainfo.ps1

<##
 # 通过 ffmpeg 查看视频信息
 #>

# Clear-Variable     删除变量的值。
# Compare-object     比较两组对象。
# ForEach-Object     对输入对象集合中的每个项目执行操作。
# Get-childItem     在一个或多个指定位置获取项目和子项目。
# Invoke-commands     在本地和远程计算机上执行命令。
# Set-variable         设置变量的值。
# Start-Job         启动 Windows PowerShell 的后台作业。

# [Math] | Get-Member -Static   获取 Math 类中的静态方法

<##
 # 安装 mediainfo 命令：
 #  winget search mediainfo
 #  winget install MediaArea.MediaInfo
 #>

# $arg        表示命令行参数集合
foreach($arg in $args) {
    # Write-Host $arg

    $param = "
General;                                        \n
Complete name   : '%CompleteName%'              \n
File size       : %FileSize/String4%            
"
    $param = $param -replace '\r?\n?'
    mediainfo --Inform=$param "$arg"

    $param = "
Video;
Codec ID        : %CodecID%                     \n
Codec ID/Info   : %CodecID/Info%                \n
Aspect ratio    : %DisplayAspectRatio/String%   \n
Width           : %Width%                       \n
Height          : %Height%                      \n
Frame rate      : %FrameRate%                   \n
Duration        : %Duration%                    \n
Duration        : %Duration/String1%;           \n
"
    $param = $param -replace '\r?\n?'
    mediainfo --Inform=$param "$arg"

    $duration = mediainfo --Inform="Video;%Duration%"   "$arg"
    $frame_rt = mediainfo --Inform="Video;%FrameRate%"  "$arg"

    $frame = [Math]::Floor($duration / 1000 * $frame_rt)
    Write-Host "Frame           : $frame"
}