视频处理ffmpeg

概念

• 分辨率：

  • 分辨率指的是视频的横纵坐标多少个像素点，通过分辨率，我们能计算出来一张图片的大小，比如一张 1920 * 1080 的图片，大小为 5.93MB (对于RGB像素，一个像素点的一个通道是0-255，为2^8，为1bit，一个像素3个通道，为3bit，一共 1920x1080x3/1024/1024=5.93MB)。可以通过windows的画图，产生一个空白图片，保存成 bmp（24位位图）查看。

• 帧率

  • 一秒出现多少个画面。比如60帧，表示一秒60张画面。30帧，表示一秒30个画面。

• 码率：

  • 有时候也叫数据速率，或者比特率。虽然理论上，码率越高，视频质量越好，但一旦码率到某个值，再提升也没有更好的效果。因此调整码率，是一种既能保证视频质量，又能压缩视频的比较好的方式。一般3Mbps -- 6Mbps 就已经足够了。为了保证视频质量，在第一次压缩的时候，可以先尝试6Mbps，然后看下效果是否满意，然后根据文件大小，再做进一步调整

• 编码

  • 编码决定了视频实际上是以什么方式存储在硬盘上的，因此不同的编码，文件的大小也不一样。目前最流行的是 H264 AVC。也有部分使用 H265，H265比H264压缩做的更好一些，但考虑兼容性的问题(以及性能)，目前H264依然是最流行的编码格式

• 封装格式

  • 也可以理解为是容器格式。实际封装格式是将视频流(视频流1，视频流2)、音频流(音频流1，音频流2)、字幕、元数据。视频流和音频流分别可以有不同的编码格式

国内视频播放平台的视频格式对比

以长津湖电影为例

网站	爱奇艺	优酷	腾讯视频	芒果TV	咪咕视频	乐视视频
编码	H264 AVC	H264 AVC	H264 AVC	H264 AVC	H264 AVC	H264 AVC
封装格式	mp4	mp4	mp4	mp4	mp4	mp4
加密	qsv 加密	kux 加密	qlv 加密	无	无	无
视频码率	1749 kb/s	1536kb/s	2373kb/s	3413kb/s	3473kb/s	2993kb/s
音频码率	192kb/s/44.1khz	126kb/s/44.1khz	93kb/48khz	126kb/s/44.1khz	126kb/s/44.1khz	128kb/s/44.1khz
分辨率	1820*816	1920*816	1820*816	1920*818	1890*800	1920*816
帧数	24	24	24	25	25	25
文件大小	2.4GB	1.93GB	3.07GB	4.39GB	4.45GB	3GB+

以miui系统录制屏幕为例，得到的视频的码率为3280kbps，帧数为 24.27帧/秒，分辨率为2400*1080，录制57s的屏幕，视频大小为24MB(粗略算来，录制2个小时为3GB)

ffmpeg使用

初步使用

默认情况下，ffmpeg会根据输出的文件后缀，来自动指定文件格式，比如我们要将一个mp4的文件，使用默认的配置参数，转换成一个新的mp4文件

ffmpeg -i input.mp4 output.mp4

当然我们也可以手动指定视频的编码格式，其中 libx264 是 ffmpeg实现的一种纯用软件实现的编码器；如果使用的是 Nvidia显卡，可以用h265_nvenc 来实现硬件加速(需要注意的是，需要硬件支持，并安装对应的驱动)。据说硬件编码虽然时间快，但是体积会更大，质量会差一些，需要显卡支持，因此如果时间充足，不建议使用

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 output.mp4
ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_nvenc output.mp4 

使用预设值

在转换视频的时候，也可以设置一些其他的参数，来压缩视频文件的大小，我们也可以使用通过 -preset 参数一些预设值，来帮我们快速设置参数，这个参数的取值可以是：ultrafast, superfast, veryfast, faster, fast, medium(默认), slow, slower, veryslow。选择 ultrafast 会有最快的编码速度，但会产生一个较大的文件，而veryslow虽然速度慢，但生成文件小

ffmpeg -i input -c:v libx264 -preset veryfast -out output.mp4

通过 crf 控制图像质量

crf 可以控制图像的质量，取值范围为0-51，数值越大，图像质量越差。0表示无损压缩。实际中最常用的是19-28

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 22 output.mp4

剪切与合并

• 剪切

  通过 -ss 指定起始位置，-t 指定时长。需要注意的是：-ss需要放在 -i 之后，这样更准确。如果 -ss 放在了 -i 之前，那么使用的是关键帧定位，虽然定位速度很快，但可能会有一点点偏差(这种方法适合时长比较长的视频)。也可以使用 -to 来替代 -t，直接指定终止的位置。

• 合并

  需要将视频的所有文件放在一个文本文件中，如命名为 mylist.txt

  file 'clip1.mp4'
  file 'clip2.mp4'
  file 'clip4.mp4'
  ...

  然后通过 -f 指定为拼接， -i 指定视频的列表，-c copy表示不希望重新编码而是直接拷贝原始视频的内容

  ffmpeg -f concat -i mylist.txt -c copy output.mp4

ffmpeg 小技巧

创建缩略图

使用两个过滤器 : fps 表示输出文件的帧率，1/10表示每10秒输出一帧的画面，scale表示输出的图像大小为720p，最后是文件名

ffmpeg -i input.mp4 -vf "fps=1/10,scale=-2:720" thumbnail-%03d.jpg

给视频添加水印

先准备一个水印图片，比如test.jpg，通过一个过滤器 overlay 表示将图片叠加到视频上, 100:100 表示水印图像在视频中的位置（图像左上角的坐标）

ffmpeg -i input.mp4 -i test.jpg -filter_complex "overlay=100:100" output.mp4

Gif 动图转换

由于gif动图的特性，不太适合转换太长的视频，我们以只产生3s的 gif动图为例，fps为每15秒产生一帧，scale指定图像为256p，前面的-1表示根据横坐标256自动调整；从split开始到最后paletteuse是因为 gif自身256色的限制，需要一个单独的调色板。

ffmpeg -i input.mp4 -ss0 -t 3 -filter_complex [0:v]fps=15,scale=-1:256,split[a][b];[a]palettegen[p];[b][p]paletteuse output.gif

ffmpeg 录制屏幕

效率上可能不如 OBS , ShadowPlay 这些工具，但使用起来不需要安装较重的软件，比较轻量

ffmpeg -hide_banner -loglevel error -stats -f gdigrab -framerate 60 -offset_x 0 -offset_y 0 -video_size 1920x1080 -draw_mouse 1 -i desktop -c:v libx264 -r 60 -preset ultrafast -pix_fmt yuv420p -y screen_record.mp4

ffmpeg 的log level

可以通过 -loglevel 来指定 log 级别

ffmpeg -i test.avi -loglevel error -c:v libx264 output.mp4 -y

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