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引言

FFmpeg是一个强大的开源多媒体处理框架，被广泛应用于视频转码、编辑、压缩、流媒体等领域。本文将全面介绍FFmpeg的安装、基本概念、常用命令、高级特性。

一、FFmpeg简介与背景

1.1 什么是FFmpeg

FFmpeg是一套功能强大的开源跨平台多媒体处理工具集，最初由Fabrice Bellard开发。其名称来源于"Fast Forward MPEG"，代表其处理MPEG视频的高效率特性。它能够实现视频转码、剪辑、合并、提取音频、添加滤镜等操作，是目前最受欢迎的多媒体处理框架之一。

1.2 核心组件

FFmpeg由以下几个核心组件组成：

• ffmpeg：命令行工具，用于视频和音频的转换与处理
• ffplay：简单的媒体播放器，用于快速预览媒体文件
• ffprobe：用于分析多媒体流的工具，可提供详细的媒体文件信息
• libavcodec：编解码库，支持几乎所有音视频编解码格式
• libavformat：封装格式处理库，支持多种容器格式
• libavfilter：多媒体滤镜库，提供各种音视频处理效果
• libswscale：图像缩放和像素格式转换库

1.3 特性与优势

• 全面格式支持：几乎支持所有音视频编码格式和容器格式
• 高效处理：优化的算法和多线程支持，提供高效的媒体处理
• 跨平台：支持Windows、macOS、Linux等主流操作系统
• 活跃社区：持续更新和维护，定期发布新版本
• 丰富的API：提供多种编程语言的绑定，方便集成到应用程序中

二、安装FFmpeg

2.1 Windows安装

1. 访问FFmpeg官网下载Windows版本，选择安装包Windows builds from gyam.dev

1. 下载最新版ffmpeg-release-essentials.zip，下载过程会很缓慢，还请大家耐心等待

1. 下载完成后解压下载的文件到指定目录，如E:\ffmpeg-7.1.1-essentials_build

1. 添加环境变量

1. 打开命令提示符，输入ffmpeg -version验证安装

2.2 macOS安装

使用Homebrew安装：

brew install ffmpeg

如需安装带有额外功能的版本：

# 安装带有更多编码器支持的版本
brew install ffmpeg --with-fdk-aac --with-sdl2 --with-freetype --with-fontconfig

2.3 Linux安装

Ubuntu/Debian：

sudo apt update
sudo apt install ffmpeg

CentOS/RHEL：

sudo yum install epel-release
sudo yum install ffmpeg ffmpeg-devel

编译安装最新版本：

# 下载源码
git clone https://git.ffmpeg.org/ffmpeg.git ffmpeg
cd ffmpeg

# 配置并编译
./configure --enable-gpl --enable-libx264 --enable-libx265
make -j$(nproc)
sudo make install

三、FFmpeg核心概念

在深入学习FFmpeg命令之前，了解一些核心概念有助于更好地理解FFmpeg的工作原理。

3.1 容器与编码格式

• 容器格式：如MP4, MKV, AVI, FLV等，是用来包装视频、音频和字幕等内容的封装格式
• 编码格式：如H.264, H.265, VP9(视频)和AAC, MP3, FLAC(音频)，是具体的压缩算法

3.2 流(Stream)

一个媒体文件通常包含多个流，如视频流、音频流和字幕流等。使用ffprobe可以查看媒体文件的流信息：

ffprobe -show_streams input.mp4

3.3 编码器与解码器

• 编码器(Encoder)：将原始音视频数据压缩成特定格式
• 解码器(Decoder)：将压缩的音视频数据解码为原始数据

查看可用编码器：

ffmpeg -encoders

查看可用解码器：

ffmpeg -decoders

3.4 滤镜(Filter)

FFmpeg的滤镜系统允许对音视频进行复杂处理，如裁剪、旋转、添加特效等。滤镜可以形成复杂的滤镜链或滤镜图。

查看可用的滤镜：

ffmpeg -filters

四、FFmpeg基本命令格式与示例

4.1 基本命令格式

ffmpeg [全局选项] [输入文件选项] -i 输入文件 [输出文件选项] 输出文件

以下是一些常见的命令示例：

4.1.1 简单格式转换

ffmpeg -i input.mp4 output.avi

• -i input.mp4: 指定输入文件
• output.avi: 指定输出文件，FFmpeg会根据文件扩展名自动选择编码器

4.1.2 指定编解码器

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -c:a aac output.mp4

• -c:v libx264: 使用H.264编码器处理视频流
• -c:a aac: 使用AAC编码器处理音频流

4.1.3 控制比特率

ffmpeg -i input.mp4 -b:v 2M -b:a 128k output.mp4

• -b:v 2M: 设置视频比特率为2Mbps
• -b:a 128k: 设置音频比特率为128kbps

4.1.4 调整分辨率

ffmpeg -i input.mp4 -s 1280x720 output.mp4

• -s 1280x720: 设置输出视频分辨率为1280x720

4.1.5 截取视频片段

ffmpeg -i input.mp4 -ss 00:01:30 -to 00:02:30 -c copy output.mp4

• -ss 00:01:30: 从1分30秒处开始
• -to 00:02:30: 截取到2分30秒处
• -c copy: 使用stream copy模式，不重新编码(更快)

4.1.6 复杂滤镜示例

ffmpeg -i input.mp4 -vf "scale=1280:720,transpose=1,boxblur=5:1" -c:a copy output.mp4

• -vf: 指定视频滤镜
• scale=1280:720: 调整尺寸为1280x720
• transpose=1: 旋转视频90度
• boxblur=5:1: 添加模糊效果
• -c:a copy: 复制音频流不变

4.1.7 使用全局选项

ffmpeg -y -loglevel warning -i input.mp4 -c:v libx264 -preset fast output.mp4

• -y: 全局选项，覆盖输出文件而不询问
• -loglevel warning: 全局选项，只显示警告和更高级别的消息

4.1.8 多输入示例

ffmpeg -i video.mp4 -i audio.mp3 -c:v copy -map 0:v:0 -map 1:a:0 output.mp4

• -i video.mp4 -i audio.mp3: 指定两个输入文件
• -map 0:v:0: 从第一个输入文件选择视频流
• -map 1:a:0: 从第二个输入文件选择音频流

4.2 常用视频处理命令

4.2.1 视频格式转换

# MP4转AVI
ffmpeg -i input.mp4 output.avi

# MP4转WebM
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libvpx -crf 10 -b:v 1M -c:a libvorbis output.webm

# MP4转GIF
ffmpeg -i input.mp4 -vf "fps=10,scale=320:-1:flags=lanczos" -c:v gif output.gif

4.2.2 视频剪切

# 剪切视频片段（从30秒开始，持续10秒）
ffmpeg -i input.mp4 -ss 00:00:30 -t 00:00:10 -c copy output.mp4

# 精确剪切（先定位后解码，更精确但更慢）
ffmpeg -ss 00:00:30 -i input.mp4 -t 00:00:10 -c:v libx264 -c:a aac output.mp4

4.2.3 视频压缩

# 降低视频比特率进行压缩
ffmpeg -i input.mp4 -b:v 1M output.mp4

# 使用CRF方式压缩（保持较好质量，值越小质量越高，一般在18-28之间）
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 23 output.mp4

# 降低分辨率压缩
ffmpeg -i input.mp4 -vf "scale=1280:720" -c:a copy output.mp4

4.2.4 提取音频

# 从视频中提取音频（保持原编码）
ffmpeg -i input.mp4 -vn -acodec copy output.aac

# 提取并转换音频格式
ffmpeg -i input.mp4 -vn -ar 44100 -ac 2 -ab 192k -f mp3 output.mp3

4.2.5 视频合并

先创建一个文件列表filelist.txt：

file 'video1.mp4'
file 'video2.mp4'
file 'video3.mp4'

然后合并：

ffmpeg -f concat -safe 0 -i filelist.txt -c copy merged.mp4

4.2.6 添加水印

# 添加图片水印
ffmpeg -i input.mp4 -i logo.png -filter_complex "overlay=10:10" output.mp4

# 添加文字水印
ffmpeg -i input.mp4 -vf "drawtext=text='水印文字':x=10:y=10:fontsize=24:fontcolor=white" output.mp4

# 添加半透明水印
ffmpeg -i input.mp4 -i logo.png -filter_complex "overlay=(W-w)/2:(H-h)/2:alpha=0.5" output.mp4

4.2.7 视频截图

# 截取某一时刻的图片
ffmpeg -i input.mp4 -ss 00:00:10 -frames:v 1 screenshot.jpg

# 每隔一秒截一张图
ffmpeg -i input.mp4 -vf fps=1 thumb%04d.jpg

# 创建视频缩略图网格
ffmpeg -i input.mp4 -vf "select=not(mod(n\,300)),scale=320:180,tile=3x4" -frames:v 1 thumbnail.jpg

视频截图：每一秒截一张图片效果

4.3 高级命令示例

4.3.1 视频加速/减速

# 视频加速（这里是2倍速）
ffmpeg -i input.mp4 -filter:v "setpts=0.5*PTS" -filter:a "atempo=2.0" output.mp4

# 视频减速（这里是0.5倍速）
ffmpeg -i input.mp4 -filter:v "setpts=2.0*PTS" -filter:a "atempo=0.5" output.mp4

4.3.2 视频拼接（画面拼接）

# 水平拼接两个视频
ffmpeg -i left.mp4 -i right.mp4 -filter_complex "[0:v][1:v]hstack=inputs=2[v]" -map "[v]" -c:v libx264 output.mp4

# 垂直拼接两个视频
ffmpeg -i top.mp4 -i bottom.mp4 -filter_complex "[0:v][1:v]vstack=inputs=2[v]" -map "[v]" -c:v libx264 output.mp4

4.3.3 画中画效果

ffmpeg -i main.mp4 -i overlay.mp4 -filter_complex "[1:v]scale=300:-1[pip];[0:v][pip]overlay=main_w-overlay_w-10:main_h-overlay_h-10[v]" -map "[v]" -map 0:a -c:v libx264 -c:a copy output.mp4

4.3.4 视频淡入淡出效果

# 视频开头5秒淡入
ffmpeg -i input.mp4 -vf "fade=t=in:st=0:d=5" -c:a copy output.mp4

# 视频结尾5秒淡出
ffmpeg -i input.mp4 -vf "fade=t=out:st=25:d=5" -c:a copy output.mp4

# 同时设置淡入淡出
ffmpeg -i input.mp4 -vf "fade=t=in:st=0:d=5,fade=t=out:st=25:d=5" -c:a copy output.mp4

4.3.5 色彩调整

# 调整亮度和对比度
ffmpeg -i input.mp4 -vf "eq=brightness=0.1:contrast=1.2" output.mp4

# 黑白滤镜
ffmpeg -i input.mp4 -vf "colorchannelmixer=.3:.4:.3:0:.3:.4:.3:0:.3:.4:.3" output.mp4

4.3.6 音频操作

# 调整音量（这里提高50%）
ffmpeg -i input.mp4 -af "volume=1.5" output.mp4

# 规范化音频（使最高音量达到0dB）
ffmpeg -i input.mp4 -af "loudnorm=I=-16:TP=-1.5:LRA=11" output.mp4

# 添加回声效果
ffmpeg -i input.mp4 -af "aecho=0.8:0.9:1000:0.3" output.mp4

五、FFmpeg滤镜系统详解

滤镜是FFmpeg中最强大的功能之一，它可以实现各种复杂的音视频处理效果。

5.1 基本滤镜语法

ffmpeg -i input.mp4 -vf "滤镜1=参数,滤镜2=参数" output.mp4

5.2 常用视频滤镜

5.2.1 裁剪视频(crop)

# 裁剪中心区域300x200大小的画面
ffmpeg -i input.mp4 -vf "crop=300:200:in_w/2-150:in_h/2-100" output.mp4

# 参数解释: crop=宽:高:x坐标:y坐标

5.2.2 调整大小(scale)

# 调整为720p，保持宽高比
ffmpeg -i input.mp4 -vf "scale=1280:720:force_original_aspect_ratio=decrease" output.mp4

# 仅设置宽度，高度自动计算
ffmpeg -i input.mp4 -vf "scale=1280:-1" output.mp4

5.2.3 旋转和翻转(rotate, transpose, hflip, vflip)

# 旋转90度
ffmpeg -i input.mp4 -vf "transpose=1" output.mp4

# 水平翻转
ffmpeg -i input.mp4 -vf "hflip" output.mp4

# 垂直翻转
ffmpeg -i input.mp4 -vf "vflip" output.mp4

5.2.4 画面稳定(vidstabdetect, vidstabtransform)

# 第一步：分析视频抖动
ffmpeg -i input.mp4 -vf vidstabdetect=stepsize=6:shakiness=8:accuracy=9:result=transform.trf -f null -

# 第二步：应用稳定变换
ffmpeg -i input.mp4 -vf vidstabtransform=input=transform.trf:zoom=1:smoothing=30 output.mp4

5.3 复杂滤镜图

使用滤镜复杂图可以实现更复杂的效果：

# 创建带有文字和图片水印的视频
ffmpeg -i input.mp4 -i logo.png -filter_complex "[0:v]drawtext=text='示例文字':fontcolor=white:fontsize=24:x=10:y=10[text];[text][1:v]overlay=W-w-10:H-h-10" output.mp4

六、批处理与自动化

6.1 Windows批处理脚本

这个脚本是一个Windows批处理文件（.bat），用于自动将当前文件夹中所有MP4视频文件转换为WebM格式。

@echo off
:: 批量转换MP4为WebM
for %%i in (*.mp4) do (
    echo Converting %%i to WebM...
    ffmpeg -i "%%i" -c:v libvpx-vp9 -crf 30 -b:v 0 -c:a libopus "%%~ni.webm"
)
echo Done!

6.2 Linux/macOS Shell脚本

批量压缩当前目录下的所有MP4视频文件

#!/bin/bash
# 批量压缩视频

# 确保输出目录存在
mkdir -p compressed

# 遍历当前目录中所有MP4文件
for file in *.mp4; do
    echo "Compressing $file..."
    ffmpeg -i "$file" -c:v libx264 -crf 23 -preset medium -c:a aac -b:a 128k "compressed/${file%.*}_compressed.mp4"
done

echo "Compression completed!"

6.3 使用FFmpeg与Python结合

用于将视频压缩至精确指定的文件大小（MB）

import os
import subprocess

def convert_video(input_file, output_file, target_size_mb):
    """ 将视频压缩到指定大小（MB） """
    # 获取视频时长（秒）
    duration_cmd = [
        'ffprobe', '-v', 'error', '-show_entries', 'format=duration',
        '-of', 'default=noprint_wrappers=1:nokey=1', input_file
    ]
    duration = float(subprocess.check_output(duration_cmd).decode('utf-8').strip())
    
    # 计算目标比特率（bit/s）
    target_size_bits = target_size_mb * 8 * 1024 * 1024
    bitrate = int(target_size_bits / duration)
    
    # 运行FFmpeg命令
    cmd = [
        'ffmpeg', '-i', input_file, '-c:v', 'libx264', 
        '-b:v', f'{ bitrate}', '-pass', '1', '-f', 'mp4', '/dev/null'
    ]
    subprocess.call(cmd)
    
    cmd = [
        'ffmpeg', '-i', input_file, '-c:v', 'libx264',
        '-b:v', f'{ bitrate}', '-pass', '2', '-c:a', 'aac', '-b:a', '128k',
        output_file
    ]
    subprocess.call(cmd)

# 使用示例
convert_video('input.mp4', 'output.mp4', 50)  # 压缩到50MB

总结

FFmpeg是一个强大的开源多媒体框架，可以执行几乎所有音视频文件的转换、抓取、剪辑和剪裁等处理操作。本文从安装配置到高级应用全面理论体系中，深入细致的介绍了基础命令、使用技巧、滤镜系统以及自动化脚本等各个核心模块，为广大读者打造了一个全面系统的路径，也即从入门到精通的学习体系。这些技术，不论是个人创作还是专业开发，都能极大地提高音视频处理效率，是实际媒体处理的万金油，是多媒体应用开发和内容制作的重要武器。

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_66401877/article/details/146449965