FFmpeg常用命令讲解及实战二

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前言

FFmpeg 有三个作用不同的工具软件 ffmpeg.exe，ffplay.exe，ffprobe.exe，本文主要讲讲这些工具软件的使用方法。

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一、ffmpeg 常用命令

ffmpeg 在做音视频编解码时非常方便，所以很多场景下转码使用的是 ffmpeg，通过 ffmpeg -help 命令操作可以看到 ffmpeg 常见的命令大概分为六部分：

• ffmpeg 信息查询部分
• 公共操作参数部分
• 文件主要操作参数部分
• 视频操作参数部分
• 音频操作参数部分
• 字幕操作参数部分

D:\Work\test>ffmpeg -help
ffmpeg version 6.0-essentials_build-www.gyan.dev Copyright (c) 2000-2023 the FFmpeg developers
  built with gcc 12.2.0 (Rev10, Built by MSYS2 project)
  configuration: --enable-gpl --enable-version3 --enable-static --disable-w32threads --disable-autodetect --enable-fontconfig --enable-iconv --enable-gnutls --enable-libxml2 --enable-gmp --enable-bzlib --enable-lzma --enable-zlib --enable-libsrt --enable-libssh --enable-libzmq --enable-avisynth --enable-sdl2 --enable-libwebp --enable-libx264 --enable-libx265 --enable-libxvid --enable-libaom --enable-libopenjpeg --enable-libvpx --enable-mediafoundation --enable-libass --enable-libfreetype --enable-libfribidi --enable-libvidstab --enable-libvmaf --enable-libzimg --enable-amf --enable-cuda-llvm --enable-cuvid --enable-ffnvcodec --enable-nvdec --enable-nvenc --enable-d3d11va --enable-dxva2 --enable-libvpl --enable-libgme --enable-libopenmpt --enable-libopencore-amrwb --enable-libmp3lame --enable-libtheora --enable-libvo-amrwbenc --enable-libgsm --enable-libopencore-amrnb --enable-libopus --enable-libspeex --enable-libvorbis --enable-librubberband
  libavutil      58.  2.100 / 58.  2.100
  libavcodec     60.  3.100 / 60.  3.100
  libavformat    60.  3.100 / 60.  3.100
  libavdevice    60.  1.100 / 60.  1.100
  libavfilter     9.  3.100 /  9.  3.100
  libswscale      7.  1.100 /  7.  1.100
  libswresample   4. 10.100 /  4. 10.100
  libpostproc    57.  1.100 / 57.  1.100
Hyper fast Audio and Video encoder
usage: ffmpeg [options] [[infile options] -i infile]... {[outfile options] outfile}...

Getting help:
    -h      -- print basic options
    -h long -- print more options
    -h full -- print all options (including all format and codec specific options, very long)
    -h type=name -- print all options for the named decoder/encoder/demuxer/muxer/filter/bsf/protocol
    See man ffmpeg for detailed description of the options.

Print help / information / capabilities:
-L                  show license
-h topic            show help
-? topic            show help
-help topic         show help
--help topic        show help
-version            show version
-buildconf          show build configuration
-formats            show available formats
-muxers             show available muxers
-demuxers           show available demuxers
-devices            show available devices
-codecs             show available codecs
-decoders           show available decoders
-encoders           show available encoders
-bsfs               show available bit stream filters
-protocols          show available protocols
-filters            show available filters
-pix_fmts           show available pixel formats
-layouts            show standard channel layouts
-sample_fmts        show available audio sample formats
-dispositions       show available stream dispositions
-colors             show available color names
-sources device     list sources of the input device
-sinks device       list sinks of the output device
-hwaccels           show available HW acceleration methods

Global options (affect whole program instead of just one file):
-loglevel loglevel  set logging level
-v loglevel         set logging level
-report             generate a report
-max_alloc bytes    set maximum size of a single allocated block
-y                  overwrite output files
-n                  never overwrite output files
-ignore_unknown     Ignore unknown stream types
-filter_threads     number of non-complex filter threads
-filter_complex_threads  number of threads for -filter_complex
-stats              print progress report during encoding
-max_error_rate maximum error rate  ratio of decoding errors (0.0: no errors, 1.0: 100% errors) above which ffmpeg returns an error instead of success.

Per-file main options:
-f fmt              force format
-c codec            codec name
-codec codec        codec name
-pre preset         preset name
-map_metadata outfile[,metadata]:infile[,metadata]  set metadata information of outfile from infile
-t duration         record or transcode "duration" seconds of audio/video
-to time_stop       record or transcode stop time
-fs limit_size      set the limit file size in bytes
-ss time_off        set the start time offset
-sseof time_off     set the start time offset relative to EOF
-seek_timestamp     enable/disable seeking by timestamp with -ss
-timestamp time     set the recording timestamp ('now' to set the current time)
-metadata string=string  add metadata
-program title=string:st=number...  add program with specified streams
-target type        specify target file type ("vcd", "svcd", "dvd", "dv" or "dv50" with optional prefixes "pal-", "ntsc-" or "film-")
-apad               audio pad
-frames number      set the number of frames to output
-filter filter_graph  set stream filtergraph
-filter_script filename  read stream filtergraph description from a file
-reinit_filter      reinit filtergraph on input parameter changes
-discard            discard
-disposition        disposition

Video options:
-vframes number     set the number of video frames to output
-r rate             set frame rate (Hz value, fraction or abbreviation)
-fpsmax rate        set max frame rate (Hz value, fraction or abbreviation)
-s size             set frame size (WxH or abbreviation)
-aspect aspect      set aspect ratio (4:3, 16:9 or 1.3333, 1.7777)
-display_rotation angle  set pure counter-clockwise rotation in degrees for stream(s)
-display_hflip      set display horizontal flip for stream(s) (overrides any display rotation if it is not set)
-display_vflip      set display vertical flip for stream(s) (overrides any display rotation if it is not set)
-vn                 disable video
-vcodec codec       force video codec ('copy' to copy stream)
-timecode hh:mm:ss[:;.]ff  set initial TimeCode value.
-pass n             select the pass number (1 to 3)
-vf filter_graph    set video filters
-b bitrate          video bitrate (please use -b:v)
-dn                 disable data

Audio options:
-aframes number     set the number of audio frames to output
-aq quality         set audio quality (codec-specific)
-ar rate            set audio sampling rate (in Hz)
-ac channels        set number of audio channels
-an                 disable audio
-acodec codec       force audio codec ('copy' to copy stream)
-ab bitrate         audio bitrate (please use -b:a)
-af filter_graph    set audio filters

Subtitle options:
-s size             set frame size (WxH or abbreviation)
-sn                 disable subtitle
-scodec codec       force subtitle codec ('copy' to copy stream)
-stag fourcc/tag    force subtitle tag/fourcc
-fix_sub_duration   fix subtitles duration
-canvas_size size   set canvas size (WxH or abbreviation)
-spre preset        set the subtitle options to the indicated preset

ffmpeg 信息查询部分主要参数：
其中通过 ffmpeg --help 查看到的 help 信息是基础的信息，如果想获得高级参数部分，可以通过使用 ffmpeg --help long 参数来查看，如果希望获得全部的帮助信息，可以同过使用 ffmpeg --help full 参数来获得。

通过 -L 参数，可以看到 ffmpeg 目前所支持的 license 协议，通过 -version 查看 ffmpeg 的版本，这里所查看的版本， 是详细的版本，包含 libavformat、libavcodec、libavutil、libavfilter、libswscale、libswresample 的版本。

有时候使用 ffmpeg 转码，发现无法解析视频文件，或者无法生成视频文件，报一些不支持生成对应的视频文件的错误，这个时候就需要查看当前使用的 ffmpeg 是否支对应的视频文件格式，需要使用 ffmpeg -formats 来查看。
封装格式/解封装格式如下图：

注：因列表比较长，因此只截取一部分

在上面输出的内容中，分为三部门：

• 第一列是多媒体文件格式的 Demuxing 支持与 Muxing 支持；
• 第二列是多媒体文件格式；
• 第三列是文件格式的详细说明。

1、ffmpeg 的封装转换

• Avformat
• Avcodec
• Avutil

FFmpeg 的封装转换部分，主要是通过 libavformat 这部分来完成的功能，通过 libavformat 库进行 mux 和 demux 操作，多媒体文件的格式有很多种，但是还是有好多 demux 与 mux 的操作参数是公用的，下面来详细介绍一下这些公用的参数：

• avioflags：format 的缓冲设置，默认为 0，就是有缓冲；
• direct：无缓冲状态；
• probesize：获得文件内容的大小；
• formatprobesiz：设置一个获得文件内容的大小来解析文件的 format；
• fflags: 设置读取或者写出的格式的形式的标签，分为多种方式：flush_packets，ignidx，genpts，nofillin，noparse，igndts，discardcorrupt，sortdts，keepside，fastseek，latm，nobuffer，bitexact

下面针对这些 format 读写方式进行一一详解：
AVPacket(压缩的 h264/aac)，AVFrame(原始未压缩:yuv,pcm)

• flush_packets：立即将 packets 数据刷新入文件中；
• genpts：输出是产生 pts; //pts, presentation timestamp, dts:decoding timestamp
• nofillin：不填写可以精确计算缺失的值；
• igndts：忽略 dts；
• discardcorrupt：丢弃损坏的帧；
• sortdts：尝试以 dts 的顺序为准输出；
• keepside：不合并数据；
• fastseek：快速 seek，但是不够精确；
• latm：设置 RTP MP4_LATM 生效；
• nobuffer：直接读取或者写出，不存 buffer；
• bitexact：不写入随机或者不稳定的数据；
• seek2any：支持随意 seek，这个 seek 可以不以 keyframe 为参考；
• analyzeduration：指定解析媒体所需要花销的时间，这里设置的值越高，解析的越准确，如果在直播中为了降低延迟， 这个可以设置得低一些；
• codec_whitelist：设置可以解析的 codec 的白名单；
• format_whitelist：设置可以解析的 format 的白名单；

2、ffmpeg 的编转码

FFmpeg 的编解码部分主要是通过 libavcodec 这个库来完成的功能，通过 libavcodec 库进行 encode 与 decode 操作，多媒体的编码格式种类很多，但是还是有好多基本的操作参数是共同可以设置的，下面来详细介绍一下这些公用的参数：
通过查看 ffmpeg 的 help full 参数可以看到 AVCodecContext AVOptions，在这个选项下面的所有参数均为编解码可以使用的参数：

• b：设置音频与视频码率，可以认为是音视频加起来的码率，默认为 200k；使用这个参数可以根据 b:v 设置视频码率，b:a 设置音频码率；
• ab：设置音频的码率， 默认是 128k；
• g：设置视频 GOP 大小，关键帧间隔，默认是 12 帧一个 gop；// r:帧率，比如 25 帧一个 gop
• ar：设置音频采样率，默认为 0；
• ac：设置音频通道数，默认为 0；
• bf：设置非 B 帧之间的 B 帧个数，默认为 0； // Ibbpbbpbbp, Ipppppppp
• maxrate：最大码率设置，与 bufsize 一同使用即可， 默认为 0；
• minrate：最小码率设置，配合 maxrate 与 bufsize 可以设置为 CBR 模式，平时基本没用， 默认为 0；
• bufsize：设置控制码率的 buffer 的大小，默认为 0；
• keyint_min：设置最小 IDR 帧间隔，默认为 25；// I 帧，IDR 帧不同；
• sc_threshold：设置场景切换支持，默认为 0；
• me_threshold：设置运动估计阀值，默认为 0；
• mb_threshold：设置宏块阀：threshold 值， 默认为 0；
• profile：设置音视频的 profile，默认为 -99；
• level：设置音视频的 level，默认为 -99；
• imecode_frame_start：设置 GOP 帧的开始时间， 需要在 non-drop-frame 默认情况下使用；
• channel_layout：设置音频通道的布局格式；
• threads：设置编解码等工作的线程数；

3、ffmpeg 的基本编转码原理

ffmpeg 工具主要用途为编码、解码和转码，常用 ffmpeg 做的为转码操作，使用 ffmpeg 转码主要原理为：

二、ffprobe 常用参数

ffprobe 常用参数比较多， 可以用过 ffprobe --help 来查看详细的信息.

ffprobe -show_packets "input_file"：查看的多媒体包信息使用 PACKET 标签所包括起来， 其中包含的信息主要如下:

• codec_type：多媒体类型，例如视频包，音频包等；
• stream_index：多媒体的 stream 索引；
• pts：多媒体的显示时间值；//presentation timestamp
• pts_time：根据不同格式计算过后的多媒体的显示时间；
• dts：多媒体解码时间值； //decoding timestamp
• duration：多媒体包占用的时间值；
• duration_time：根据不同格式计算过后的多媒体包占用的时间值；
• size：多媒体包的大小；
• pos：多媒体包所在的文件偏移位置；
• flags：多媒体包标记，关键包与非关键包的标记；

1、show_format

除了 packets 与 data 外，ffprobe 还可以分析多媒体的封装格式，通过 show_format 参数可以查看多媒体的封装格式，封装格式使用 FORMAT 标签括起来显示：

ffprobe -show_format "input_file"

通过读取 format 信息，可以看到这个视频文件有两个流通道，起始时间是 0.000000，长度为 105.282000，文件大小为 21045377 字节，码率为 1599162 字节每秒。

2、show_frames

通过 ffprobe 的 show_frames 的参数可以查看视频文件中的帧信息， 输出的帧信息使用 FRAME 标签括起来

通过 -show_frames 参数查看到如图的信息， 能够看到每一帧的信息， 下面介绍一下重要的信息：

3、show_streams

通过 -show_streams 参数可以查看到多媒体文件中的流信息，流的信息使用 STREAMS 标签括起来：

如图所示，可以看到流的信息：

4、print_format

ffprobe 使用前面的参数可以获得到对应的 key-value，但是阅读起来因习惯不同，所以有的人认为方便，有的人认为不方便，这样就需要用到 ffprobe 的 print_format 参数来进行相应的格式输出，下面举几种输出的例子：

ffprobe -show_frames "input_file" -print_format json

最后一项可选：xml,json,ini,csv,flat

5、select_streams

如果只查看音频流或视频流，使用 select_streams 参数即可，例如只查看视频流的 frames 信息

ffprobe -show_frames -select_streams v -of xml "input_file"

三、ffplay 的常用命令

通常使用 ffplay 作为播放器，其实 ffplay 不但可以做播放器，同样可以作为很多图像化音视频数据的分析根据，通过 ffplay 可以看到视频图像的运动估计方向，音频数据的波形等。

1、ffplay 常用参数

ffplay 不仅仅是播放器，同时也是测试 ffmpeg 的 codec 引擎，format 引擎，以及 filter 引擎的工具，并且也可以做可视化的媒体参数分析，可以通过 ffplay --help 进行查看：

常见参数可以手动进行尝试：

• 如果希望从视频的第 30 秒开始播放，播放 10 秒钟的文件，则可以使用如下命令:
  • ffplay -ss 30 -t 10 input.mp4
• 如果希望视频播放时播放器的窗口显示标题为自定义标题，则使用如下命令:
  • ffplay -window_title "Hello World, This is a sample" output.mp4
• 使用 ffplay 打开网络直播流，可以使用命令：
  • ffplay -window_title "播放测试" rtmp://up.v.test.com/live/stream

2、ffplay 高级参数

通过使用 ffplay --help 参数看到帮助信息比较多，其中包含了高级参数介绍，下面详细介绍一下

3、ffplay 的数据可视化分析应用

使用 ffplay 除了可以播放视频流媒体文件之外，还可以作为可视化的视频流媒体分析工具，例如当播放音频文件时，不确定文件的声音是否正常，噪声数据等分析，可以直接使用 ffplay 播放音频文件，播放的时候将会把解码后的音频数据以音频波形显示出来：

ffplay -showmode 1 1.mp3

从图中可以看到，音频的播放时的波形可以通过振幅显示出来，可以用来看到音频的播放情况

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