FFmpeg常用命令講解及實戰二

文章目錄

前言
一、ffmpeg 常用命令
- 1、ffmpeg 的封裝轉換
- 2、ffmpeg 的編轉碼
- 3、ffmpeg 的基本編轉碼原理
二、ffprobe 常用參數
- 1、show_format
- 2、show_frames
- 3、show_streams
- 4、print_format
- 5、select_streams
三、ffplay 的常用命令
- 1、ffplay 常用參數
- 2、ffplay 高級參數
- 3、ffplay 的數據可視化分析應用

前言

FFmpeg 有三個作用不同的工具軟件 ffmpeg.exe，ffplay.exe，ffprobe.exe，本文主要講講這些工具軟件的使用方法。

一、ffmpeg 常用命令

ffmpeg 在做音視頻編解碼時非常方便，所以很多場景下轉碼使用的是 ffmpeg，通過 ffmpeg -help 命令操作可以看到 ffmpeg 常見的命令大概分為六部分：

ffmpeg 信息查詢部分
公共操作參數部分
文件主要操作參數部分
視頻操作參數部分
音頻操作參數部分
字幕操作參數部分

D:\Work\test>ffmpeg -help
ffmpeg version 6.0-essentials_build-www.gyan.dev Copyright (c) 2000-2023 the FFmpeg developersbuilt 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-librubberbandlibavutil      58.  2.100 / 58.  2.100libavcodec     60.  3.100 / 60.  3.100libavformat    60.  3.100 / 60.  3.100libavdevice    60.  1.100 / 60.  1.100libavfilter     9.  3.100 /  9.  3.100libswscale      7.  1.100 /  7.  1.100libswresample   4. 10.100 /  4. 10.100libpostproc    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/protocolSee 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 methodsGlobal 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        dispositionVideo 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 dataAudio 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 filtersSubtitle 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 信息查詢部分主要參數：
其中通過 ffmpeg --help 查看到的 help 信息是基礎的信息，如果想獲得高級參數部分，可以通過使用 ffmpeg --help long 參數來查看，如果希望獲得全部的幫助信息，可以同過使用 ffmpeg --help full 參數來獲得。

通過 -L 參數，可以看到 ffmpeg 目前所支持的 license 協議，通過 -version 查看 ffmpeg 的版本，這里所查看的版本，是詳細的版本，包含 libavformat、libavcodec、libavutil、libavfilter、libswscale、libswresample 的版本。

有時候使用 ffmpeg 轉碼，發現無法解析視頻文件，或者無法生成視頻文件，報一些不支持生成對應的視頻文件的錯誤，這個時候就需要查看當前使用的 ffmpeg 是否支對應的視頻文件格式，需要使用 ffmpeg -formats 來查看。
封裝格式/解封裝格式如下圖：
在這里插入圖片描述
注：因列表比較長，因此只截取一部分

在上面輸出的內容中，分為三部門：

第一列是多媒體文件格式的 Demuxing 支持與 Muxing 支持；
第二列是多媒體文件格式；
第三列是文件格式的詳細說明。

1、ffmpeg 的封裝轉換

Avformat
Avcodec
Avutil

FFmpeg 的封裝轉換部分，主要是通過 libavformat 這部分來完成的功能，通過 libavformat 庫進行 mux 和 demux 操作，多媒體文件的格式有很多種，但是還是有好多 demux 與 mux 的操作參數是公用的，下面來詳細介紹一下這些公用的參數：

avioflags：format 的緩沖設置，默認為 0，就是有緩沖；
direct：無緩沖狀態；
probesize：獲得文件內容的大小；
formatprobesiz：設置一個獲得文件內容的大小來解析文件的 format；
fflags: 設置讀取或者寫出的格式的形式的標簽，分為多種方式：flush_packets，ignidx，genpts，nofillin，noparse，igndts，discardcorrupt，sortdts，keepside，fastseek，latm，nobuffer，bitexact

下面針對這些 format 讀寫方式進行一一詳解：
AVPacket(壓縮的 h264/aac)，AVFrame(原始未壓縮:yuv,pcm)

flush_packets：立即將 packets 數據刷新入文件中；
genpts：輸出是產生 pts; //pts, presentation timestamp, dts:decoding timestamp
nofillin：不填寫可以精確計算缺失的值；
igndts：忽略 dts；
discardcorrupt：丟棄損壞的幀；
sortdts：嘗試以 dts 的順序為準輸出；
keepside：不合并數據；
fastseek：快速 seek，但是不夠精確；
latm：設置 RTP MP4_LATM 生效；
nobuffer：直接讀取或者寫出，不存 buffer；
bitexact：不寫入隨機或者不穩定的數據；
seek2any：支持隨意 seek，這個 seek 可以不以 keyframe 為參考；
analyzeduration：指定解析媒體所需要花銷的時間，這里設置的值越高，解析的越準確，如果在直播中為了降低延遲，這個可以設置得低一些；
codec_whitelist：設置可以解析的 codec 的白名單；
format_whitelist：設置可以解析的 format 的白名單；

2、ffmpeg 的編轉碼

FFmpeg 的編解碼部分主要是通過 libavcodec 這個庫來完成的功能，通過 libavcodec 庫進行 encode 與 decode 操作，多媒體的編碼格式種類很多，但是還是有好多基本的操作參數是共同可以設置的，下面來詳細介紹一下這些公用的參數：
通過查看 ffmpeg 的 help full 參數可以看到 AVCodecContext AVOptions，在這個選項下面的所有參數均為編解碼可以使用的參數：

b：設置音頻與視頻碼率，可以認為是音視頻加起來的碼率，默認為 200k；使用這個參數可以根據 b:v 設置視頻碼率，b:a 設置音頻碼率；
ab：設置音頻的碼率，默認是 128k；
g：設置視頻 GOP 大小，關鍵幀間隔，默認是 12 幀一個 gop；// r:幀率，比如 25 幀一個 gop
ar：設置音頻采樣率，默認為 0；
ac：設置音頻通道數，默認為 0；
bf：設置非 B 幀之間的 B 幀個數，默認為 0； // Ibbpbbpbbp, Ipppppppp
maxrate：最大碼率設置，與 bufsize 一同使用即可，默認為 0；
minrate：最小碼率設置，配合 maxrate 與 bufsize 可以設置為 CBR 模式，平時基本沒用，默認為 0；
bufsize：設置控制碼率的 buffer 的大小，默認為 0；
keyint_min：設置最小 IDR 幀間隔，默認為 25；// I 幀，IDR 幀不同；
sc_threshold：設置場景切換支持，默認為 0；
me_threshold：設置運動估計閥值，默認為 0；
mb_threshold：設置宏塊閥：threshold 值，默認為 0；
profile：設置音視頻的 profile，默認為 -99；
level：設置音視頻的 level，默認為 -99；
imecode_frame_start：設置 GOP 幀的開始時間，需要在 non-drop-frame 默認情況下使用；
channel_layout：設置音頻通道的布局格式；
threads：設置編解碼等工作的線程數；

3、ffmpeg 的基本編轉碼原理

ffmpeg 工具主要用途為編碼、解碼和轉碼，常用 ffmpeg 做的為轉碼操作，使用 ffmpeg 轉碼主要原理為：
在這里插入圖片描述

二、ffprobe 常用參數

ffprobe 常用參數比較多，可以用過 ffprobe --help 來查看詳細的信息.

ffprobe -show_packets "input_file"：查看的多媒體包信息使用 PACKET 標簽所包括起來，其中包含的信息主要如下:

codec_type：多媒體類型，例如視頻包，音頻包等；
stream_index：多媒體的 stream 索引；
pts：多媒體的顯示時間值；//presentation timestamp
pts_time：根據不同格式計算過后的多媒體的顯示時間；
dts：多媒體解碼時間值； //decoding timestamp
duration：多媒體包占用的時間值；
duration_time：根據不同格式計算過后的多媒體包占用的時間值；
size：多媒體包的大小；
pos：多媒體包所在的文件偏移位置；
flags：多媒體包標記，關鍵包與非關鍵包的標記；

1、show_format

除了 packets 與 data 外，ffprobe 還可以分析多媒體的封裝格式，通過 show_format 參數可以查看多媒體的封裝格式，封裝格式使用 FORMAT 標簽括起來顯示：

ffprobe -show_format "input_file"

在這里插入圖片描述
通過讀取 format 信息，可以看到這個視頻文件有兩個流通道，起始時間是 0.000000，長度為 105.282000，文件大小為 21045377 字節，碼率為 1599162 字節每秒。

2、show_frames

通過 ffprobe 的 show_frames 的參數可以查看視頻文件中的幀信息，輸出的幀信息使用 FRAME 標簽括起來

通過 -show_frames 參數查看到如圖的信息，能夠看到每一幀的信息，下面介紹一下重要的信息：
在這里插入圖片描述

3、show_streams

通過 -show_streams 參數可以查看到多媒體文件中的流信息，流的信息使用 STREAMS 標簽括起來：

如圖所示，可以看到流的信息：
在這里插入圖片描述

4、print_format

ffprobe 使用前面的參數可以獲得到對應的 key-value，但是閱讀起來因習慣不同，所以有的人認為方便，有的人認為不方便，這樣就需要用到 ffprobe 的 print_format 參數來進行相應的格式輸出，下面舉幾種輸出的例子：

ffprobe -show_frames "input_file" -print_format json

最后一項可選：xml,json,ini,csv,flat

5、select_streams

如果只查看音頻流或視頻流，使用 select_streams 參數即可，例如只查看視頻流的 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 作為播放器，其實 ffplay 不但可以做播放器，同樣可以作為很多圖像化音視頻數據的分析根據，通過 ffplay 可以看到視頻圖像的運動估計方向，音頻數據的波形等。

1、ffplay 常用參數

ffplay 不僅僅是播放器，同時也是測試 ffmpeg 的 codec 引擎，format 引擎，以及 filter 引擎的工具，并且也可以做可視化的媒體參數分析，可以通過 ffplay --help 進行查看：

常見參數可以手動進行嘗試：

如果希望從視頻的第 30 秒開始播放，播放 10 秒鐘的文件，則可以使用如下命令:
- ffplay -ss 30 -t 10 input.mp4
如果希望視頻播放時播放器的窗口顯示標題為自定義標題，則使用如下命令:
- ffplay -window_title "Hello World, This is a sample" output.mp4
使用 ffplay 打開網絡直播流，可以使用命令：
- ffplay -window_title "播放測試" rtmp://up.v.test.com/live/stream