FFmpeg 音视频格式详解,像美食家一样品味音视频

提示：如果你的电脑已经安装了 FFmpeg，那么可以直接在命令行中使用。如果没有安装，可以下载预编译好的 FFmpeg 工具包。例如，在 pyVideoTrans 的 Windows 预打包 FFmpeg 目录下，已经包含了 ffmpeg.exe 文件。你可以进入该文件夹，然后在地址栏输入 cmd 并回车，这样就可以执行 ffmpeg 命令了。例如，输入 ffmpeg -h 可以查看 FFmpeg 的帮助信息。

此外，为了方便使用，你可以将 FFmpeg 的安装目录添加到系统环境变量中。具体方法是：右键点击“此电脑”，选择“属性”，然后点击“高级系统设置”。在“系统属性”窗口中，点击“环境变量”按钮。在“系统变量”区域，找到名为 “Path” 的变量，选中它并点击“编辑”。在弹出的窗口中，点击“新建”，然后浏览到 FFmpeg 的安装目录并添加进去。这样，你就可以在任意位置打开 CMD 或 PowerShell 窗口，直接执行 ffmpeg 命令了，包括下面的示例。

一、视频格式：视频世界的“通用语”与“地方方言”

视频格式就像不同的语言，它们都用来传递视频信息，但编码方式和压缩方式却各有千秋。选择合适的视频格式，就像选择合适的语言进行交流一样，能够更好地表达你的想法。

MP4 (.mp4)：视频界的“普通话”，兼容性之王
- 特点： MP4 格式是目前应用最广泛、兼容性最好的视频格式，几乎所有设备和平台都支持它。就像普通话一样，在哪里都能畅通无阻。因此，MP4 格式是视频分享的首选格式。
- 编码： MP4 格式常用的视频编码是 H.264 (AVC) 和 H.265 (HEVC)。 H.264 历史悠久，兼容性极佳；而 H.265 是一种更先进的编码方式，它可以在保证相同画质的前提下，将文件体积压缩得更小。
- FFmpeg 搭配：
  - 将其他格式的视频转换为 H.264 编码的 MP4：
    bash
```
ffmpeg -i input.avi -c:v libx264 output.mp4
```
  - 将其他格式的视频转换为 H.265 编码的 MP4：
    bash
```
ffmpeg -i input.avi -c:v libx265 output.mp4
```
    - -c:v：这个参数用于指定视频编码器。 libx264 是 H.264 编码器，libx265 是 H.265 编码器。 FFmpeg 支持多种编码器，你可以根据需要选择合适的编码器。
    - -preset slow：这个参数用于控制编码速度和质量。编码速度越慢，视频质量通常也越好。 slow 是一种在保证质量的前提下，兼顾速度的选择。你还可以选择其他选项，例如 ultrafast (速度最快，但质量较差) 到 veryslow (速度最慢，但质量最好) 等。一般来说，medium 和 slow 是比较常用的选择。
    - -crf 23：这个参数用于控制视频的质量。它的取值范围通常在 18-28 之间，数值越小，视频质量越好，但文件体积也会越大。这个参数在使用 libx264 和 libx265 编码器时非常重要，可以帮助你平衡视频的质量和文件体积。
- 适用场景： 网络视频、移动设备、通用存储。几乎所有需要用到视频的场景都可以选择 MP4 格式。无论是上传到视频网站，还是在手机上观看，MP4 格式都是一个不错的选择。
AVI (.avi)：老牌“方言”，历史悠久但略显过时
- 特点： AVI 格式是一种历史悠久的视频格式，但它的压缩效率相对较低，文件体积通常比较大。就像老式相机拍出的照片，虽然经典，但清晰度可能不如现代相机。
- 编码： AVI 格式可以包含多种视频编码，例如 DivX、Xvid 等。 AVI 格式就像一个容器，它可以装载不同的编码方式。
- FFmpeg 搭配：
  - 转换成其他格式： 由于 AVI 格式压缩效率较低，因此通常需要将其转换为更现代的格式，例如 MP4。
    bash
```
ffmpeg -i input.avi -c:v libx264 output.mp4
```
  - 修复 AVI 文件： 有时 AVI 文件可能会损坏，这时可以使用 FFmpeg 尝试修复。
    bash
```
ffmpeg -i input.avi -c copy -copyts output.avi
```
    - -c copy：这个参数表示直接复制视频和音频流，不做重新编码。它的优点是速度非常快。这种方式适用于只是容器损坏，但编码本身没有问题的情况。
MKV (.mkv)：功能强大的“万能容器”，海纳百川
- 特点： MKV 格式是一种非常灵活的视频格式，它可以容纳多种视频、音频、字幕轨道。就像一个功能强大的“集装箱”，可以将各种元素打包在一起。因此，MKV 格式也被称为“万能容器”。
- 编码： MKV 格式支持多种视频编码，例如 H.264、H.265 等；同时，它也支持多种音频编码，例如 AAC、MP3 等。 MKV 格式的包容性很强，几乎可以支持所有常见的编码方式。
- FFmpeg 搭配：
  - 提取 MKV 文件中的视频或音频： 从 MKV 格式中提取出视频或音频流。
    bash
```
ffmpeg -i input.mkv -c:v copy -an video.mp4   # 提取视频
ffmpeg -i input.mkv -c:a copy -vn audio.aac   # 提取音频
```
    - -an：这个参数表示去除音频。
    - -vn：这个参数表示去除视频。
  - 将视频和音频合并到 MKV 文件中： 将视频和音频合并成一个 MKV 文件。
    bash
```
ffmpeg -i video.mp4 -i audio.aac -c copy output.mkv
```
MOV (.mov)：苹果的“官方语言”，高品质之选
- 特点： MOV 格式是苹果公司开发的视频格式，它常用在 QuickTime 播放器和 macOS 系统中。 MOV 格式通常具有较高的视频质量。就像苹果手机一样，以精致和高品质著称。
- 编码： MOV 格式常用的视频编码是 H.264。
- FFmpeg 搭配：
  - 与其他格式互相转换： 与 MP4 类似，MOV 格式可以方便地转换为其他格式。
    bash
```
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 output.mp4
```
WebM (.webm)：互联网的“通用语言”，开源免费
- 特点： WebM 格式是一种开源、免费的视频格式，它专为网络视频而设计，适合在 HTML5 网页中播放。使用 WebM 格式，无需安装任何插件即可在网页上播放视频。
- 编码： WebM 格式常用的视频编码是 VP8 和 VP9。其中，VP9 是一种压缩率更高的编码方式，因此也是 WebM 格式的推荐编码。
- FFmpeg 搭配：
  - 将其他格式的视频转换为 VP9 编码的 WebM 格式：
    bash
```
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libvpx-vp9 -crf 30 -b:v 0 output.webm
```
    - -b:v 0：这个参数表示使用基于质量的可变比特率 (VBR) 编码。这种编码方式可以根据视频内容的复杂程度，自动调整比特率，从而在保证视频质量的前提下，尽量减小文件体积。 -crf 参数也适用于这种编码方式。

二、音频格式：让耳朵享受“天籁之音”，选择最适合的声音

音频格式决定了声音的质量、文件大小和兼容性。就像选择不同的音响设备一样，不同的音频格式能够带给你不同的听觉体验。

MP3 (.mp3)：音频界的“普通话”，随处可听
- 特点： MP3 格式是一种压缩率高、体积小、兼容性好的音频格式，几乎所有设备都支持它。就像音频界的“普通话”，无论在什么设备上都能播放。然而，MP3 格式会损失一些音质。
- FFmpeg 搭配：
  - 将其他格式的音频转换为 MP3 格式：
    bash
```
ffmpeg -i input.wav -c:a libmp3lame -q:a 4 output.mp3
```
    - -c:a：这个参数用于指定音频编码器。 libmp3lame 是一种常用的 MP3 编码器。
    - -q:a：这个参数用于指定音频质量，它的取值范围是 0-9。数值越小，音频质量越高，但文件体积也会越大。这个参数控制 MP3 的压缩程度。
AAC (.aac)：MP3 的升级版，音质更好，体积更小
- 特点： AAC 格式是一种比 MP3 音质更好、压缩率更高的音频格式。它是 MP4 视频的常用音频编码方式。就像高清照片一样，细节更丰富，色彩更鲜艳。
- FFmpeg 搭配：
  - 将其他格式的音频转换为 AAC 格式：
    bash
```
ffmpeg -i input.wav -c:a aac -b:a 128k output.aac
```
    - -b:a：这个参数用于指定音频比特率 (bitrate)。 128kbps 是一个常见的选择。比特率越高，音质越好，但文件体积也会越大。
WAV (.wav)：保留“原汁原味”，音质至上
- 特点： WAV 格式是一种无损格式，它保留了所有音频信息，因此音质是最好的。就像未经任何处理的原始照片一样，保留了所有细节，但文件体积也会最大。
- FFmpeg 搭配：
  - 与其他格式互相转换： WAV 格式通常作为高质量的原始音频，用于转换为其他格式。
    bash
```
ffmpeg -i input.mp3 output.wav
```
FLAC (.flac)：无损压缩的“高手”，体积与质量兼顾
- 特点： FLAC 格式是一种无损压缩格式，它既能保证音质，又能减少文件体积。因此，FLAC 格式是音乐发烧友的首选。就像经过无损压缩的照片一样，既保留了所有细节，又减小了文件体积。
- FFmpeg 搭配：
  - 将其他格式的音频转换为 FLAC 格式：
    bash
```
ffmpeg -i input.wav -c:a flac output.flac
```
OGG (.ogg)：开源的“新秀”，网络流媒体的理想选择
- 特点： OGG 格式是一种开源、免费的音频格式，它音质好，适合网络流媒体。使用 OGG 格式，无需任何授权即可使用。就像开源软件一样，免费且功能强大。常用的 OGG 编码是 Vorbis。
- FFmpeg 搭配：
  - 将其他格式的音频转换为 OGG 格式，并使用 Vorbis 编码：
    bash
```
ffmpeg -i input.wav -c:a libvorbis -q:a 5 output.ogg
```

三、FFmpeg 常用参数：化繁为简，掌握音视频处理的核心

FFmpeg 的强大之处在于它的灵活性，可以通过各种参数来控制音视频处理过程。掌握这些参数，你就能像一位技艺精湛的厨师，烹饪出各种美味的音视频佳肴。

-i input.xxx：指定输入文件。 input.xxx 是你要处理的音视频文件的路径。
output.xxx：指定输出文件。 output.xxx 是 FFmpeg 处理后生成的文件路径。
-c:v：指定视频编码器。例如 libx264、libx265、libvpx-vp9 等。选择合适的编码器，可以控制视频的压缩效率和兼容性。
-c:a：指定音频编码器。例如 libmp3lame、aac、libvorbis 等。选择合适的音频编码器，可以控制音频的质量和文件大小。
-b:v：指定视频比特率。例如 2000k (2000kbps)、5M (5Mbps) 等。比特率越高，视频质量越好，文件体积也越大。
-b:a：指定音频比特率。例如 128k (128kbps)、192k (192kbps) 等。比特率越高，音频质量越好，文件体积也越大。
-r：指定帧率 (frames per second)。控制视频的流畅度。一般来说，电影的帧率为 24fps，电视节目的帧率为 30fps。
-s：指定分辨率。例如 1280x720 (720p)、640x480 (480p) 等。分辨率越高，视频画面越清晰。
-ss：指定开始时间。例如 00:00:10 表示从第 10 秒开始处理。可以用于截取视频片段。
-t：指定持续时间。例如 00:00:05 表示持续 5 秒。可以用于截取视频片段。
-vn：禁用视频。只处理音频，不处理视频。
-an：禁用音频。只处理视频，不处理音频。
-filter:v：添加视频滤镜。例如 scale=640:480 改变分辨率。 FFmpeg 提供了丰富的滤镜，可以对视频进行各种处理。
-filter:a：添加音频滤镜。可以对音频进行各种处理，例如调整音量、降噪等。
-threads：指定线程数，提升编码速度。多线程可以充分利用 CPU 的性能，加快编码速度。

四、`-c copy`：复制流的魔法，体验“瞬间转移”的速度

-c copy： 这个参数表示直接复制原始的视频或音频流，不做任何重新编码。就像复制文件一样，速度非常快，而且不会损失任何质量。但需要注意的是，使用 -c copy 必须满足特定的条件。

什么情况下可以使用 -c copy？就像玩拼图游戏，只有拼图的形状和大小都匹配，才能顺利完成。

-c copy 的核心在于 “复制”，因此只有在输入和输出格式兼容，并且你 不需要改变编码方式 时才能使用。具体来说：

容器格式的改变，但内部编码不变： 就像换一个包装盒，但里面的东西还是一样。
- 例如：从 input.mp4 提取视频流到 output.mkv，如果 input.mp4 中的视频编码已经是 H.264，而你只是想把 H.264 的视频放到 MKV 容器里，就可以使用 -c copy。
- 再比如：把 MP4 文件转换为 TS 文件，这只是改变了封装格式。
  bash
```
ffmpeg -i input.mp4 -c copy output.ts
```
提取视频或音频流： 就像从一个大蛋糕里切下一块，只是取出一部分，不需要改变它的形状。
- 从一个视频文件中提取音频，且音频编码不需要改变 (例如都是 AAC)。
- 例如：从 input.mkv 中提取 H.264 编码的视频到 output.mp4，且 output.mp4 的容器格式也能很好地支持 H.264 编码。
  bash
```
ffmpeg -i input.mkv -c:v copy -an output.mp4   # 提取视频
ffmpeg -i input.mkv -c:a copy -vn output.aac   # 提取音频
```
修复文件： 就像修复破损的包装盒，里面的东西没有损坏，只需要重新包装一下。 (有些情况下，文件损坏只是容器层面的问题)
bash
```
ffmpeg -i input.avi -c copy -copyts output.avi
```
-copyts 参数可以复制时间戳，有助于修复一些时间轴错乱的问题。时间戳就像视频的 “日记”，记录了每一帧的播放时间。

哪些情况下不能使用 -c copy？就像试图把正方形的积木塞进圆形的孔里，无论如何都塞不进去。

需要改变编码方式： 就像需要把一种语言翻译成另一种语言，必须进行转换。
- 例如：把 H.264 编码的视频转换为 H.265 编码。
- 把 MP3 音频转换为 AAC 音频。
改变分辨率、帧率等参数： 就像需要把一张照片放大或缩小，必须进行重新处理。
- 只要涉及到视频或音频内容的修改，就不能使用 -c copy，而是需要指定相应的编码器和参数。
输入和输出格式不兼容： 就像需要把不同类型的插头插在一起，必须使用转换器。
- 虽然这种情况比较少见，但有些格式可能无法直接互相复制流数据。

-c copy 的常见使用组合：

视频：
- MP4 <-> MOV (如果都是 H.264 编码) 就像使用同一种语言，可以自由交流。
- MKV <-> MP4/MOV/AVI (提取或封装，编码不变) 就像把不同的东西装进或取出同一个集装箱。
- TS (MPEG Transport Stream) <-> MP4/MKV (编码不变，常用于直播流处理) TS 格式常用于直播，可以方便地转换为其他格式。
音频：
- AAC <-> MP4/MOV/MKV (提取或封装)
- MP3 <-> MP4/MOV/MKV (提取或封装)
- WAV -> WAV (修复)

举例说明：

正确使用 -c copy：

bash

# 提取 MKV 中的 H.264 视频到 MP4
ffmpeg -i input.mkv -c:v copy -an output.mp4

# 将 AAC 音频封装到 MP4 容器中
ffmpeg -i input.aac -vn -c:a copy output.mp4

错误使用 -c copy：

bash

# 错误！ 试图把 H.264 转换为 H.265，不能使用 copy
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx265 output.mp4 -c copy #错误，不应该添加 -c copy

五、实战演练：几个常见的 FFmpeg 任务，让你的音视频处理能力更上一层楼

视频格式转换： 将视频从一种格式转换为另一种格式，就像翻译语言，让更多人能够理解。
bash
```
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -c:a aac output.mp4
```
视频裁剪： 截取视频的精彩片段，就像剪辑电影，突出最精彩的部分。
bash
```
ffmpeg -i input.mp4 -ss 00:00:10 -t 00:00:05 -c copy output.mp4
```
提取音频： 从视频中提取音频，就像从歌曲中提取伴奏，方便你进行二次创作。
bash
```
ffmpeg -i input.mp4 -vn -c:a copy output.aac
```
合并视频和音频： 将视频和音频合并成一个文件，就像把菜和饭混合在一起，方便食用。
bash
```
ffmpeg -i video.mp4 -i audio.aac -c copy output.mkv
```
调整视频分辨率： 改变视频画面的大小，就像调整照片的尺寸，适应不同的设备和平台。
bash
```
ffmpeg -i input.mp4 -vf scale=640:480 output.mp4
```
- -vf 等同于 -filter:v

FFmpeg 音视频格式详解,像美食家一样品味音视频 ​

一、视频格式：视频世界的“通用语”与“地方方言” ​

二、音频格式：让耳朵享受“天籁之音”，选择最适合的声音 ​

三、FFmpeg 常用参数：化繁为简，掌握音视频处理的核心 ​