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FFmpeg 音视频格式全解析：像品尝美食一样了解音视频 ​

在pyVIdeotrans的windows预打包ffmpeg目录下已包含 ffmpeg.exe 文件，进入该文件夹，在地址栏输入cmd回车，可执行调用ffmpeg命令,例如 ffmpeg -h

如果你当将目录添加到系统环境变量，桌面计算机右键-属性-高级系统设置-高级-环境变量-系统变量-Path-编辑-新建-浏览，找到该文件夹并加入，即可在任意位置打开cmd执行ffmpeg命令，包括下方示例

一、视频格式：视频界的“语言”，各有千秋 ​

视频格式就像不同的语言，虽然都传递视频信息，但编码方式和压缩方式却千差万别。选择合适的视频格式，就像选择合适的语言交流，才能更好地表达你的想法。

  1. MP4 (.mp4): 视频界的“普通话”，兼容性之王

    • 特点： 应用最广泛、兼容性最好，几乎所有设备和平台都支持，是视频分享的首选格式。

    • 编码： 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；H.265 压缩率更高，画质更好。

    • FFmpeg 搭配：

      • 编码成 MP4 (H.264)： 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

      • 编码成 MP4 (H.265)： 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：指定视频编码器。 libx264 是 H.264 编码器，libx265 是 H.265 编码器。
        • -preset slow：控制编码速度和质量。 slow 在保证质量的前提下平衡速度。 你还可以选择 ultrafast (速度最快，质量差) 到 veryslow (速度最慢，质量最好) 等选项。 一般来说，medium 和 slow 是比较常用的选择。
        • -crf 23：控制视频的质量。 值越小质量越好，但文件体积越大。 通常在 18-28 之间调整。 这个参数在使用 libx264 和 libx265 编码时非常重要，可以帮助你平衡质量和体积。

    • 适合场景： 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。

  2. AVI (.avi): 老牌“方言”，历史悠久

    • 特点： 历史悠久，但压缩效率较低，文件体积较大。 就像老式相机拍出的照片，虽然经典，但不够清晰。

    • 编码： 可以包含多种视频编码，如 DivX、Xvid 等。 AVI 格式就像一个容器，可以装载不同的编码。

    • FFmpeg 搭配：

      • 转换成其他格式： 由于 AVI 格式压缩效率较低，通常需要转换为更现代的格式。

        bash
        ffmpeg -i input.avi -c:v libx264 output.mp4

      • 修复 AVI 文件： 有时 AVI 文件会损坏，可以用 FFmpeg 尝试修复。

        bash
        ffmpeg -i input.avi -c copy -copyts output.avi
        • -c copy：表示直接复制视频和音频流，不做重新编码，速度很快。 适用于只是容器损坏，但编码没有问题的情况。

  3. MKV (.mkv): “万能容器”，海纳百川

    • 特点： 可以容纳多种视频、音频、字幕轨道，就像一个“集装箱”，可以将各种元素打包在一起。

    • 编码： 视频编码可以是 H.264、H.265 等，音频编码也可以是 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。

    • FFmpeg 搭配：

      • 提取 MKV 中的视频/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：表示去除音频。
        • -vn：表示去除视频。

      • 合并视频和音频到 MKV： 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

  4. MOV (.mov): 苹果的“方言”，高品质之选

    • 特点： 苹果公司开发的格式，常用在 QuickTime 播放器和 macOS 系统中，通常具有较高的视频质量。

    • 编码： 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，可以方便地转换为其他格式。

        bash
        ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 output.mp4

  5. WebM (.webm): 互联网的“方言”，开源免费

    • 特点： 开源、免费，专为网络视频设计，适合 HTML5 网页播放，无需安装插件即可播放。

    • 编码： 常用的视频编码是 VP8、VP9。 VP9 压缩率更高，是 WebM 的推荐编码。

    • FFmpeg 搭配：

      • 编码成 WebM (VP9)： 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：使用基于质量的 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：让你的耳朵享受“不同风味”，选择最动听的声音 ​

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，不同的音频格式能带给你不同的听觉体验。

  1. MP3 (.mp3): 音频界的“普通话”，随处可听

    • 特点： 压缩率高，体积小，兼容性好，几乎所有设备都支持。 但会损失一些音质，就像经过压缩的照片，细节会丢失。

    • FFmpeg 搭配：

      • 编码成 MP3： 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：指定音频编码器。 libmp3lame 是常用的 MP3 编码器。
        • -q:a：指定音频质量，值越小质量越高 (0-9)。 这个参数控制 MP3 的压缩程度，值越小，压缩率越低，音质越好，但文件体积也越大。

  2. AAC (.aac): MP3 的升级版，音质更好

    • 特点： 比 MP3 音质更好，压缩率更高，是 MP4 视频的常用音频编码。 就像高清照片，细节更丰富，色彩更鲜艳。

    • FFmpeg 搭配：

      • 编码成 AAC： 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：指定音频比特率 (bitrate)，128k 是一个常见的选择。 比特率越高，音质越好，文件体积也越大。

  3. WAV (.wav): “原汁原味”，音质至上

    • 特点： 无损格式，保留了所有音频信息，音质最好，但文件体积大。 就像未经任何处理的原始照片，保留了所有细节，但体积也最大。

    • 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

  4. FLAC (.flac): 无损压缩的“高手”，体积与质量兼顾

    • 特点： 无损压缩格式，既能保证音质，又能减少文件体积，是音乐发烧友的首选。 就像经过无损压缩的照片，既保留了所有细节，又减小了文件体积。

    • FFmpeg 搭配：

      • 编码成 FLAC： 将其他格式的音频转换为 FLAC 格式。

        bash
        ffmpeg -i input.wav -c:a flac output.flac

  5. OGG (.ogg): 开源的“新秀”，网络流媒体的理想选择

    • 特点： 开源、免费，音质好，适合网络流媒体，无需授权即可使用。 就像开源软件，免费且功能强大。常用的音频编码是 Vorbis。

    • FFmpeg 搭配：

      • 编码成 OGG (Vorbis)： 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，快如闪电 ​

  • -c copy： 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，而且不会损失质量。 但使用 -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”，所以只有在输入和输出格式兼容，且你不需要改变编码方式时才能使用。 具体来说：

  1. 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，就可以用 -c copy。

    • 比如：把 MP4 文件转为 ts 文件，只是改变封装格式

      bash
      ffmpeg -i input.mp4 -c copy output.ts

  2. 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

  3. 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 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。

  1. 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。

  2. 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，就不能用 -c copy，需要指定相应的编码器和参数。

  3. 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/封装，编码不变) 就像把不同的东西装进/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/封装)
    • MP3 <-> MP4/MOV/MKV (提取/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 ​

  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 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