Hướng dẫn về ffmpeg - điểm dừng duy nhất của bạn đối với đa phương tiện

Trong những năm qua, có nhiều dịp tôi cần thực hiện một số hình thức chỉnh sửa đa phương tiện. Âm thanh, video, bạn đặt tên cho nó. Cho dù đó là tạo các clip không vui nhộn cho kênh Youtube của tôi, trích xuất hoặc chuyển đổi nhạc, nhúng phụ đề, hết lần này đến lần khác, tôi sẽ thấy mình sử dụng ffmpeg trên dòng lệnh và luôn tận hưởng quá trình này trong khi vô cùng ngạc nhiên trước khả năng của chương trình khiêm tốn này .

Và vì vậy tôi nghĩ, có lẽ tôi nên viết một hướng dẫn toàn diện hơn về ffmpeg, một hướng dẫn liệt kê nhiều tác vụ và chức năng, sau đó cũng đưa chúng vào các ví dụ và trường hợp sử dụng thực tế. Mặc dù lần đầu tiên tôi tức giận đề cập đến ffmpeg trong hướng dẫn chỉnh sửa Flash của mình vào năm 2008, nhưng đã đến lúc viết một bài viết mới, cập nhật. Nó sẽ là dòng lệnh, nó sẽ rất kỳ lạ, nhưng nó cũng sẽ rất vui. Đi theo tôi.

Thông tin cơ bản

Ffmpeg có sẵn trong hầu hết và mọi bản phân phối Linux, đồng thời cũng có các bản dựng cho Windows và Mac. Nếu bạn muốn biết những gì nó có thể làm, bạn có thể kiểm tra khả năng của nó bằng cách chạy ffmpeg không có đối số hoặc với cờ -hide_banner tùy chọn. Bạn cũng có thể sử dụng tùy chọn trợ giúp cho chương trình chính cũng như bất kỳ lệnh phụ nào của nó. Mảng tính năng rực rỡ có thể đáng sợ, vì vậy chúng tôi sẽ tiến hành chậm nhưng chắc chắn. Sau đó, đừng quên tài liệu thực tế, tài liệu này khá gọn gàng.

Chuyển đổi và chuyển mã

Một trong những nhiệm vụ phổ biến nhất là chuyển đổi tệp từ định dạng này sang định dạng khác. Hãy nhớ ví dụ của tôi về cách trích xuất tệp âm thanh từ clip FLV? Điều tương tự. Nhưng bạn có thể muốn chuyển đổi một video được ghi trên máy ảnh sang một thứ gì đó như MP4 hoặc có thể chuyển đổi các tệp OGG của bạn sang MP3 hoặc tương tự. Có vô số kịch bản và vô số chế độ và định dạng được hỗ trợ trong ffmpeg. Thông thường, những gì bạn sẽ làm là:

• Chỉ định tệp đầu vào.
• Chỉ định codec video và âm thanh mong muốn.
• Chỉ định tệp đầu ra.

Nếu bạn không muốn thao tác với luồng video, bạn có thể sử dụng codec sao chép. Điều này cũng đúng với âm thanh. Bạn có thể sử dụng tùy chọn này nếu muốn thay đổi vùng chứa, chẳng hạn như chuyển từ MOV sang MP4 mà không thay đổi mã hóa thực tế.

ffmpeg -i MVI_1348.MOV -c:v copy -c:a copy new.mp4

Lưu ý:không phải tất cả các định dạng đều hỗ trợ tất cả các codec và tùy chọn, vì vậy điều này không nhất thiết phải hoạt động trong mọi trường hợp. Như:

[mp4 @ 0x55a21519fb20] Không thể tìm thấy thẻ cho codec vp8 trong luồng #0, codec hiện không được hỗ trợ trong vùng chứa
Không thể ghi tiêu đề cho tệp đầu ra #0 (tham số codec không chính xác?):Đối số không hợp lệ
Luồng ánh xạ:
Luồng #0:0 -> #0:0 (bản sao)
Luồng #0:1 -> #0:1 (bản sao)
Tin nhắn cuối cùng được lặp lại 1 lần

Nếu bạn chỉ muốn trích xuất một luồng nhất định - âm thanh, video, phụ đề hoặc dữ liệu - bạn có thể chặn xử lý các luồng khác (để tiết kiệm thời gian và chu kỳ CPU cần thiết cho hoạt động). Ví dụ:nếu bạn chỉ muốn âm thanh từ tệp phương tiện âm thanh-video kết hợp, thì bạn có thể sử dụng tùy chọn -vn (không có video).

ffmpeg -i MVI_1348.MOV -vn -ar 44100 -ab 192k sound-only.mp3

Tiện ích tuyệt vời này mang đến cho bạn rất nhiều sự linh hoạt trong cách bạn thực hiện mọi việc. Ví dụ:codec:v, vcodec và c:v giống hệt nhau và bạn có thể sử dụng bất kỳ mã nào bạn muốn. Nếu bạn chỉ muốn một đầu ra âm thanh, như trên, ffmpeg sẽ đoán và cho rằng bạn cũng có nghĩa là -vn. Bạn cũng có thể sử dụng cờ -f để buộc định dạng đầu ra, nhưng một lần nữa, công cụ sẽ cố đoán kết quả cuối cùng từ lệnh của bạn. Chẳng hạn, bạn có thể sử dụng -f mp3 hoặc acodec mp3.

Các codec khác nhau sẽ có các tùy chọn khác nhau. Chẳng hạn, đối với tệp âm thanh, bạn có thể chỉ định tốc độ lấy mẫu âm thanh và tốc độ bit âm thanh, số lượng kênh, v.v. Nếu bạn bỏ qua một số tùy chọn, lệnh có thể không thành công hoặc giá trị mặc định sẽ được sử dụng.

Quy mô và chất lượng

Một nhiệm vụ phổ biến khác là thay đổi kích thước của video (độ phân giải) và chất lượng của luồng. Ffmpeg cho phép bạn làm điều này theo nhiều cách khác nhau. Bạn có thể ép buộc tỷ lệ (và phá vỡ tỷ lệ khung hình mặc định) hoặc giữ nguyên tỷ lệ đó bằng cách chỉ định giá trị dọc hoặc ngang cộng với một vòng loại ma thuật. Bạn có thể cắt viền video và bạn có thể mã hóa lại các luồng. Các ví dụ được đảm bảo ở giai đoạn này.

ffmpeg -i input.avi -c:v mpeg4 -vtag xvid -qscale:v 3 -c:a libmp3lame -qscale:a 4 output.avi

Chúng ta có gì ở đây? Chúng tôi đang chuyển mã tệp đầu vào AVI bằng cách sử dụng luồng video MPEG4 với chất lượng được đặt thành 3 (qscale). Đối với một số codec, chất lượng nằm trong khoảng từ 1-31, với 1 là cao nhất. Tôi đã thử nghiệm trên một số tệp đầu vào chung và chất lượng cao nhất thường dẫn đến kích thước gấp đôi, trong khi 3 hoặc 4 giảm khoảng 20-30%. Vtag xvid là một tùy chọn dành riêng cho MPEG-4. Tương tự, chúng tôi đang sử dụng LAME cho âm thanh.

ffmpeg -i MVI_1348.MOV -vfilters scale=1280:-1 -c:a copy scaled.mp4

This example shows video scaling (you can use -vf or -vfilters), with the aspect ratio being preserved through the -1 qualifier. We don't change the quality of the stream. The audio stream is simply being copied into the output container. If your original video has a higher resolution than the stated one, then you will be downscaling, and if it's lower, then you will be upscaling.

Image extraction, combination, GIFs

Ffmpeg can also manipulate pictures, even though it's a media utility. But hey, pictures are media, and essentially, videos are moving pictures, right! Some of the tasks you'd want - extract frames from a video in order to create thumbnails (high-quality ones, too) rather than manually pausing video or creating hectic screenshots. You can also do the opposite - combine stills into a stopmotion video - or a full one. You can also convert videos to animated GIFs, which can be handy for dank memeism around the Web. Once again, we shall demonstrate with some ... dank examples.

ffmpeg -i input.mp4 -r 1 -f image2 thumb-%3d.png

We specify an input file, we specify the rate (in this case we want 1 image per 1 second of video), we specify the format (image2), and we specify the output format. In this case, we're doing something clever. If you've ever seen C language code, this will look familiar. We want the numbering sequence for the thumbnails to have three digits. You can choose any amount of digits, but ideally, you want more than the expected number of extracted images.

Then, combining images into a video is very similar:

ffmpeg -f image2 -i thumb-%3d.png stopmotion.mp4

You can also specify the rate (you want your video to be something like 24 or 30 FPS), but we will touch on this a bit more later in the guide, when we talk about making video playback slower and/or faster. And since we're talking about images, you can resize them too:

ffmpeg -i thumb-004.png -vf scale=400:-1 test.png

Animated GIFs are really interesting. Also rather simple to create. Just specify an input file and set the output to have a gif extension. Ffmpeg will auto-guess the rest and create nice, high-quality animated GIF for you.

ffmpeg -i MVI_6654.MOV test.gif

Finally, the opposite of GIFs, you may also want to have a video composed of a single image - a constant preview but then have something like music or a podcast playing in the background. Ffmpeg allows you to do this with a clever trick.

ffmpeg -loop 1 -i thumb-001.png -i sound-only.mp3 -c:v libx264 -shortest video-static-image.mp4

We provide two inputs, with the first being an image set to loop. We're also re-encoding the video. But since the image is set to loop indefinitely, we also need the shortest option, so the operation ends when the shortest clip ends, which would be the video in this case.

Splitting and joining videos

This is another useful scenario. If you have a very big clip, but you only need a few minutes or seconds, ffmpeg can cut out the necessary pieces. Likewise, you can combine multiple files into one stream - both video and audio. Ffmpeg lets you choose the desired start and end timestamps, so you have a lot of leeway in how you do handle the task.

-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)

So, you may want to try something like:

ffmpeg -i MVI_1348.MOV -ss 4 -t 4 spliced.mp4

This command will extract 4 seconds from the input clip starting at time offset of 4 seconds into the clip. You can use short notation (4 indicates seconds) or use the full one hh:mm:ss.mmm. This gives you accuracy down to one millisecond, which ought to be more than enough for all practical usecases.

ffmpeg -f concat -i list.txt -codec copy joined.mp4

The contents of the list.txt file will be:

file 'part-1.mp4'
file 'part-2.mp4'
file 'part-3.mp4'

Please note the usage of the word file and single quotation marks. You can use both absolute and relative paths. If you make a mistake in the file format, you will see an error:

[concat @ 0x555ca89c38c0] Line 1:unknown keyword 'part-1.mp4'
list.txt:Invalid data found when processing input

If you try to provide the list of files on the command line (rather than the text file):

part-1.mp4:Invalid data found when processing input

Embed and extract subtitles

Remember my VLC &subtitles article? Well, if you're not intimidated by the command line, you can do the same thing with ffmpeg. As a trivial example, say you have separate audio and subtitle files. Without any additional processing, you can just use the video filtering option for this:

ffmpeg -i input.avi -vf subtitles=subtitle.srt output.avi

A more complicated use case, the command below will take separate MP4 and subtitle files, and combine them into an output file with video transcoding. The -map options (showing twice, not an error) define the order the streams will be mapped into the output. But then there's a clever and somewhat confusing listing of codecs. Because we have multiple streams, we only want to manipulate the video part - but not audio or subtitles.

To that end, -c copy specifies all codecs should be copied, but using -c:v provides an override to this option, and the video stream will be transcoded. Since we're using the libx264 codec, we're also using Constant Rate Factor (CRF) option for variable bitrate, set to 23 (ranges from lossless 0 to lowest-quality 51) and the veryfast preset, which creates a relatively small output.

ffmpeg -i input.mp4 -i subtitle.srt -map 0 -map 1 -c copy -c:v libx264 -crf 23 -preset veryfast output.mp4

Extracting subtitles takes the following form:

ffmpeg -txt_format text -i input.file out.srt

Speed up and slow videos

This is another interesting usecase. Like any human being, you may want to take any video, speed it up 2x and then add Benny Hill music, and there should be much rejoicing. You could also slow down action, and then, to spice things up, also add smoothing so the slowed sequence does not feel stilted.

For example, we may have our stop motion video - with only say 15-20 thumbnails, it takes only a second to play. So you may want to stretch it to say 5 seconds, but that means each frame will show for five times as long. Instead you could potentially "insert" extra frames to make it look like a smooth slo-mo. We did this with an interior design gallery back in the day. We use AviSynth and VirtualDub for this task.

The video speed filter works by changing the presentation timestamp (PTS) of each video frame. Simply put, fractional values speed up the video, multipliers higher than 1 slow it down. When you speed it up, ffmpeg will drop frames, but you can specify a higher framerate. To preserve the original, you can multiply the FPS in your input by the 1/PTS you're using. So if you double the speed of your 24FPS clip, you should use 48FPS rate.

ffmpeg -i input.mp4 -filter:v "setpts=0.5*PTS" output.mp4

ffmpeg -i input.mp4 -r 96 -filter:v "setpts=0.25*PTS" output.mp4

ffmpeg -i input.mp4 -filter:v "setpts=2*PTS" output.mp4

Smoothing videos is more complicated. I did have to consult the documentation. Essentially, for a video that's slowed down 5 times (and 5 times longer than the original), I'm using video interpolation to create the smoothing effect. Here, too, you need to add FPS, so that ffmpeg has sufficient data to guess the frames in between. In my example, 5x slowed down, you need 5x24 FPS (original speed), ergo 120 FPS.

ffmpeg -i input.mp4 -filter:v "minterpolate='mi_mode=mci:mc_mode=aobmc:vsbmc=1:fps=120'" output.mp4

This is a CPU-intensive task, and it can take a while to finish. I used ffplay to preview videos, and I found the results reasonable, but you can't really magic something from nothing, so while this works, it works well when there's a small amount of data missing (not one frame per second every two seconds or such).

For audio, you can use atempo. This option has a range of 0.5-2.0, which means half or double the speed at most, however, it is possible to chain multiple atempo filters to get additional speed changes. Something like the example below:

ffmpeg -i input.mp4 -filter:a "atempo=2.0,atempo=2.0" -vn output.mp4

And that brings us to the end of this tutorial.

Kết luận

I hope you found this fruitful, enjoyable and relevant. Ffmpeg is the workhorse - no, it's a whole cavalry - of audio and video tweaking in Linux, and it has so many practical tools, options and configurations that getting started can be confusing and maybe even intimidating. Those emotions should have evaporated by now as you've read through this tutorial.

Anyway, we talked about conversion and transcoding, scaling and quality, image extraction, combination and GIF creation, splitting and joining of videos, subtitle extraction and embedding, video speedup and slowdown, and then some. That should keep you happy and busy for a while. If you have any ffmpeg-related requests or questions, fire away, the email is only a click away. Or something. Finally, if this tutorial was truly useful, do give some love back, because why not.

Chúc mừng.