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ffmpeg 入门

1. FFmpeg 基础概念

1.1 什么是 FFmpeg？

FFmpeg 是一个开源的多媒体处理工具包，包含了用于解码、编码、转码、复用（mux）、解复用（demux）、流媒体传输、过滤和播放几乎所有音视频格式的程序和库。

其主要组件包括：

ffmpeg 命令行工具：用于进行音视频文件转换、剪辑、合并、滤镜处理等任务。
ffprobe：用于分析多媒体文件，获取格式、码率、帧率、时长等信息。
ffplay：一个简单的基于 SDL 的播放器，用于快速预览文件内容。

1.2 GOP 与帧类型

在视频编码中，FFmpeg 常用 GOP（Group of Pictures，图像组）结构来描述帧之间的依赖关系：

I 帧（Intra-coded frame）：完全独立的帧，可作为关键帧进行随机访问。
P 帧（Predictive frame）：利用之前的 I 或 P 帧预测编码，数据量较小。
B 帧（Bidirectionally predictive frame）：利用前后帧进行双向预测，压缩率更高但解码复杂度更大。

理解 GOP 结构有助于调优编码参数以及在剪辑、流媒体等场景下合理设置关键帧间隔，从而平衡文件大小和视频质量。

1.3 命令格式概述

FFmpeg 命令行工具的基本语法大致如下：

ffmpeg [全局参数] {[输入选项] -i 输入文件}... {[输出选项] 输出文件}...

全局参数：对整个命令有效，如 -y（覆盖输出文件）、-loglevel（设置日志级别）等。
输入选项：放在 -i 前面的参数，只对紧跟其后的输入文件生效，例如 -ss 用于设置起始时间（快速定位输入流）。
输出选项：出现在输入文件之后，专门控制输出文件的编码、格式等，如 -c:v（指定视频编码器）、-b:a（音频比特率）等。

这类结构让 FFmpeg 的命令既灵活又具有明确的定位意义，输入选项和输出选项分别对应数据的不同处理阶段。

2. 常用 FFmpeg 命令示例

下面介绍一些典型的 FFmpeg 命令和用法，方便你在实际项目中快速上手：

2.1 格式转换

将 MP4 文件转换为 WebM：

ffmpeg -i input.mp4 output.webm# 或指定编码器参数进行更精细的控制
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libvpx-vp9 -c:a libopus output.webm

将 MP4 文件转换为 MKV，并指定编码器：

ffmpeg -y -i input.mp4 -c:v libx264 -preset fast -crf 23 -c:a aac -b:a 128k output.mkv

这里 -preset fast 表示编码速度设为“快”，-crf 23 控制输出视频质量。

2.2 视频剪辑

不重新编码快速剪辑视频（通过复制流）：

-ss 位于输入前实现快速定位，而 -t 表示截取的时长，-c copy 表示不重新编码，直接复制数据流。

ffmpeg -ss 00:00:10 -t 00:00:20 -i input.mp4 -c copy clip.mp4

若需要重新编码，可省略 -c copy：

ffmpeg -ss 00:00:10 -t 00:00:20 -i input.mp4 -c:v libx264 -c:a aac clip.mp4

2.3 提取或去除音频

提取视频中的音频：

ffmpeg -i input.mp4 -vn output.mp3

去除视频中的音频（静音视频）：

ffmpeg -i input.mp4 -an -c:v copy muted.mp4

2.4 拼接视频

首先创建一个文件列表 filelist.txt：

file 'part1.mp4'
file 'part2.mp4'
file 'part3.mp4'

然后执行：

ffmpeg -f concat -safe 0 -i filelist.txt -c copy output.mp4

2.5 转换视频到 GIF

生成 GIF 动画：

ffmpeg -i input.mp4 -vf "fps=10,scale=320:-1:flags=lanczos" -c:v gif output.gif

2.6 添加滤镜

缩放视频并在视频上叠加文字：

-vf：视频滤镜，用于执行缩放、裁剪、叠加文字等操作。

ffmpeg -y -i input.mp4 -vf "scale=640:360,drawtext=text='FFmpeg':fontcolor=white:fontsize=24:x=10:y=10" output.mp4

2.7 获取视频时长

FFmpeg 还提供了一个专门的工具 ffprobe，它可以更方便地获取视频的元数据信息，包括时长。

使用以下命令将直接输出视频的时长（以秒为单位），例如：

ffprobe -i input.mp4 -show_entries format=duration -v quiet -of csv="p=0"

3. 在 Java 中调用 FFmpeg

在 Java 应用中，通常有两种方式调用 FFmpeg：

3.1 通过 Runtime/ProcessBuilder 调用命令行

利用 Java 自带的 Runtime.getRuntime().exec() 或 ProcessBuilder，直接调用 FFmpeg 命令。

例如，下面的示例代码展示了如何调用 FFmpeg 剪辑视频片段：

public class FFmpegProcess {public static void main(String[] args) throws Exception {String inputFile = "input.mp4";String outputFile = "clip.mp4";// 从 10 秒开始剪辑 20 秒的视频String command = String.format("ffmpeg -ss 00:00:10 -i %s -t 00:00:20 -c copy %s", inputFile, outputFile);ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder();builder.command("bash", "-c", command); // Linux/macOS；Windows 下可直接使用 "cmd", "/c", commandProcess process = builder.start();process.waitFor();System.out.println("剪辑完成");}
}

这种方法简单直接，但对错误处理和跨平台兼容性需要开发者自行处理。

3.2 使用 Java 封装库

有不少 Java 封装库对 FFmpeg 进行了包装，使得你可以以更面向对象的方式使用 FFmpeg。

常见的有：

Jaffree：一个基于命令行调用的轻量级 Java 封装库，支持视频转码、剪辑、流处理等。Jaffree 提供了 fluent API，简化了命令构造。
JavaCV：JavaCV 是 OpenCV 与 FFmpeg 的 Java 封装库，除了视频处理，还提供了计算机视觉相关的功能。它的许可证 Apache 2.0 适合闭源应用。

例如，使用 Jaffree 调用 FFmpeg 进行视频剪辑的代码示例：

import com.github.kokorin.jaffree.ffmpeg.FFmpeg;
import com.github.kokorin.jaffree.ffmpeg.FFmpegResult;public class JaffreeExample {public static void main(String[] args) {FFmpegResult result = FFmpeg.atPath().addInput("input.mp4").setStartTime("00:00:10").setDuration("00:00:20").addOutput("clip.mp4").execute();System.out.println("剪辑完成：" + result);}
}

使用这些库可以避免手动解析命令行参数，简化开发过程，同时也便于集成到 Spring Boot 等现代 Java 框架中。

3.3 Maven 依赖版本对应

javacv 和 ffmpeg 的版本对应关系：

Bytedeco - Download

版本不对应可能会抛出异常：

Could not initialize class org.bytedeco.ffmpeg.global.avutil

4. 实践案例：构建视频剪辑服务

以一个简单的案例说明如何在 Spring Boot 中整合 FFmpeg 进行视频剪辑。思路如下：

接收前端上传的原始视频文件。
通过 FFmpeg 剪辑出指定时段的片段。
将剪辑好的片段返回给前端或保存到存储服务器。

核心代码示例：

@RestController
@RequestMapping("/video")
public class VideoController {@PostMapping("/clip")public ResponseEntity<String> createClip(@RequestParam("start") String startTime,@RequestParam("duration") String duration,@RequestParam("inputFile") MultipartFile inputFile) throws Exception {// 保存上传的文件到临时目录File tempInput = File.createTempFile("input", ".mp4");inputFile.transferTo(tempInput);File tempOutput = File.createTempFile("clip", ".mp4");// 构造 FFmpeg 命令String command = String.format("ffmpeg -ss %s -i %s -t %s -c copy %s",startTime,tempInput.getAbsolutePath(),duration,tempOutput.getAbsolutePath());ProcessBuilder builder = new ProcessBuilder("bash", "-c", command); // Linux/macOSProcess process = builder.start();process.waitFor();// 此处可将 tempOutput 返回给客户端或进一步处理return ResponseEntity.ok("剪辑完成，输出文件：" + tempOutput.getAbsolutePath());}
}

你可以将以上代码扩展为完整的 REST API 服务，处理异常、日志记录及并发任务等。

5. 小结与扩展学习

本文介绍了 FFmpeg 的基本原理和常用命令，同时讨论了如何在 Java 中通过命令行调用和封装库（如 Jaffree、JavaCV）来集成 FFmpeg。

以下几点是你在学习过程中可以进一步探讨的内容：

FFmpeg 高级参数：例如码率控制、CRF 参数、预设（preset）和复杂滤镜（如 overlay、drawtext 等）。
实时流处理：如何利用 FFmpeg 实现 RTSP 流转换和实时转码。
错误处理与日志收集：在调用 FFmpeg 时如何捕获错误输出，保证服务稳定性。

通过理论学习与实践结合，相信你能快速掌握 FFmpeg 的使用，为你的 Java 项目添加强大的多媒体处理能力。

6. FFmpeg 安装与配置

下载地址：Download FFmpeg
教程参考：FFmpeg 超级详细安装与配置教程（Windows 系统）_windows安装ffmpeg-CSDN博客

学习参考

官方文档（英文）：http://ffmpeg.org/ffmpeg.html