ffmpeg filter 滤镜命令

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介绍

FFmpeg filter滤镜是一种强大的功能,可以用于处理和操作视频和音频数据。滤镜的主要作用如下:

• 视频处理:

  • 调整视频分辨率、宽高比、帧率等属性
  • 执行视频剪辑和裁剪操作
  • 应用各种视觉特效,如模糊、锐化、色彩校正等
  • 合成多个视频源,如画中画、叠加文字等

• 音频处理:

  • 调整音量、均衡、混合多个音频轨道
  • 添加回声、噪音抑制等音频特效
  • 执行音频剪辑和拼接

• 格式转换:

  • 在不同的编解码器和容器格式之间进行转换，实现视频和音频的解复用操作。

• 分析和调试:

  • 测量视频和音频的质量指标,如 PSNR、SSIM 等
  • 获取视频和音频的元数据信息

FFmpeg 提供了大量内置的滤镜,涵盖了上述各种功能。这些滤镜可以灵活组合使用,构建出复杂的视频和音频处理流程。

filter 的分类

按照处理数据的类型，通常多媒体的filter分为：

1. 音频filter
2. 视频filter
3. 字幕filter

⽀持的filter的列表可以通过以下命令获得

 ffmpeg -filters

以下常⽤的⼀些filter。

scale：视频/图像的缩放

overlay：视频/图像的叠加

crop：视频/图像的裁剪

trim：截取视频的⽚段

rotate：以任意⻆度旋转视频

另一种按照处于编解码器的位置划分：

• Prefilters（预处理滤镜）:

  • 这类滤镜会在编码过程开始之前应用到视频数据上。
  • 它们可以用于对原始视频进行各种预处理操作,如缩放、裁剪、添加水印等。
  • 这些操作可以提高编码效率,降低码率和提高视觉质量。
  • 常见的预处理滤镜有 scale、crop、overlay 等。

• Intrafilters（编码内部滤镜）:

  • 这类滤镜是编解码器内部使用的滤镜,是编解码过程中不可或缺的一部分。
  • 它们在编码阶段应用,通常用于降噪、去块、锐化等操作,以改善编码质量。
  • 这些滤镜对于特定的编码器而言是固有的,不同编码器可能会有不同的内部滤镜。
  • 常见的内部滤镜有 deblock、sharpen 等。

• Postfilters（后处理滤镜）:

  • 这类滤镜会在解码过程之后应用到视频数据上。
  • 它们可用于改善解码后的视频质量,如去噪、锐化、色彩调整等。
  • 后处理滤镜通常是可选的,用户可根据需要自行应用。
  • 常见的后处理滤镜有 denoise、unsharp 等。

FFmpeg 中filter 分为：

• Source Filters（源滤镜）:

  • 这类滤镜没有任何输入,只有输出。
  • 它们通常用于产生原始的视频或音频数据,如生成测试模板、视频捕获等。
  • 例如 color、life、mandelbrot 等。

  • ffplay -f lavfi -i testsrc
    
    -f lavfi 表示使用 Libavfilter 过滤器框架。
    -i testsrc 指定使用 testsrc 滤镜作为输入源。
    最后 ffplay 命令会启动一个视频播放器,并播放由 testsrc 滤镜生成的测试视频。

• Audio Filters（音频滤镜）:

  • 这类滤镜处理的是音频数据。
  • 它们至少有一个输入和一个输出。
  • 常见的音频滤镜有 音量调整滤镜 volume、均衡器滤镜 equalizer、回声滤镑 aecho、混音滤镜 amix、变速滤镜 atempo等。

  •  #将音量放大2倍
    -filter:a "volume=2.0" 
    #将100Hz频段增益20dB
    -filter:a "equalizer=f=100:width_type=h:width=50:g=20"
    #添加一个衰减系数为0.8、延迟时间1000ms、混合系数0.3的回声
    -filter:a "aecho=0.8:0.88:1000:0.3"
    #将两个输入音频流混合为一个
    -filter:a "amix=inputs=2:duration=first"
    #将音频快放1.5倍
    -filter:a "atempo=1.5" 

• Video Filters（视频滤镜）:

  • 这类滤镜处理的是视频数据。
  • 它们至少有一个输入和一个输出。
  • 例如前面提到的 缩放滤镜 scale、裁剪滤镜 crop、旋转滤镜 rotate 水印滤镜 overlay 模糊滤镜 blur 色彩滤镜 colorbalance 等滤镜。

  • #视频缩放到 640x360 分辨率
    -vf "scale=640:360"  
    #视频裁剪出一个 100x100 的区域
    -vf "crop=100:100:50:50"
    #视频顺时针旋转 45 度
    -vf "rotate=PI/4" 
    #视频上添加图像水印
    -vf "overlay=main_w-overlay_w-10:main_h-overlay_h-10"
    #视频增加模糊效果
    -vf "blur=luma_radius=10:luma_power=2" 
    #调整色彩平衡
    -vf "colorbalance=rs=1.1:gs=0.9:bs=0.8" 
    

• Multimedia Filters（多媒体滤镜）:

  • 这类滤镜可以同时处理音频和视频数据。
  • 它们至少有一个音频输入、一个视频输入和相应的输出。
  • 比如 帧率转换滤镜 fps、字幕滤镜 subtitles、视频稳定滤镜 vidstabdetect 和 vidstabtransform配合使用  音视频同步滤镜 synchronize  音视频混合滤镜 amix 和 join 封面图片滤镜 thumbnail  色彩转换滤镜 colorspace等。

  • #视频帧率转为 25 帧每秒
    -filter "fps=25"
    #添加 subtitles.srt 字幕文件
    -vf "subtitles=subtitles.srt"
    #校正音频与视频之间的同步问题  修正 0.1 秒的音视频偏移
    -filter "synchronize=audio_drift=0.1" 
    #生成视频的封面图
    -filter "thumbnail" 
    #改变视频的色彩空间  将视频转为 sRGB 色彩空间
    -filter "colorspace=srgb"
    
    

  • 视频稳定滤镜 vidstabdetect 滤镜用于检测视频中的抖动,并生成一个transform_vectors.trf 文件记录这些变换息。
    vidstabtransform 滤镜读取 transform_vectors.trf 文件,并应用这些变换来稳定视频画面。

    • # 第一步: 使用 vidstabdetect 检测视频的抖动
      #-f null - 的作用就是:不输出任何实际的媒体文件而是将处理后的视频/音频数据直接输出到终端
      ffmpeg -i input.mp4 
      -vf 
         vidstabdetect=shakiness=10:accuracy=15:temporal_lp=5:tripod=1
      -f null -
      # 第二步: 使用 vidstabtransform 应用校正
      ffmpeg -i input.mp4 
      -vf 
      vidstabtransform=input="transform_vectors.trf"
      ,unsharp -c:v libx264 -crf 20 output.mp4
      
      

  • 音视频混合滤镜 amix 和 join 。amix 滤镜用于将两个音频流混合成一个输出流 [aout]。join 滤镜则将视频流 [0:v] 和音频流 [1:a] 组合成一个输出视频 [outv] 和输出音频 [outa]。最后使用 -map 参数将这些输出流映射到最终的输出文件中。

  • #音视频混合滤镜 amix 和 join
    # 将两个音频流混合成一个
    ffmpeg -i audio1.mp3 -i audio2.mp3 
    -filter_complex 
        "[0:a][1:a]amix=inputs=2[aout]" 
    -map "[aout]" output.mp3
    
    # 将视频和音频流组合成一个
    ffmpeg -i video.mp4 -i audio.mp3 
    -filter_complex 
        "[0:v][1:a]join[outv][outa]" 
    -map "[outv]" -map "[outa]" output.mp4

• Sink Filters（终端滤镜）:

  • 这类滤镜没有任何输出,只有输入。这些滤镜可以将视频或音频数据直接输出到终端,而不需要生成媒体文件。Sink Filters 可以让您在不生成中间媒体文件的情况下,直接在终端中查看和处理视频/音频数据。它们在调试和分析场景中非常有用。
  • 比如-f null -不输出任何实际的媒体文件，而是将处理后的视频/音频数据直接输出到终端。

  • #不播放，但保存一个包含水印的预览图像
    ffmpeg -i input.mp4 
    -vf 
    "drawtext=fontfile=/path/to/font.ttf:text='Hello World'
    :x=(w-tw)/2:y=h-(2*lh)"
     -vframes 1 preview.jpg
    
    #输出通过管道传输到其他视频播放器进行预览
    ffmpeg -i input.mp4 
    -vf "drawtext=fontfile=/path/to/font.ttf:text='Hello World'
    :x=(w-tw)/2:y=h-(2*lh)" 
    -f null - | my_video_player

     除了source和sink filter，其他 filter 都至少有一个输入、至少一个输出。

FFmpeg 滤镜表达式中的常用变量

 重要指令命令

语法：overlay[=x:y[[:rgb={0, 1}]]
    参数 x 和 y 是可选的，默认为 0。
    参数 rgb 参数也是可选的，其值为 0 或 1，默认为 0。
​
参数说明：
x      从左上角的水平坐标，默认值为 0
y      从左上角的垂直坐标，默认值为 0
rgb    值为 0 表示输入颜色空间不改变，默认为 0；值为 1 表示将输入的颜色空间设置为 RGB
​
变量说明：如下变量可用在 x 和 y 的表达式中
    main_w 或 W          主输入(背景窗口)宽度
    main_h 或 H          主输入(背景窗口)高度
    overlay_w 或 w       overlay 输入(前景窗口)宽度
    overlay_h 或 h       overlay 输入(前景窗口)高度

视频裁剪crop

        将输入视频帧的宽度和高度从x和y值表示的位置裁剪到指定的宽度和高度; x 和y是输出的左上角坐标，协调系统的中心是输入视频帧的左上角。 如果使用了可选的keep_aspect参数，将会改变输出SAR(样本宽比)以补偿新的DAR(显 示长宽比)

语法：

crop=
ow
[
    :oh
        [
            :x
                [:y
                    [
                        :keep_aspect
                    ]
                ]
       ]
]

示例：

#keep_aspect 保持纵横比裁剪  只能设置成 1 或 0  
#裁剪右上
ffplay -i input.mp4 -vf crop=iw/2:ih/2:iw/2:0:1
#右下
ffplay -i input.mp4 -vf crop=iw/2:ih/2:iw/2:ih/2:0

#中轴
ffplay -i input.mp4 -vf crop=in_h
#中心 不提供 x 和 y 参数默认居中
ffplay -i input.mp4 -vf crop=2/3*in_w:2/3*in_h
ffplay -i input.mp4 -vf 
"crop=2/3*in_w:2/3*in_h:(in_w-2/3*in_w)/2:(in_h-2/3*in_h)/2"

字体水印 drawtext

参数如下：

红色字体 黑色轮廓 白色边框 W 和 H 代表的是当前视频帧的宽度和高度 tw为文本纸张宽高
ffplay -i input.mp4 -vf         \
"drawtext=fontsize=24
:fontfile='C:/Windows/Fonts/等线.ttf'     \  
:text='C9 程序猿'        \
:x=W-tw-10                    \  x 文本距离右边缘 10 像素。
:y=H-th-10                  \ 文本的 y 坐标为视频高度减去文本高度再减去 10 像素     
:fontcolor=red               \         
:box=1:boxcolor=black@0.5    \
:shadowcolor=white            \
:shadowx=1:shadowy=1"         \
:alpha=0.5        \ 透明度

举例 

1.四角位置

#右下角
ffplay -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=100:fontfile='C:/Windows/Fonts/simsun.ttc':text='C9 程序猿':x=W-tw-10:y=H-th-10:fontcolor=red:box=1:boxcolor=white@0.5:shadowcolor=black:shadowx=1:shadowy=1"

#左上角
ffplay -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=100:fontfile='C:/Windows/Fonts/simsun.ttc':text='%{localtime\:%Y\-%m\-%d %H-%M-%S}':x=0:y=0:fontcolor=red:box=1:boxcolor=white@0.5:shadowcolor=black:shadowx=1:shadowy=1"

#左下角
ffplay -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=100:fontfile='C:/Windows/Fonts/simsun.ttc':text='@C9 程序猿':x=0:y=H-th-10:fontcolor=red:box=1:boxcolor=white@0.5:shadowcolor=black:shadowx=1:shadowy=1:alpha=0.5"

 2.文字水印以本地时间作为水印内容

text='%{localtime\:%Y\-%m\-%d %H-%M-%S}'

ffplay -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=100:fontfile='C:/Windows/Fonts/simsun.ttc':text='%{localtime\:%Y\-%m\-%d %H-%M-%S}':x=0:y=0:fontcolor=red:box=1:boxcolor=white@0.5:shadowcolor=black:shadowx=1:shadowy=1"

 注意在使用ffmpeg转码存储到文件时需要加上-re，否则时间不对。

ffmpeg -re -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=60:fontfile=FreeSerif.ttf:text='%{localtime\:%Y\-%m\-%d %H-%M-%S}':fontcolor=gree n:box=1:boxcolor=yellow" out.mp4

 3.定时显示水印，定时不显示水印

#每3秒钟显示一次文字水印
:enable=lt(mod(t\,3)\,1)" 

ffplay -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=100:fontfile='C:/Windows/Fonts/simsun.ttc':text='%{localtime\:%Y\-%m\-%d %H-%M-%S}':x=0:y=0:fontcolor=red:box=1:boxcolor=white@0.5:shadowcolor=black:shadowx=1:shadowy=1:enable=lt(mod(t\,3)\,1) "

在使用ffmpeg转码存储到文件时需要加上-re，否则时间不对。

4.跑马灯效果

x=mod(100*t\,w):y=abs(sin(t))*h*0.7

ffplay -i input.mp4 -vf "drawtext=fontsize=100:fontfile='C:/Windows/Fonts/simsun.ttc':text='%{localtime\:%Y\-%m\-%d %H-%M-%S}':x=mod(100*t\,w):y=abs(sin(t))*h*0.7:fontcolor=red:box=1:boxcolor=white@0.5:shadowcolor=black:shadowx=1:shadowy=1:enable=lt(mod(t\,3)\,1) "

 图片水印 movie

图片水印和文字水印有很多参数可以复用，可以根据上下文尝试。下面是主要常用的：

ffmpeg -i input.mp4 
-vf "movie=logo.png[watermark];[in][watermark]overlay=x=10:y=10[out]" 
output.mp4 

使用示例

#根据上图可知 右上角
ffplay -i input.mp4 -vf "movie=\'logo2.png\'[watermark];[in][watermark]
overlay=main_w-overlay_w-10:10[out]"
#左下角
ffplay -i input.mp4 -vf "movie=\'logo2.png\'[watermark];[in][watermark]
overlay=10:main h-overlay_h-10[out]"


#生成watermark水印图层，然后与in原始帧叠加输出out 跑马灯效果
ffplay -i input.mp4 
-vf "movie=\'logo2.png\'[watermark];  
[in][watermark]overlay=x=mod(50*t\,main_w):y=abs(sin(t))*h*0.7[out]"


#logo旋转效果
# [1:v]：选择第二个输入 rotate:旋转 a='t*PI' a旋转角度t时间PI是Π 
    # rotw 和 roth内置api计算旋转后的尺寸 
        #ow='rotw(PI/2)-50':oh='rotw(PI/2)-50'可控制图片大小
    # fillcolor='none'设置旋转后的空白区域为透明。
    # [out]:将旋转后的图片输出为 [out] 流
# [0:v][out]选择第一个输入视频流(0)和图片流(out)叠加（overlay）
# shortest=1：以最短的输入流结尾
ffmpeg -i time.mp4 -loop 1 -i D:\\a.jpg -filter_complex \
[1:v]rotate=a='t*PI':ow='rotw(PI/4)':oh='roth(PI/4)':fillcolor='none'[out], \
[0:v][out]overlay=x=100:y=100:shortest=1 output.mp4

ffplay -i input.mp4 -vf "movie=\'logo2.png\'[watermark];[in][watermark]overlay=x=mod(50*t\,main_w):y=abs(sin(t))*h*0.7[out]"

ffplay -i input.mp4 -vf "movie=\'logo2.png\'[watermark];[in][watermark]overlay=main_w-overlay_w-10:10[out]"

ffmpeg -i time.mp4 -loop 1 -i D:\\a.jpg -filter_complex [1:v]rotate=a='t*PI':ow='rotw(PI/4)':oh='roth(PI/4)':fillcolor='none'[out],[0:v][out]overlay=x=100:y=100:shortest=1  output.mp4

#左下角
ffmpeg -i .\time.mp4 -loop 1 -i .\a.jpg -ss 10 -t 5 -filter_complex [1:v]rotate=a='t*PI':ow='rotw(PI/2)':oh='rotw(PI/2)':fillcolor='none'[out],[0:v][out]overlay=10:main_h-overlay_h-10:shortest=1 output.mp4

画中画命令

首先，我得明白什么是画中画。画中画就是在视频的一个角落或者某个位置，嵌入另一个视频或者图片，形成一个小窗口，这样可以在观看主视频的同时看到另一个内容。

常见命令行参数：

示例命令

#1视频中小视频
ffplay -i input.mp4 -vf 
"movie=sub_320x240.mp4[sub];[in][sub]overlay=x=20:y=20
:eof_action=1:shortest =1:format=3[out]"

#放大 小视频
ffplay -i input.mp4 -vf 
"movie=sub_320x240.mp4,scale=640x480[sub];[in][sub]overlay=x=20:y=20
:eof_action=1:shortest =1:format=3[out]"

#再结合上下文跑马灯
ffplay -i input.mp4 -vf 
"movie=sub_320x240.mp4,scale=640x480[sub];
[in][sub]
overlay=x=mod(50*t\,main_w):y=abs(sin(t))*main_h*0.7
:eof_action=1:shortest =1:format=3[out]"

ffplay -i input.mp4 -vf "movie=sub_320x240.mp4[sub];[in][sub]overlay=x=20:y=20:eof_action=1:shortest =1:format=3[out]"

ffplay -i input.mp4 -vf "movie=sub_320x240.mp4,scale=640x480[sub];[in][sub]overlay=x=mod(50*t\,main_w):y=abs(sin(t))*main_h*0.7:eof_action=1:shortest =1:format=3[out]"

视频多宫格命令

多宫格（也称为视频网格或画中画组合）是一种将多个视频或图片排列在一个画面中的效果。

使用示例

#2x2 多宫格（4 个视频）
#hstack：将两个视频水平排成一行。vstack：将两行视频垂直堆叠。
ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -filter_complex \
"[0:v]scale=640:360[vid1]; \
 [1:v]scale=640:360[vid2]; \
 [2:v]scale=640:360[vid3]; \
 [3:v]scale=640:360[vid4]; \
 [vid1][vid2]hstack[top]; \
 [vid3][vid4]hstack[bottom]; \
 [top][bottom]vstack" output.mp4

#动态调整视频位置
#xstack：动态调整视频位置。layout=0_0|w0_0|0_h0|w0_h0：定义每个视频的位置：
    #0_0：第一个视频在左上角。
    #w0_0：第二个视频在右上角。
    #0_h0：第三个视频在左下角。
    #w0_h0：第四个视频在右下角。
ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -filter_complex \
"[0:v]scale=640:360[vid1]; \
 [1:v]scale=640:360[vid2]; \
 [2:v]scale=640:360[vid3]; \
 [3:v]scale=640:360[vid4]; \
 [vid1][vid2][vid3][vid4]xstack=inputs=4:layout=0_0|w0_0|0_h0|w0_h0" output.mp4

#1 大 + 3 小多宫格
ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -filter_complex \
"[0:v]scale=960:540[vid0]; \
 [1:v]scale=320:180[vid1]; \
 [2:v]scale=320:180[vid2]; \
 [3:v]scale=320:180[vid3]; \
 [vid1][vid2][vid3]hstack=inputs=3[small]; \
 [vid0][small]vstack=inputs=2" output.mp4



#3x3 多宫格（9 个视频）
#hstack=inputs=3：水平拼接 3 个视频.vstack=inputs=3：垂直拼接 3 行视频。
ffmpeg -i input1.mp4 -i input2.mp4 -i input3.mp4 -i input4.mp4 -i input5.mp4 -i input6.mp4 -i input7.mp4 -i input8.mp4 -i input9.mp4 -filter_complex \
"[0:v]scale=426:240[vid1]; \
 [1:v]scale=426:240[vid2]; \
 [2:v]scale=426:240[vid3]; \
 [3:v]scale=426:240[vid4]; \
 [4:v]scale=426:240[vid5]; \
 [5:v]scale=426:240[vid6]; \
 [6:v]scale=426:240[vid7]; \
 [7:v]scale=426:240[vid8]; \
 [8:v]scale=426:240[vid9]; \
 [vid1][vid2][vid3]hstack=inputs=3[top]; \
 [vid4][vid5][vid6]hstack=inputs=3[mid]; \
 [vid7][vid8][vid9]hstack=inputs=3[bottom]; \
 [top][mid][bottom]vstack=inputs=3" output.mp4

ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4  -filter_complex "[0:v]scale=640:360[v1];[1:v]scale=640:360[v2];[2:v]scale=640:360[v3];[3:v]scale=640:360[v4];[v1][v2]hstack[top];[v3][v4]hstack[bottom];[top][bottom]vstack" outmp4.mp4

混合音频

#[0:a][1:a][2:a][3:a]amix=inputs=4[a]
#-map "[v]" -map "[a]" ：选择 [v] 和 [a] 作为输出文件的视频流和音频流。
ffmpeg -i input1.mp4 -i input2.mp4 -i input3.mp4 -i input4.mp4 -filter_complex \
"[0:v]scale=640:360[vid1]; \
 [1:v]scale=640:360[vid2]; \
 [2:v]scale=640:360[vid3]; \
 [3:v]scale=640:360[vid4]; \
 [vid1][vid2]hstack[top]; \
 [vid3][vid4]hstack[bottom]; \
 [top][bottom]vstack[v]; \
 [0:a][1:a][2:a][3:a]amix=inputs=4[a]" \
-map "[v]" -map "[a]" output.mp4 

添加背景和边框 

使用时加上 :shortest=1 不然会一直刷帧不会结束。

#
#pad=660:370:10:10:white：为每个视频添加 10 像素的白色边框。
#color=black:1280x720：创建一个黑色背景。
#overlay=0:0：将多宫格叠加到背景上。
ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -f lavfi -i color=black:1280x720 -filter_complex 
"[0:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid1]; \
 [1:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid2]; \
 [2:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid3]; \
 [3:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid4]; \
 [vid1][vid2]hstack[top]; \
 [vid3][vid4]hstack[bottom]; \
 [top][bottom]vstack[grid]; \
 [4:v][grid]overlay=0:0:shortest=1" output.mp4

ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -f lavfi -i color=black:1280x720 -filter_complex "[0:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid1]; [1:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid2]; [2:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid3]; [3:v]scale=640:360,pad=660:370:10:10:white[vid4]; [vid1][vid2]hstack[top]; [vid3][vid4]hstack[bottom]; [top][bottom]vstack[grid]; [4:v][grid]overlay=0:0:shortest=1" output.mp4

多宫格推流

防止视频时间太短，使用stream_loop -1 循环播放

#多宫格推流 stream_loop -1 循环播放
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ffplay rtmp://192.168.1.25/live/c9

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