FFmpeg 使用指南

FFmpeg 通用使用

FFmpeg 简介

FFmpeg 是一套开源的多媒体处理工具和库，可用于视频、音频、字幕和元数据的解析、转换、编解码、滤镜处理、封装和网络传输。

FFmpeg 的常用命令行工具包括：

工具	作用
`ffmpeg`	转码、转封装、采集、滤镜处理和推流
`ffprobe`	查看媒体容器、码流、帧和元数据信息
`ffplay`	用于测试和调试的简易播放器

主要库如下：

库	作用
`libavcodec`	视频和音频编解码
`libavformat`	媒体封装格式、解封装和网络协议
`libavfilter`	音视频滤镜图
`libavutil`	像素格式、时间基、数据结构和通用工具
`libswscale`	软件图像缩放和像素格式转换
`libswresample`	音频重采样、声道转换和混音
`libavdevice`	摄像头、声卡和显示设备输入输出

FFmpeg 处理链路可以简化为：

输入文件 / 摄像头 / 网络流
                │
                ▼
             解封装
                │
                ▼
              解码
                │
                ▼
        视频或音频滤镜
                │
                ▼
              编码
                │
                ▼
              封装
                │
                ▼
       输出文件 / 网络流

转封装时可以跳过解码、滤镜和编码，直接复制压缩码流。这种方式速度快且不会产生画质损失。

安装与功能检查

Debian/Ubuntu 可以安装发行版提供的标准 FFmpeg：

sudo apt update
sudo apt install ffmpeg

查看版本和编译选项：

ffmpeg -version
ffmpeg -buildconf

查看当前版本支持的能力：

ffmpeg -formats
ffmpeg -codecs
ffmpeg -encoders
ffmpeg -decoders
ffmpeg -filters
ffmpeg -protocols
ffmpeg -hwaccels

不同发行版的编译选项不同。例如，使用 libx264、libx265、SRT 或某些网络协议前，必须先确认当前 FFmpeg 已启用对应编码器或外部库。

发行版自带的标准 FFmpeg 通常不包含下文介绍的 rkmpp 编解码器和 rkrga 滤镜。Rockchip 硬件加速需要使用对应的 ffmpeg-rockchip 版本。

命令基本结构

FFmpeg 命令的基本结构为：

ffmpeg [全局选项] [输入选项] -i <输入> [输出选项] <输出>

例如：

ffmpeg -hide_banner -i input.mp4 -c:v libx264 -c:a aac output.mp4

选项的位置很重要：

放在 -i 前的选项通常属于后面的输入。
放在输出文件前的选项通常属于该输出。
多个输入和输出可以分别使用不同选项。

常用全局选项：

选项	说明
`-hide_banner`	隐藏版本 Banner，精简日志
`-y`	直接覆盖已存在的输出文件
`-n`	输出文件已存在时终止
`-loglevel <level>`	设置日志级别，例如 `error`、`info`、`verbose`、`debug`
`-stats`	显示实时处理进度
`-benchmark`	输出处理时间和资源统计

查看媒体信息

4.1 快速查看

ffprobe -hide_banner input.mp4

或者：

ffmpeg -hide_banner -i input.mp4

ffmpeg -i 在没有输出文件时会报错退出，但仍会打印输入媒体信息。自动化程序建议使用 ffprobe。

4.2 输出 JSON

ffprobe \
  -v error \
  -show_format \
  -show_streams \
  -of json \
  input.mp4

只获取第一路视频的编码、宽高和帧率：

ffprobe \
  -v error \
  -select_streams v:0 \
  -show_entries stream=codec_name,width,height,pix_fmt,r_frame_rate \
  -of default=noprint_wrappers=1 \
  input.mp4

获取时长：

ffprobe \
  -v error \
  -show_entries format=duration \
  -of default=noprint_wrappers=1:nokey=1 \
  input.mp4

常用处理操作

5.1 转封装

将 MP4 中的压缩码流直接复制到 MKV：

ffmpeg -i input.mp4 -map 0 -c copy output.mkv

-c copy 不解码和重新编码，速度通常受存储 I/O 限制。但目标封装必须支持原始视频、音频和字幕格式。

5.2 软件转码

转换为 H.264 + AAC：

ffmpeg \
  -i input.mkv \
  -c:v libx264 \
  -preset medium \
  -crf 23 \
  -c:a aac \
  -b:a 192k \
  output.mp4

preset 控制编码速度与压缩效率的取舍，不直接表示画质。
crf 控制恒定质量；对 x264 而言数值越小画质越高、文件越大。
libx264 和 libx265 需要 FFmpeg 编译时启用对应外部库。

5.3 选择码流

选择第一路视频和第二路音频：

ffmpeg \
  -i input.mkv \
  -map 0:v:0 \
  -map 0:a:1 \
  -c copy \
  output.mkv

音频不存在时也继续处理：

ffmpeg -i input.mp4 -map 0:v:0 -map 0:a:0? -c copy output.mp4

? 表示该映射是可选的。

5.4 截取片段

从 1 分钟处开始，输出 30 秒：

ffmpeg \
  -ss 00:01:00 \
  -i input.mp4 \
  -t 30 \
  -c copy \
  clip.mp4

-c copy 只能从附近关键帧开始拷贝，截取点可能不精确。需要帧精确截取时应重新编码：

ffmpeg \
  -ss 00:01:00 \
  -i input.mp4 \
  -t 30 \
  -c:v libx264 \
  -crf 23 \
  -c:a aac \
  clip-accurate.mp4

5.5 软件缩放、裁剪和旋转

按比例缩放到 720p：

ffmpeg -i input.mp4 -vf 'scale=-2:720' -c:v libx264 -crf 23 -c:a copy output-720p.mp4

中心裁剪为 1280x720：

ffmpeg \
  -i input.mp4 \
  -vf "crop=1280:720:(iw-ow)/2:(ih-oh)/2" \
  -c:v libx264 \
  -crf 23 \
  -c:a copy \
  output-crop.mp4

顺时针旋转 90°：

ffmpeg -i input.mp4 -vf 'transpose=clock' -c:v libx264 -crf 23 -c:a copy output-rotate.mp4

5.6 截图

提取第 10 秒的一帧：

ffmpeg -ss 10 -i input.mp4 -frames:v 1 screenshot.png

每 5 秒输出一张图片：

ffmpeg -i input.mp4 -vf 'fps=1/5' 'frame-%05d.jpg'

5.7 音频处理

直接提取 AAC 音频：

ffmpeg -i input.mp4 -vn -c:a copy output.m4a

转换为 48 kHz 双声道 AAC：

ffmpeg \
  -i input.mp4 \
  -vn \
  -ar 48000 \
  -ac 2 \
  -c:a aac \
  -b:a 192k \
  output.m4a

调整音量：

ffmpeg -i input.wav -af 'volume=1.5' output.wav

5.8 合并多个文件

当多个文件的封装、编码、时间基和码流参数一致时，可使用 concat demuxer。创建 list.txt：

file 'part-01.mp4'
file 'part-02.mp4'
file 'part-03.mp4'

执行合并：

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

如果各文件参数不一致，需要先转码为相同格式，或使用 concat filter 重新编码。

5.9 网络推流

将文件按实时速度推送到 RTMP 服务器：

ffmpeg \
  -re \
  -i input.mp4 \
  -c:v libx264 \
  -preset veryfast \
  -b:v 4M \
  -maxrate 4M \
  -bufsize 8M \
  -g 60 \
  -c:a aac \
  -b:a 128k \
  -f flv \
  rtmp://server.example.com/live/stream

发布到 RTSP 服务器：

ffmpeg \
  -re \
  -i input.mp4 \
  -c:v libx264 \
  -preset veryfast \
  -c:a aac \
  -f rtsp \
  rtsp://server.example.com/live/stream

-re 使文件输入按原始时间速度读取，适合模拟实时源，不应用于摄像头、声卡等本身就是实时的输入。

常用输出参数

选项	说明
`-c:v`	视频编码器，`copy` 表示直接复制
`-c:a`	音频编码器
`-b:v` / `-b:a`	视频或音频目标码率
`-maxrate`	视频最大码率约束
`-bufsize`	码率控制缓冲区
`-r`	输出帧率
`-g`	GOP 长度，即关键帧间隔
`-pix_fmt`	输出像素格式
`-ar`	音频采样率
`-ac`	音频声道数
`-movflags +faststart`	将 MP4 索引移到文件头，便于网页渐进式播放

用于网页播放的 MP4 示例：

ffmpeg \
  -i input.mp4 \
  -c:v libx264 \
  -crf 23 \
  -c:a aac \
  -movflags +faststart \
  output-web.mp4

通用问题排查

现象	检查方向
`Unknown encoder`	使用 `ffmpeg -encoders` 检查编码器是否已编译
`Invalid data found when processing input`	检查文件是否完整、封装格式是否正确
`Could not find codec parameters`	增大 `-analyzeduration` 和 `-probesize`，或检查直播流是否包含完整头信息
`Non-monotonous DTS`	输入时间戳异常，检查拼接、转封装和采集时钟
输出无音频或字幕	使用 `ffprobe` 和 `-map` 显式选择码流
文件过大	调整 CRF、码率、分辨率或帧率
处理速度较慢	检查编码 `preset`、软件滤镜、I/O 和硬件加速状态

获取详细日志：

ffmpeg -loglevel verbose -i input.mp4 <output-options> output.mp4

保存可用于问题报告的完整日志：

ffmpeg -report -i input.mp4 <output-options> output.mp4

Rockchip 平台

概述

ffmpeg-rockchip 是面向 Rockchip 平台扩展的 FFmpeg 分支，使用 MPP（Media Process Platform）完成硬件视频编解码，使用 RGA（2D Raster Graphic Acceleration）完成缩放、裁剪、旋转、像素格式转换和图层叠加。

典型硬件处理链路如下：

输入 → MPP 硬件解码 → DRM_PRIME/DMA-BUF
                         │
                         ▼
                    RGA 图像处理
                         │
                         ▼
                    MPP 硬件编码 → 输出

视频帧保持为 drm_prime 硬件帧时，可以减少 CPU 内存和硬件视频缓冲区之间的数据复制，降低 CPU 占用和 DDR 带宽开销。

ffmpeg-rockchip 是非官方 FFmpeg 分支。实际使用和开源许可应以项目源码中的 README 和 License 文件为准。

支持的功能

MPP 硬件解码器：

FFmpeg 名称	格式
`h264_rkmpp`	H.264/AVC
`hevc_rkmpp`	H.265/HEVC
`vp8_rkmpp` / `vp9_rkmpp`	VP8/VP9
`av1_rkmpp`	AV1
`mjpeg_rkmpp`	Motion JPEG
`mpeg1_rkmpp` / `mpeg2_rkmpp` / `mpeg4_rkmpp`	MPEG Video
`h263_rkmpp`	H.263

MPP 硬件编码器：

FFmpeg 名称	格式
`h264_rkmpp`	H.264/AVC
`hevc_rkmpp`	H.265/HEVC
`mjpeg_rkmpp`	Motion JPEG

RGA 硬件滤镜：

滤镜	作用
`scale_rkrga`	缩放和像素格式转换
`vpp_rkrga`	缩放、裁剪、旋转和翻转
`overlay_rkrga`	视频或图像叠加

源码中注册某个编解码器，不代表所有 Rockchip SoC 都具有对应硬件能力。最大分辨率、帧率、位深、Profile、Level 和并发路数应以目标 SoC 的 Datasheet、TRM 和实际 BSP 为准。

运行要求

ffmpeg-rockchip 需要 Rockchip BSP/vendor Kernel。项目主要测试了 Kernel 5.10 和 6.1。

编译和运行需要：

Rockchip MPP 1.3.9 或更高版本。
与 BSP 匹配的 librga。
libdrm 和 DRM_PRIME/DMA-BUF 支持。
MPP、RGA 和 DRM 设备节点的访问权限。

常见设备节点：

/dev/mpp_service
/dev/rga
/dev/dri/
/dev/dma_heap/

检查设备节点：

ls -l /dev/mpp_service /dev/rga /dev/dri /dev/dma_heap 2>/dev/null

运行 FFmpeg 的用户通常需要属于设备节点对应的 video 或 render 用户组：

id
sudo usermod -aG video,render "$USER"

重新登录后用户组配置才会生效。量产系统建议使用 udev 规则配置权限，不要长期使用 chmod 777。

编译与检查

检查依赖：

pkg-config --modversion libdrm
pkg-config --modversion rockchip_mpp
pkg-config --modversion librga

获取并编译源码：

git clone https://github.com/nyanmisaka/ffmpeg-rockchip.git
cd ffmpeg-rockchip

./configure \
  --prefix=/usr/local \
  --enable-version3 \
  --enable-libdrm \
  --enable-rkmpp \
  --enable-rkrga \
  --enable-shared \
  --disable-static

make -j$(nproc)
sudo make install
sudo ldconfig

确认当前调用的是正确的 FFmpeg：

command -v ffmpeg
ffmpeg -version

检查 Rockchip 硬件功能：

ffmpeg -hide_banner -hwaccels | grep -i rkmpp
ffmpeg -hide_banner -decoders | grep rkmpp
ffmpeg -hide_banner -encoders | grep rkmpp
ffmpeg -hide_banner -filters  | grep rkrga

如果没有对应条目，通常是当前运行了系统自带的标准 FFmpeg，或者编译时未成功启用 MPP/RGA。

使用示例

5.1 硬件解码测试

ffmpeg \
  -hwaccel rkmpp \
  -hwaccel_output_format drm_prime \
  -i input.mp4 \
  -an -f null -

也可以显式指定解码器：

ffmpeg -c:v h264_rkmpp -i input-h264.mp4 -an -f null -
ffmpeg -c:v hevc_rkmpp -i input-hevc.mp4 -an -f null -

5.2 H.264 硬件编码

ffmpeg \
  -i input.mp4 \
  -c:v h264_rkmpp \
  -rc_mode VBR \
  -b:v 8M \
  -maxrate 10M \
  -g 60 \
  -c:a copy \
  output-h264.mp4

5.3 HEVC 硬件编码

ffmpeg \
  -i input.mp4 \
  -c:v hevc_rkmpp \
  -rc_mode VBR \
  -b:v 6M \
  -maxrate 8M \
  -g 60 \
  -c:a copy \
  output-hevc.mp4

H.264 和 HEVC 编码器支持 VBR、CBR、CQP 和 AVBR 码率控制。可通过以下命令查看当前版本的完整参数：

ffmpeg -hide_banner -h encoder=h264_rkmpp
ffmpeg -hide_banner -h encoder=hevc_rkmpp

5.4 零拷贝缩放转码

ffmpeg \
  -hwaccel rkmpp \
  -hwaccel_output_format drm_prime \
  -i input.mp4 \
  -vf 'scale_rkrga=w=1920:h=1080:format=nv12' \
  -c:v h264_rkmpp \
  -rc_mode VBR \
  -b:v 8M \
  -c:a copy \
  output-1080p.mp4

此命令使用 MPP 解码、RGA 缩放和 MPP 编码。视频帧通过 DRM_PRIME/DMA-BUF 在硬件模块之间传递。

使用其他 RGA 功能前可查看滤镜帮助：

ffmpeg -hide_banner -h filter=scale_rkrga
ffmpeg -hide_banner -h filter=vpp_rkrga
ffmpeg -hide_banner -h filter=overlay_rkrga

常见问题

现象	检查方法
`Unknown decoder/encoder`	使用 `ffmpeg -version` 和 `ffmpeg -encoders/-decoders` 确认当前版本
无法打开 MPP/RGA 设备	检查设备节点、用户组、Kernel 驱动和 DTS
RGA 提示 `No hw context provided`	解码时加入 `-hwaccel_output_format drm_prime`
RGA 提示格式或尺寸不支持	改用 `nv12` 等常用格式，并检查宽高和裁剪坐标对齐
硬件加速后 CPU 占用仍较高	检查是否使用了软件滤镜，导致 `hwdownload` 和 `hwupload`
某个格式无法硬解	检查目标 SoC 是否支持该编码、位深、Profile 和分辨率

查看详细日志：

ffmpeg -loglevel verbose <other-options>
dmesg | grep -Ei 'mpp|rga|vpu|rkvdec|rkvenc'

参考资料：

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