前言

本文介紹了利用FFmpeg進行視頻測試序列制作的方法。所謂測試序列就是將若干個不同場景的視頻片段，按照不同的分辨率、碼率、編碼方法等進行處理，然后拼接成一條長視頻，供測試者打分。一般包括以下幾個步驟：視頻截取、采樣/編碼/轉碼、黑幀/灰幀制作、視頻拼接、視音頻融合等。

• • 前言
  • 一視頻截取
  • 二采樣和編碼
  • 三黑幀灰幀的制作
  • 四視頻拼接
    • 1 先音視頻片段融合再拼接
    • 2 先視音頻片段分別拼接得到長視頻和長音頻再將二者融合
  • 后記

一、視頻截取

截取視頻之前，一般要先獲取原始高清視頻，可以到Youtube、Gopro等網站下載，商用的話請注意版權問題，或者可以自己錄制視頻。然后瀏覽獲取到的視頻，確定要截取的片段后，可利用FFmpeg截取。比如要截取名為input.mp4的視頻1分20秒至1分40秒的片段，命令如下：

ffmpeg -i %input_path%\input.mp4 -ss 00：01：20 -t 00:00:20 %output_path%\output.mp4

上述命令中，-i為輸入的文件，-ss 即為起始時間，-t為截取長度，這兩個時間可以用 hh:mm:ss 的格式，也可以直接用秒，如 00：01：20 可寫成 80。另外，時間還可以精確到毫秒級，比如可以截取20.358秒的長度，雖然實際截出來不會那么精確。

二、采樣和編碼

截取出來的視頻片段，若想重新編碼到其他分辨率、碼率的話，一般要先轉為YUV格式（此后會丟失音頻，因為yuv不存儲音頻），因為YUV格式是把每一幀的圖像用亮度和色度分開表示的格式，所以壓縮時容易去掉色度的數據；之后將原始yuv采樣到目標分辨率，接著對yuv進行x264編碼得到.264文件，最后將.264文件封裝成MP4等格式。各步驟命令大致如下：
MP4轉YUV：

ffmpeg -i %input_path%\input.mp4 %output_path%\output.yuv

對YUV采樣（假設原始分辨率為3840x1920，目標分辨率為1920x960）：

ffmpeg -s 3840x1920 -i %input_path%\input_3840x1920.yuv -s 1920x960 %output_path%\output_1920x960.yuv

其中-s依次為原始分辨率和目標分辨率。
對采樣后的YUV進行x264編碼（應先下載x264源碼編譯得到x264.exe）：

x264.exe -I %MAX_GOP_SIZE% -i %MIN_GOP_SIZE% --ref 1 --qpstep 2 --profile baseline --bitrate %bitrate% --vbv-maxrate %bitrate% --vbv-bufsize %output_path%\output.264 %input_path%\input.yuv --input-res %input_resolution%

.264文件封裝為MP4：

ffmpeg -i %input_path%\input.264 %output_path%\output.mp4

至此，可將各視頻素材編碼到目標分辨率和碼率。編碼器可替換成其他，x264是我本次項目用的。

三、黑幀/灰幀的制作

制作視頻測試序列時，測試片段之間應該留有10秒左右時間間隙給測試者打分，此時一般使用黑幀或者灰幀過渡，目前行業內逐漸使用灰幀代替黑幀。黑幀的話，可以截取電影片段，或者自己錄制，方法比較多。灰幀不好找，所以一般使用代碼產生若干幀YUV，然后根據所需長度、分辨率、幀率等編碼得到灰幀視頻。無論黑幀/灰幀，無論何種方法，建議務必保證它們的質量足夠好，不然可能無法拼接，或者能拼接但在解碼播放時出問題。我一開始拿的兩個短黑幀視頻拼出一個10秒長的，拿去拼接時經常出問題，浪費了不少精力。
從YUV編碼得到一個灰幀視頻后，可以利用這個視頻來轉換得到其他分辨率的，沒必要對原YUV采樣幾次，畢竟灰幀的質量要求沒有測試片段高。ts格式視頻轉分辨率命令如下，其他格式亦可依樣畫葫蘆：

ffmpeg -i %input_path%\gray_3840x1920.ts -s 1920x960 -vcodec copy %output_path%\gray_1920x960.ts

其中，-s是目標分辨率，-vcodec copy 意為使用原視頻的編碼方式，一般不更改編碼方式的話，都最好附上這個參數，能夠避免不少意外。去掉-vcodec copy 也能轉分辨率，輸出的文件也能正常播放，但拿去拼接的時候會出錯。

四、視頻拼接

用來拼接到同一序列的視頻片段們，分辨率最好是一樣的，幀率不必一樣，碼率隨意。ffmpeg拼接視頻之前，需要把視頻轉為.ts格式。拼接有兩條思路：一是先將個視頻片段與其對應的音頻融合再拼接，二是將視頻片段和音頻片段分別拼接，再將得到的長視頻序列和長音頻序列融合。

4.1 先音視頻片段融合再拼接

先從截取得到的有聲MP4視頻片段中提取音頻：

ffmpeg -i input.mp4 -vn -acodec copy output.aac

其中，-vn意為屏蔽視頻信息，只獲取音頻；-acodec copy意為復制原音頻的編碼方式。（ps,若要提取視頻，命令為：ffmpeg -i input.mp4 -an -vcodec copy output.mp4 )
接著將音視頻片段融合產生可用來拼接的.ts文件：

ffmpeg -i input_v.mp4 -i input_a.aac -vcodec copy -acodec copy output.ts

最后，將前面得到的有聲ts視頻和灰幀ts視頻 gray.ts 拼接成一條長視頻：

ffmpeg -i "concat:%path1%\video1.ts|%gray_path%\gray.ts|%path2%\video2.ts|%gray_path%\gray.ts|... ...|%pathN%\videoN.ts|%gray_path%\gray.ts" -vcodec copy -acodec copy -bsf:a aac_adtstoasc %output_path%\output.mp4

其中，-vcodec copy 意為復制原視頻編碼方式， -acodec copy 意為復制原音頻編碼方式，-bsf:a aac_adtstoasc 是一個bitstream filter，不加的話，會提示無法音視頻融合。
至此，一個有聲的視頻測試序列就完成了!

4.2 先視音頻片段分別拼接得到長視頻和長音頻，再將二者融合

視頻片段拼接：

ffmpeg -i "concat:%path1%\video1.ts|%gray_path%\gray.ts|%path2%\video2.ts|%gray_path%\gray.ts|... ...|%pathN%\videoN.ts|%gray_path%\gray.ts" -vcodec copy %output_path%\output.mp4

在進行音頻片段拼接之前，需要先獲取靜音音頻，時長等于灰幀時長。一般可以用軟件產生，比如用cool edit pro，產生靜音pcm，然后把pcm轉為aac。FFmpeg也能完成音頻拼接，命令格式和視頻拼接相似，但是在我的實驗過程中，ffmpeg拼接出來的長音頻會比各音頻片段相加的總和還長，總長度為15分鐘整的音頻片段們，拼接后長度為15分8秒！和視頻融合后，音視頻嚴重不同步。所以我后來使用的是另一個軟件：音頻編輯專家。效果良好，而且能自動統一各片段的音量，很不錯的功能。
之后長視頻和長音頻融合，可以使用ffmpeg實現：

ffmpeg -i %input_path%\input_video.mp4 -i %input_path%\input_audio.aac output.mp4

也可以使用MP4box實現，軟件 YAMB 中有交互界面可以方便高效地實現。這個軟件的其他功能也相當實用。
在上述兩種拼接方法中，第一種方法的優點是音視頻同步非常好，而且只需拼接一次，比較省事。第二種方法的好處是思路簡單，成功率高。我是在嘗試第一種方法失敗，而且折騰數日無果后，才退而求其次采用第二種方法。不過現在想來應該是我當時使用的黑幀視頻質量太差，或者是黑幀轉分辨率編碼時沒加上-vcodec copy之類的參數。我實驗室的師姐向來都用的第一種方法，一直沒什么問題。

后記

我是在研二師兄師姐們忙于找工作，無暇兼顧項目工作之時，接手了這個任務。此時的我本科剛畢業，對批處理只有朦朧印象，對視頻編碼也知之甚少，對FFmpeg則是一無所知。一周左右的時間里，我匆忙學習了批處理，照著前人的實現方法寫批處理文件調用ffmpeg去實現。遇到許多問題，有些原始MP4文件頭無法被FFmpeg識別，截取不了；有個別YUV文件無法使用ffmpeg進行下采樣；轉碼后視頻長度變化；來自于同一片段的音視頻長度不相等；拼接后音視頻不同步，等。嘗遍了各種失敗的方法，個中艱苦，非三言兩語所能道明。不過現在想來，覺得幾天前的自己太傻，這么簡單的任務應該兩天能做完。這大概也是一種進步吧，快樂。細心很重要，批處理簡單實用，FFmpeg極其強大。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的利用FFmpeg制作视频序列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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