Сжатие медиа для экономии места

Дисклеймер

• Методы используемые в этой статье сжимают медиа файлы с большой потерей качества. Прежде чем удалить исходные файлы убедитесь, что сжатые вас удовлетворяют.

• В статье могут присутствовать неточности.

• Статья не покрывает все параметры и тонкости использования ffmpeg, за дополнительной информацией обращайтесь к документации или другим ресурсам.

TL;DR

Для сжатия аудио-файлов лучшим вариантом является использование кодека libopus в режиме vbr on с битовой частотой 48k. Это позволило сжать 22 ГБ аудио до 5 ГБ с приемлемым качеством звука.

ffmpeg -i input.mp3 -c:a libopus -b:a 48k -frame_duration 60 -vbr on output.opus

Введение

В данной статье представлены способы сжатия медиа файлов с целью уменьшения их размера. И используемые методы не являются методами сжатия без потерь, и они находятся на грани "ну в целом не мыло и глаз не режет" или "вроде бас нормальный и не шипит", но потерю качества можно легко заметить или услышать.

Моя мотивация. Со временем у меня собралось огромное количество мемов, видео записей событий и музыки. Которые в сумме занимают более 50 ГБ и мне нужно это хранить и передавать. У меня нет возможности увеличить свое электронное пространство и часто кидаю мемы, которые иногда весят более 10 МБ. И уменьшив размер медиа файлов у меня появится больше свободного места и передаваться эти файлы станут быстрее.

Сведения об ffmpeg

FFmpeg — инструмент для обработки мультимедийных данных, который позволяет кодировать, декодировать, транскодировать, мультиплексировать, демультиплексировать, потоково передавать, фильтровать и проигрывать практически любые аудио- и видео-форматы.

Установка. Если у вас Windows, следуйте инструкциям на страницах Download FFmpeg или Как установить программу FFmpeg в Windows. Иначе загружайте из пакетного менеджера.

Синопсис:

ffmpeg [global_options] {[input_file_options] -i input_url} ... {[output_file_options] output_url} ...

Общие параметры:

• -i url - Указывает URL входного файла.

• -y - Перезаписывает выходные файлы без запроса.

• -n - Не перезаписывает выходные файлы и немедленно завершает работу, если указанный выходной файл уже существует.

• -c[:stream_specifier] codec или -codec[:stream_specifier] codec - Выбирает кодек (кодировщик при использовании перед выходным файлом или декодер при использовании перед входным файлом) для одного или нескольких потоков. codec — это имя декодера/кодировщика или специальное значение copy (только для выхода), указывающее, что поток не должен быть перекодирован. Для каждого потока применяется последняя соответствующая опция -c.

• -filter[:stream_specifier] filtergraph - Создает фильтр-граф, указанный в filtergraph, и использует его для фильтрации потока.

Примеры использования:

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -c:a aac output.mkv  # Конвертация MP4 в MKV с использованием кодеков libx264 и aac
ffmpeg -i input.mp4 -q:a 0 -map a output.mp3  # Извлечение аудиодорожки в формате MP3 с высоким качеством
ffmpeg -i input.mp4 -ss 00:01:00 -to 00:02:00 -c copy output.mp4  # Обрезка видео с 1 минуты до 2 минут без перекодирования
ffmpeg -i input.mp4 -vf "scale=1280:720" output.mp4  # Изменение разрешения видео до 1280x720
ffmpeg -i input.mp4 -i watermark.png -filter_complex "overlay=10:10" output.mp4  # Наложение водяного знака на видео в позиции (10,10)

Сжатие аудио

Есть два формата в которые можно перекодировать MP3 для его сжатия, а именно: AAC и OPUS.

Общие параметры аудио кодеков

• -b - Устанавливает битовую частоту в битах/с.

• -acodec codec - Устанавливает аудио-кодек. Это псевдоним для -codec:a.

• -aq q - Устанавливает качество аудио (специфично для кодека, VBR). Это псевдоним для -q:a.

Из MP3 в AAC

Кодировщики:

• Fraunhofer FDK AAC libfdk_aac

• audiotoolbox Encoder aac_at (обычно доступен только на MacOS)

• Native FFmpeg AAC Encoder aac (По умолчанию)

Профили:

• aac_low (1): Low Complexity AAC (LC) (По умолчанию) - Высокая совместимость, низкое потребление процессорной мощности. Аудио приемлемо звучит с битовой частотой 128k.

• aac_he (4): High Efficiency AAC (HE-AAC) - Низкая совместимость, высокое потребление процессорной мощности, хорошо звучит на низких битовых частотах. Аудио приемлемо звучит с битовой частотой 64k.

• aac_he_v2 (28): High Efficiency AAC version 2 (HE-AACv2) - Улучшенная версия HE-AAC, лучшее качество звука на низких битовых частотах. Аудио приемлемо звучит с битовой частотой 32k.

Какой кодек выбрать? Если доступен выбирайте aac_at, иначе libfdk_aac.

• Для AAC-LC: aac_at ≥ libfdk_aac > (aac).

• Для HE-AAC неясно, что лучше: aac_at или libfdk_aac.

Какой профиль выбрать? Выбирайте HE-AACv2.

Я выбрал aac_at c профилем HE-AACv2, если вы собираетесь использовать libfdk_aac я думаю у вас не будет большого отличия.

Параметры

• -q:a - Устанавливает качество для режима переменной битовой частоты (VBR).

• -profile:a - Устанавливает аудио профиль.

• -b:a - Устанавливает битовую частоту в битах/с. Если битовая частота не указана явно, она автоматически устанавливается на подходящее значение в зависимости от выбранного профиля. Если включен режим VBR, эта опция игнорируется.

Параметры aac_at

• -aac_at_mode - Устанавливает режим управления битовой частотой. Возможные значения варьируются от -1 до 3:

  • auto (-1): VBR, если указано глобальное качество; CBR в противном случае (По умолчанию)

  • cbr (0): Постоянная битовая частота

  • abr (1): Средняя битовая частота в долгосрочной перспективе

  • cvbr (2): Ограниченная переменная битовая частота

  • vbr (3): Переменная битовая частота

Параметры libfdk_aac

• -vbr - Устанавливает режим VBR, от 1 (низшее качество) до 5 (высокое качество). Значение 0 отключает VBR, и включается CBR (постоянная битовая частота). В настоящее время только профиль aac_low поддерживает кодирование VBR.

  • 0: отключить VBR (По умолчанию)

  • 1: 32 кбит/с на канал

  • 2: 40 кбит/с на канал

  • 3: 48-56 кбит/с на канал

  • 4: 64 кбит/с на канал

  • 5: около 80-96 кбит/с на канал

Из MP3 в OPUS

При малых битовых частотах OPUS звучит хорошо только в стерео, в моно звучит хуже чем AAC.

Кодировщик доступен только один libopus. Он не поддерживает кодирование, основанное на качестве.

Параметры

• -b:a - Устанавливает битовую частоту в битах/с.

• -vbr - Устанавливает режим VBR. Опция -vbr в FFmpeg имеет следующие допустимые аргументы, с эквивалентными опциями в opusenc в скобках:

  • off (hard-cbr): Использует кодирование с постоянной битовой частотой.

  • on (vbr): Использует кодирование с переменной битовой частотой (по умолчанию).

  • constrained (cvbr): Использует кодирование с ограниченной переменной битовой частотой.

• -frame_duration - Устанавливает максимальный размер кадра или длительность кадра в миллисекундах. Аргумент должен быть одним из следующих значений: 2.5, 5, 10, 20, 40, 60. Меньшие размеры кадров обеспечивают меньшую задержку, но меньшее качество при заданной битовой частоте. Размеры больше 20 мс интересны только при достаточно низких битовых частотах. Значение по умолчанию — 20 мс.

Пример команд

ffmpeg -i input.mp3 -c:a aac output.m4a # Явное указание кодека aac (aac), который используется по умолчанию
ffmpeg -i input.mp3 -c:a libopus output.m4a # Использование кодека libopus (opus)
ffmpeg -i input.mp3 -c:a libfdk_aac output.m4a # Использование кодека libfdk_aac (aac)
ffmpeg -i input.mp3 -c:a libfdk_aac -profile:a aac_he -b:a 64k output.m4a # Использование профиля AAC HE первой версии
ffmpeg -i input.mp3 -c:a libfdk_aac -profile:a aac_he_v2 -b:a 32k output.m4a # Использование профиля AAC HE второй версии
ffmpeg -i input.mp3 -c:a aac_at -profile:a 4 -b:a 64k output.m4a # Использование профиля AAC HE первой версии для кодека aac_at (aac)
ffmpeg -i input.mp3 -c:a aac_at -profile:a 28 -b:a 32k output.m4a # Использование профиля AAC HE второй версии для кодека aac_at (aac)
ffmpeg -i input.mp3 -q:a 10 output.m4a # Указание качества 10 (0-14, 0 - самое высокое качество)
ffmpeg -i input.mp3 -b:a 128k output.m4a # Указание битовой частоты

Таблица сравнения кодеков

Заключение

Я решил использовать кодек libopus в режиме vbr on с битовой частотой 48k. И в итоге смог сжать 22 ГБ аудио в 5 ГБ.

Вот какой скрипт я использовал для этой задачи:

#!/opt/homebrew/bin/fish

function user_confirmation -d "Get confirmation from user" -a message
    set -q message[1]
    or set -f message "Do you want to continue?"

    while true
        read -l -P "$message [y/N] " answer

        switch $answer
            case Y y
                return 0
            case '' N n
                return 1
        end
    end
end

set COMPRESSED ./Compressed
set YANDEX_MUSIC ./YandexMusic
set YOUTUBE_MUSIC ./YoutubeMusic

if not test -d $YANDEX_MUSIC
    and not test -d $YOUTUBE_MUSIC
    echo One or all source directories not exist.
    exit 1
end

if not test -d $COMPRESSED
    mkdir $COMPRESSED
end

if user_confirmation "Do you want to reset COMPRESSED directory"
    rm -r $COMPRESSED/*

    read -l -P "Copy (c) or Move (m) from source directories? [C/m] " answer

    switch $answer
        case M m
            mv $YANDEX_MUSIC/* $COMPRESSED/
            mv $YOUTUBE_MUSIC/* $COMPRESSED/
        case '' C c
            cp -a $YANDEX_MUSIC/. $COMPRESSED
            cp -a $YOUTUBE_MUSIC/. $COMPRESSED
        case '*'
            exit 1
    end
    or exit 1
end

set files (find $COMPRESSED -type f -name '*.mp3')

for file in $files
    set new_file (path change-extension '' $file)
    ffmpeg -i "$file" -c:a libopus -b:a 48k -frame_duration 60 -vbr on "$new_file".opus
    and rm "$file"
end

Переписанный нейросетью скрипт для bash (не запускал):

#!/bin/bash

user_confirmation() {
    local message="${1:-Do you want to continue?}"

    while true; do
        read -p "$message [y/N] " answer

        case $answer in
            [Yy]* ) return 0;;
            [Nn]* | "" ) return 1;;
            * ) echo "Please answer yes or no.";;
        esac
    done
}

COMPRESSED="./Compressed"
YANDEX_MUSIC="./YandexMusic"
YOUTUBE_MUSIC="./YoutubeMusic"

if [ ! -d "$YANDEX_MUSIC" ] && [ ! -d "$YOUTUBE_MUSIC" ]; then
    echo "One or all source directories do not exist."
    exit 1
fi

if [ ! -d "$COMPRESSED" ]; then
    mkdir "$COMPRESSED"
fi

if user_confirmation "Do you want to reset COMPRESSED directory"; then
    rm -r "$COMPRESSED"/*

    read -p "Copy (c) or Move (m) from source directories? [C/m] " answer

    case $answer in
        [Mm]* )
            mv "$YANDEX_MUSIC"/* "$COMPRESSED"/
            mv "$YOUTUBE_MUSIC"/* "$COMPRESSED"/
            ;;
        [Cc]* | "" )
            cp -a "$YANDEX_MUSIC"/. "$COMPRESSED"
            cp -a "$YOUTUBE_MUSIC"/. "$COMPRESSED"
            ;;
        * )
            exit 1
            ;;
    esac
else
    exit 1
fi

files=$(find "$COMPRESSED" -type f -name '*.mp3')

for file in $files; do
    new_file="${file%.mp3}"
    ffmpeg -i "$file" -c:a libopus -b:a 48k -frame_duration 60 -vbr on "${new_file}.opus"
    if [ $? -eq 0 ]; then
        rm "$file"
    fi
done

Источники

• Encode/AAC – FFmpeg