FFmpeg 工具介绍及 M4S 转 MP4 批量处理脚本解析

原创于 2025-12-11 09:45:00 发布 · 535 阅读

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#ffmpeg #python #自动化

FFmpeg 工具介绍及 M4S 转 MP4 批量处理脚本解析

一、FFmpeg 工具概述

FFmpeg 是一款跨平台的开源音视频处理工具集，被广泛应用于音视频的编解码、格式转换、剪辑、合并、流媒体处理等场景。它支持几乎所有主流的音视频格式，具备高性能、轻量级、灵活性强的特点，是音视频处理领域的工业级标准工具。

核心优势：

格式兼容性极强：支持 MP4、FLV、M4S、MKV、AAC、MP3 等数百种音视频格式的转换与处理；
无损处理能力：支持直接复制音视频流（-c copy），无需重新编码，处理速度快且无画质 / 音质损失；
命令行灵活可控：通过参数组合可实现定制化的音视频处理逻辑，适配不同场景需求；
跨平台支持：可运行在 Windows、macOS、Linux 等主流操作系统。

在本脚本中，FFmpeg 主要用于将 B 站下载的分离式 M4S 音频 / 视频文件合并为通用的 MP4 格式，核心利用其 “流复制” 特性实现无损转换。

二、M4S 转 MP4 批量处理脚本模块解析

该脚本专为解决 B 站下载的 M4S 格式文件（视频 video.m4s + 音频 audio.m4s 分离存储）批量转换为 MP4 格式设计，整体遵循模块化、高容错、易用性的设计原则，各模块功能及实现逻辑如下：

1. 环境检查模块：`check_ffmpeg_installed`

def check_ffmpeg_installed() -> bool:
    """检查ffmpeg是否已安装并配置到环境变量"""
    try:
        subprocess.run(
            ["ffmpeg", "-version"],
            stdout=subprocess.PIPE,
            stderr=subprocess.PIPE,
            check=True
        )
        return True
    except (subprocess.CalledProcessError, FileNotFoundError):
        return False

功能：校验系统是否已安装 FFmpeg 且配置到环境变量（可全局调用）；
实现逻辑：通过执行 ffmpeg -version 命令，捕获 “命令不存在”（FileNotFoundError）或 “执行失败”（CalledProcessError）异常，返回布尔值；
核心作用：作为脚本执行的前置校验，避免后续因 FFmpeg 缺失导致批量转换失败。

2. 标题解析模块：`get_video_title`

def get_video_title(cache_dir: Path) -> str:
    """从entry.json读取视频标题，读取失败则返回文件夹名"""
    entry_json = cache_dir / "entry.json"
    default_title = cache_dir.name

    if not entry_json.exists():
        return default_title

    try:
        with open(entry_json, "r", encoding="utf-8") as f:
            data = json.load(f)
            title = data.get("title", default_title)
            # 清理文件名非法字符
            illegal_chars = ['/', '\\', ':', '*', '?', '"', '<', '>', '|']
            for char in illegal_chars:
                title = title.replace(char, "_")
            return title
    except Exception as e:
        print(f"⚠️ 读取{cache_dir}标题失败：{str(e)}，使用默认标题")
        return default_title

功能：从 B 站下载目录的 entry.json 文件中读取视频原始标题，作为输出 MP4 文件的命名依据；
核心逻辑：
1. 优先读取 entry.json 中的 title 字段；
2. 若文件不存在 / 读取失败，降级使用文件夹名作为默认标题；
3. 自动清理标题中的系统非法字符（如 /、:、* 等），避免文件命名报错；
容错设计：捕获所有读取异常，保证脚本不中断，提升鲁棒性。

3. 文件查找模块：`find_m4s_files`

def find_m4s_files(target_dir: Path) -> List[Tuple[Path, Path]]:
    """
    递归查找目标目录下的m4s文件对（video.m4s + audio.m4s）
    返回格式：[(video_file, audio_file), ...]
    """
    m4s_pairs = []

    # 查找所有video.m4s文件
    video_files = list(target_dir.rglob("video.m4s"))
    for video_file in video_files:
        # 查找同目录下的audio.m4s
        audio_file = video_file.parent / "audio.m4s"
        if audio_file.exists():
            m4s_pairs.append((video_file, audio_file))
        else:
            print(f"⚠️ {video_file.parent} 目录下未找到audio.m4s，跳过")

    if not m4s_pairs:
        print(f"❌ 在{target_dir}中未找到有效的video.m4s+audio.m4s文件对")
    return m4s_pairs

功能：递归扫描指定目录，找出所有成对存在的 video.m4s 和 audio.m4s 文件；
实现逻辑：
1. 通过 rglob 递归查找所有 video.m4s 文件；
2. 逐个校验同目录下是否存在 audio.m4s，仅保留成对文件；
3. 对缺失音频文件的情况给出提示，对无有效文件对的场景明确报错；
返回值：元组列表 [(视频文件路径, 音频文件路径), ...]，为后续合并提供数据源。

4. 格式转换模块：`merge_m4s_to_mp4`

def merge_m4s_to_mp4(video_file: Path, audio_file: Path, output_mp4: Path) -> None:
    """
    合并m4s文件为mp4（无损转换）
    :param video_file: video.m4s路径
    :param audio_file: audio.m4s路径
    :param output_mp4: 输出mp4路径
    """
    # ffmpeg命令：直接复制音视频流，无需重新编码
    cmd = [
        "ffmpeg",
        "-i", str(video_file),  # 输入视频流
        "-i", str(audio_file),  # 输入音频流
        "-c:v", "copy",  # 复制视频编码（无损）
        "-c:a", "copy",  # 复制音频编码（无损）
        "-strict", "experimental",  # 兼容B站特殊音频格式
        "-y",  # 覆盖已存在的文件
        "-loglevel", "error",  # 只输出错误信息，减少冗余
        str(output_mp4)
    ]

    try:
        subprocess.run(cmd, check=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        print(f"✅ 成功转换：{output_mp4.name}")
    except subprocess.CalledProcessError as e:
        # 若无损转换失败，尝试重新编码音频（兼容模式）
        print(f"⚠️ 无损转换失败，尝试兼容模式：{str(e.stderr[:200])}")
        compat_cmd = [
            "ffmpeg",
            "-i", str(video_file),
            "-i", str(audio_file),
            "-c:v", "copy",  # 视频仍无损
            "-c:a", "aac",  # 音频重新编码为AAC
            "-y",
            "-loglevel", "error",
            str(output_mp4)
        ]
        subprocess.run(compat_cmd, check=True, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
        print(f"✅ 兼容模式转换成功：{output_mp4.name}")

功能：核心转换逻辑，调用 FFmpeg 合并 M4S 文件为 MP4；
核心参数说明：
- -c:v copy/-c:a copy：直接复制音视频流，无重新编码，实现无损、高速转换；
- -strict experimental：兼容 B 站部分特殊编码的音频格式；
- -y：自动覆盖已存在的输出文件，无需手动确认；
- -loglevel error：仅输出错误信息，简化控制台输出；
容错设计：
1. 优先尝试无损转换；
2. 若失败（如音频编码不兼容），自动降级为 “视频无损 + 音频重新编码为 AAC” 的兼容模式，保证转换成功率。

5. 批量执行模块：`batch_convert_m4s`

def batch_convert_m4s(input_dir: str, output_dir: str = "./bilibili_mp4_output") -> None:
    """
    批量转换m4s文件为mp4
    :param input_dir: 包含m4s文件的目录（单个文件夹路径）
    :param output_dir: 输出mp4的目录（默认当前目录下bilibili_mp4_output）
    """
    # 前置检查
    if not check_ffmpeg_installed():
        raise RuntimeError("❌ 未找到ffmpeg，请先安装并配置到环境变量")

    input_path = Path(input_dir)
    output_path = Path(output_dir)

    # 校验输入目录
    if not input_path.exists():
        raise FileNotFoundError(f"❌ 输入目录不存在：{input_dir}")

    # 创建输出目录
    output_path.mkdir(exist_ok=True)
    print(f"📁 输出目录：{output_path.absolute()}")

    # 查找m4s文件对
    m4s_pairs = find_m4s_files(input_path)
    if not m4s_pairs:
        return

    # 逐对转换
    total = len(m4s_pairs)
    print(f"\n🚀 共找到{total}个可转换的视频文件对，开始转换...")

    for idx, (video_file, audio_file) in enumerate(m4s_pairs, 1):
        # 获取视频标题（取最近的上级目录作为缓存目录）
        cache_dir = video_file.parent
        while not (cache_dir / "entry.json").exists() and cache_dir != input_path:
            cache_dir = cache_dir.parent

        title = get_video_title(cache_dir)
        # 避免重复文件名，添加序号
        output_mp4 = output_path / f"{title}_{idx if total > 1 else ''}.mp4"

        print(f"\n[{idx}/{total}] 处理：{title}")
        merge_m4s_to_mp4(video_file, audio_file, output_mp4)

    print(f"\n🎉 转换完成！所有文件已保存至：{output_path.absolute()}")

功能：脚本入口模块，整合所有子功能实现批量转换；
执行流程：
1. 前置校验：检查 FFmpeg 安装状态、输入目录是否存在；
2. 初始化：创建输出目录（不存在则自动创建）；
3. 数据源准备：调用 find_m4s_files 获取有效 M4S 文件对；
4. 循环处理：逐个调用 merge_m4s_to_mp4 转换文件，自动处理文件名（多文件时添加序号避免重复）；
5. 结果反馈：输出转换进度和最终结果路径。

6. 脚本入口

if __name__ == "__main__":
    # ===================== 配置区（修改这里）=====================
    INPUT_DIRECTORY = "/Users/用户/Movies/"  # 你的m4s文件所在目录
    OUTPUT_DIRECTORY = "/Users/用户/Movies/"  # 输出MP4的目录
    # ============================================================

    try:
        batch_convert_m4s(INPUT_DIRECTORY, OUTPUT_DIRECTORY)
    except Exception as e:
        print(f"\n❌ 程序执行失败：{str(e)}")