リサイズする scale

標準で使えるscaleフィルタの使い方。外部ライブラリにzscaleフィルタがありこちらはHDR、高品質リサイズ向けで処理速度はscaleフィルタより速くない。2022年3月4日のコミットで同程度に速くなった。

• 映像に余白を追加する pad
• 映像を指定座標に切り取る crop
• 比較する動画の解像度に合わせる scale2ref
• Zライブラリを使ったリサイズフィルタ zscale
• 映像を拡大するアップコンバートフィルタのまとめ

基本コマンド

アスペクト比を維持しながら横幅1280ピクセルにリサイズする。
ffmpeg -i input -vf scale=1280:-1 output

さらに縦幅が奇数になる場合には繰り上げて偶数にする。
ffmpeg -i input -vf scale=1280:-2 output

アスペクト比を維持しながら長辺1280ピクセルより大きいとき長辺1280ピクセルにリサイズする。小さければそのまま。
ffmpeg -i input -vf "scale=if(gte(iw\,ih)\,min(1280\,iw)\,-2):if(lt(iw\,ih)\,min(1280\,ih)\,-2)" output

アスペクト比を維持して最大横幅が1280ピクセル、縦幅が720ピクセルまで。
ffmpeg -i input -vf "scale=1280x720:force_original_aspect_ratio=decrease" output

リサイズ方法をlanczosに変える。
ffmpeg -i input -vf scale=1280:-2:flags=lanczos output
ffmpeg -i input -vf scale=1280:-2 -sws_flags lanczos output

lanczosにaccurate_rndを併用する。
ffmpeg -i input -vf scale=1280:-2 -sws_flags lanczos+accurate_rnd output

ガンマ補正を行う。既定値では行わない。
ffmpeg -i input -vf scale=1280:-2 -gamma 1 output

横幅が1280ピクセル未満はリサイズせずに、超えたら横幅1280ピクセルをアスペクト比に合わせて縦幅をリサイズする。
ffmpeg -i input -vf scale=min(1280\,iw):min(-2\,ih) output

解像度1920×1080以下はリサイズせずに、超えた分のアスペクト比の大きい方に合わせて1920×1080に収まるようにリサイズする。
ffmpeg -i input -vf scale=iw*min(1920/iw\,1080/ih):ih*min(1920/iw\,1080/ih) output

sarとdarが通常のではなく、出力時に指定したdarと縦幅でリサイズする。例は16:9で縦幅720ピクセルに横幅を自動に合わせる。16:9なので横幅は1280ピクセルになる。
ffmpeg -i input -vf setsar=1,setdar=dar=16/9,scale=(dar*oh):720 output

evalの利用例。出力解像度は変更できないので複数の映像を合わせる。例えばoverlayフィルタなどで使える。
ffmpeg -i input1 -i input2 -filter_complex [1:v]scale=-1:ih-100*t:eval=frame[top];[0:v][top]overlay=x=100:y=100:shortest=1 output

映像の上に映像をのせる overlay

上の例だとoverlayフィルタの指定座標に向かってリサイズする。2入力目の映像の中心に向かってリサイズするにはoverlayフィルタの座標も動的に変更する。これを一度に行うのがzoompanフィルタだがまだ記事を書いていない。
ffmpeg -i input1 -i input2 -filter_complex [1:v]scale=-1:ih-100*t:eval=frame[top];[0:v][top]overlay=x=100+100*t:y=100+100*t:shortest=1 output

video – ffmpeg: How to scale .png over time – Super User
animation – ffmpeg scale down video dynamically (squeeze-back) or zoompan out to smaller than original – Stack Overflow

yuvjのついたフルレンジピクセルフォーマットにHEVCは対応しているが、AVC、jpeg2000、AV1等は対応してないので出力カラーレンジにリミテッドレンジをつける。
ffmpeg -i yuvj_input -vf scale=out_range=pc -c:a copy output

BGR（RGBではない）からYUVに変換するときはscaleフィルタのフラグにaccurate_rndをつける。
ffmpeg -i bgr_input -vf scale=flags=accurate_rnd -c:a copy output

ffmpegのwiki：Scaling – FFmpeg
公式ドキュメント：FFmpeg Filters Documentation : scale

オプション

• width, w[string]
  出力解像度の横幅。0は入力と同じ。-1はアスペクト比を揃えて縦解像度に合わせる。-nでnの倍数で割りきれるように繰り上げて調整する
• height, h[string]
  出力解像度の縦幅。0は入力と同じ。-1はアスペクト比を揃えて横解像度に合わせる。-nでnの倍数で割りきれるように繰り上げて調整する
• size, s[string]
  横幅x縦幅。使える書式
• flags[string]
  リサイズアルゴリズムの指定。+をつけて複数指定できる。設定値は後述
• interl[boolean]
  インターレース保持のリサイズ指定
• 0：保持しない。既定値
• 1：保持する
• in_color_matrix[string]
  入力カラーマトリクス
• auto：既定値
• bt601
• bt470
• smpte170m
• bt709
• fcc
• smpte240m
• bt2020
• out_color_matrix[string]
  出力カラーマトリクス
  設定値はin_color_matrixと同じ
• in_range[int]
  入力カラーレンジ
• 0, auto, unknown：既定値
• 1, mpeg, limited, tv
• 2, jpeg, full, pc
• out_range[int]
  出力カラーレンジ。設定値はin_rangeと同じ
• in_v_chr_pos[int]
  縦方向の入力クロマポジション
  既定値：-513（無指定扱い）
  範囲：-513から512
• in_h_chr_pos[int]
  横方向の入力クロマポジション
  既定値：-513（無指定扱い）
  範囲：-513から512
• out_v_chr_pos[int]
  縦方向の出力クロマポジション。out_h_chr_pos=0:out_v_chr_pos=128でchroma_sample_loc_type=0のleft。out_h_chr_pos=0:out_v_chr_pos=0でchroma_sample_loc_type=2のtop leftになる
  既定値：-513（無指定扱い）
  範囲：-513から512
• out_h_chr_pos[int]
  横方向の出力クロマポジション
  既定値：-513（無指定扱い）
  範囲：-513から512
• force_original_aspect_ratio[int]
  scaleフィルタの縦横（w, h）どちらに合わせアスペクト比（DAR）維持してリサイズするか
• 0, disable：無効。既定値
• 1, decrease：短い方に合わせる
• 2, increase：長い方に合わせる
• param0, param1[double]
  lanczosで使う
• nb_slices[int]
  スライス数の指定。デバグ目的で利用
  既定値：0
• eval[int]
  リサイズの評価方法
• 0, init：1フレーム目で固定。既定値
• 1, frame：フレーム毎に変動

縦横幅に使える書式

これも使える。ffmpeg で使える評価式

• in_w, iw：入力横幅
• in_h, ih：入力縦幅
• out_w, ow：横幅（width, w）で指定した値。縦幅の指定に横幅でリサイズした後の値を使うときに使う
• out_h, oh：縦幅（height, h）で指定した値。横幅の指定に縦幅でリサイズした後の値を使うときに使う
• a：iw / ih
• sar：サンプルアスペクト比
• dar：(iw / ih) * sar
• hsub, vsub：入力クロマサブサンプル値。yuv422pだと hsubは2、vsubは1
• ohsub, ovsub：出力クロマサブサンプル値。yuv422pだと hsubは2、vsubは1

evalに使える書式

• n
  0から始まるフレーム番号
• t
  タイムスタンプ秒
• pos
  デコード時点での合計ファイルサイズ

リサイズアルゴリズム

-sでのリサイズと、-vfのscaleフィルタでflagsを指定しない場合はbicubicが使われるが、-filter_complexのscaleフィルタでflagsを指定しない場合はbilinearが使われて、-vf、-filter_complexで使われるアルゴリズムが異なる。この仕様は2021年8月5日のコミットで直り無指定ではbicubicが使われるようになった。

• fast_bilinear
• bilinear
• bicubic
• experimental
• neighbor
• area
• bicublin
• gauss
• sinc
• lanczos
• spline
• print_info
• accurate_rnd
• full_chroma_int
• full_chroma_inp
• bitexact
• error_diffusion

公式ドキュメント：FFmpeg Scaler Documentation : sws_flags

ディザーアルゴリズム

-sws_ditherからアルゴリズムを指定できる。

• 0, none
• 1, auto：swsから児童に選ばれる。既定値
• 2, bayer
• 3, ed：error diffusion
• 4, a_dither：arithmetic addition dither
• 5, x_dither：arithmetic xor dither

公式ドキュメント：FFmpeg Scaler Documentation : sws_dither