视频音频编码知识.docx
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视频音频编码知识
audio。
AAC（AdvancedAudioCoder）区别于ac3，mp3（全称MPEG1Layer3，可不是MPEG3的缩写哦）等等，aac是Mp4官方指定的mp4音频规格。
和video一样，她也有两个profile：
-LC-AAC（LowComplexity）也被叫做MAIN@Level2
-HE-AAC（HighEfficiency）也被叫做AACSBR/AAC+/aacplus
再次抛开技术性的数据，HE比LC更高级一些，允许你在相同音质下已更低的bitrate编码。
帧间压缩。
其次,时间相关性的统计分析:
统计的结果表明,在间隔1~2帧的图像中,各像素只有10%以下的点,其亮度差值变化超过2%,而色度差值的变化只有1%以下。
采用的压缩方法:
分组:
把几帧图像分为一组（GOP）,为防止运动变化,帧数不宜取多。
1.定义帧:
将每组内各帧图像定义为三种类型,即I帧、B帧和P帧;
2.预测帧:
以I帧做为基础帧,以I帧预测P帧,再由I帧和P帧预测B帧;
3.数据传输:
最后将I帧数据与预测的差值信息进行存储和传输。
I帧:
帧内编码帧
I帧特点:
1.它是一个全帧压缩编码帧。
它将全帧图像信息进行JPEG压缩编码及传输;
2.解码时仅用I帧的数据就可重构完整图像;
3.I帧描述了图像背景和运动主体的详情;
4.I帧不需要参考其他画面而生成;
5.I帧是P帧和B帧的参考帧（其质量直接影响到同组中以后各帧的质量）;
6.I帧是帧组GOP的基础帧（第一帧）,在一组中只有一个I帧;
7.I帧不需要考虑运动矢量;
8.I帧所占数据的信息量比较大。
P帧:
前向预测编码帧。
P帧的预测与重构:
P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧“某点”的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。
在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧“某点”的预测值并与差值相加以得到P帧“某点”样值,从而可得到完整的P帧。
P帧特点:
1.P帧是I帧后面相隔1~2帧的编码帧;
2.P帧采用运动补偿的方法传送它与前面的I或P帧的差值及运动矢量（预测误差）;
3.解码时必须将I帧中的预测值与预测误差求和后才能重构完整的P帧图像;
4.P帧属于前向预测的帧间编码。
它只参考前面最靠近它的I帧或P帧;
5.P帧可以是其后面P帧的参考帧,也可以是其前后的B帧的参考帧;
6.由于P帧是参考帧,它可能造成解码错误的扩散;
7.由于是差值传送,P帧的压缩比较高。
B帧:
双向预测内插编码帧。
B帧的预测与重构
B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,“找出”B帧“某点”的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。
接收端根据运动矢量在两个参考帧中“找出（算出）”预测值并与差值求和,得到B帧“某点”样值,从而可得到完整的B帧。
B帧特点
1.B帧是由前面的I或P帧和后面的P帧来进行预测的;
2.B帧传送的是它与前面的I或P帧和后面的P帧之间的预测误差及运动矢量;
3.B帧是双向预测编码帧;
4.B帧压缩比最高,因为它只反映丙参考帧间运动主体的变化情况,预测比较准确;
5.B帧不是参考帧,不会造成解码错误的扩散。
注:
I、B、P各帧是根据压缩算法的需要,是人为定义的,它们都是实实在在的物理帧,至于图像中的哪一帧是I帧,是随机的,一但确定了I帧,以后的各帧就严格按规定顺序排列。
x264参数介绍（一、帧类型和码率控制）
本页说明所有x264参数之目的和用法。
参数的排列相同于在x264--fullhelp出现的顺序。
参阅：
X264统计资料输出、X264统计资料档案和X264编码建议。
x264设定
说明
x264带有一些内置的文件。
要阅读此说明，执行x264--help、x264--longhelp或x264--fullhelp。
越后面的选项会提供越详细的资讯。
输入
以一个位置引数指定输入的视讯。
例如：
x264.exe--outputNULC:
\input.avsx264--output/dev/null~/input.y4m
当输入是rawYUV格式时，还必须告知x264视讯的分辨率。
你可能也要使用--fps来指定帧率：
x264.exe--outputNUL--fps25--input-res1280x720D:
\input.yuvx264--output/dev/null--fps30000/1001--input-res640x480~/input.yuv
默认
为了减少使用者花费时间和精力在命令列上而设计的一套系统。
这些设定切换了哪些选项可以从x264--fullhelp的说明里得知。
profile
默认：
无
说明：
限制输出文件的profile。
这个参数将覆盖其它所有值，此选项能保证输出profile兼容的视频流。
如果使用了这个选项，将不能进行无损压缩（qp0orcrf0）。
可选：
baseline，main，high
-BaselineProfile提供I/P帧，仅支持progressive（逐行扫描）和CAVLC
-ExtendedProfile提供I/P/B/SP/SI帧，仅支持progressive（逐行扫描）和CAVLC
-MainProfile提供I/P/B帧，支持progressive（逐行扫描）和interlaced（隔行扫描），提供CAVLC或CABAC
-HighProfile（也就是FRExt）在MainProfile基础上新增：
8x8intraprediction（8x8帧内预测）,customquant（自定义量化）,losslessvideocoding（无损视频编码）,更多的yuv格式（4:
4:
4...）
建议：
不设置。
除非解码环境只支持main或者baselineprofile的解码。
preset
默认：
medium
一些在压缩效率和运算时间中平衡的预设值。
如果指定了一个预设值，它会在其它选项生效前生效。
可选：
ultrafast,superfast,veryfast,faster,fast,medium,slow,slower,veryslowandplacebo.
建议：
可接受的最慢的值
tune
默认：
无
说明：
在上一个选项基础上进一步优化输入。
如果定义了一个tune值，它将在preset之后，其它选项之前生效。
可选：
film,animation,grain,stillimage,psnr,ssim,fastdecode,zerolatencyandtouhou.
建议：
根据输入选择。
如果没有合适的就不要指定。
slow-firstpass
默认：
无
说明：
随着预设值机制在r1177版本的出现，使用–pass1会在解析命令行时增加以下设置：
*ref1
*no-8x8dct
*partitionsi4x4（iforiginallyenabled,elsenone）
*media
*submeMIN（2,subme）
*trellis0
如果设置preset=placebo则自动关闭此特性。
如果想显式关闭此特性，使用slow-firstpass。
帧类型
keyint
默认：
250
说明：
设置x264输出中最大的IDR帧（亦称关键帧）间距。
IDR帧是视频流的“分隔符”，所有帧都不可以使用越过关键帧的帧作为参考帧。
IDR帧是I帧的一种，所以它们也不参照其它帧。
这意味着它们可以作为视频的搜索（seek）点。
通过这个设置可以设置IDR帧的最大间隔帧数（亦称最大图像组长度）。
较大的值将导致IDR帧减少（会用占用空间更少的P帧和B帧取代），也就同时减弱了参照帧选择的限制。
较小的值导致减少搜索一个随机帧所需的平均时间。
建议：
默认值（fps的10倍）对大多数视频都很好。
如果在为蓝光、广播、直播流或者其它什么专业流编码，也许会需要更小的图像组长度（一般等于fps）。
参见：
min-keyint,scenecut,intra-refresh
min-keyint
默认：
auto（keyint/10）
说明：
参见keyint的说明。
过小的keyint范围会导致产生“错误的”IDR帧（比如说，一个闪屏场景，参见上一篇blog）。
此选项限制了IDR帧之间的最小距离。
建议：
默认，或者与fps相等
参见：
keyint,scenecut
no-scenecut
默认：
无
说明：
完全关闭自适应I帧决策。
参见：
scenecut
scenecut
默认：
40
说明：
设置决策使用I帧、IDR帧的阈值（场景变换检测）。
x264会计算每一帧与前一帧的不同程度并得出一个值。
如果这个值低于scenecut，那么就算检测到一个“场景变换”。
如果此时距离上一帧的距离小于min-keyint则插入一个I帧，反之则插入一个IDR帧。
较高的值会增加侦测到“场景变换”纪律。
更详细的工作原理可见http:
//forum.doom9.org/showthread.php?
t=121116
设置scenecut=0与no-scenecut等效。
建议：
使用默认值
参见：
keyint,min-keyint,no-scenecut
intra-refresh
默认：
off
说明：
让x264为每keyint数量的帧使用宏块内部编码取代IDR帧。
块以水平移动列的方式更新，也叫刷新波。
对于低延迟的流，这样可以让帧的尺寸比使用标准的IDR帧更加保持恒定。
而且这样可以增强视频流对丢包的容错能力。
这个选项会降低压缩率，所以在确实需要的时候才选择它。
还有一些有意思的事情：
1、第一帧依然是IDR帧。
2、内部宏块只在P帧中存在，刷新波在一个或多个B帧后的P帧中广泛存在。
3、主要的压缩率下降原因是在宏块中新（左边）的波并不能参考旧（右边）的波。
建议：
使用默认值
bframes
默认：
3
说明：
设置x264可使用的B帧的最大连续数量。
没有B帧时，一个典型的x264流帧类型是这样的：
IPPPPP…PI。
如果设置了-bframes2，那么两个连续的P帧就可以用B帧替换，然后就像这样：
IBPBBPBPPPB…PI。
B帧和P帧的区别在于它可以参照它之后的帧，这个特点让它可以显著地提升压缩率。
他们的平均品质受–pbratio选项的控制。
还有一些有意思的事情：
1、x264有2种B帧，一种可以作为参照帧，一种不能；
2、关于x264如何决策B帧或P帧，可以看看这个ffmpeg-devel邮件列表中的这一封http:
//article.gmane.org/p.video.ffmpeg.devel/29064。
这种情况下帧类型看起来就像这样IBBBPBBBPBPI（假设设置–bframes3）。
参见：
–no-b-adapt,–b-bias,–b-pyramid,–ref,–pbratio,–partitions,–weightb
b-adapt
默认：
1
说明：
设置B帧决策算法，这个选项会影响到x264使用P帧或者B帧。
0——关闭。
总是使用B帧。
和以前的no-b-adapt选项效果相同；
1——‘快速’算法。
快速，–b-frames越大速度越快。
推荐配合使用–bframes16；
2——‘最佳’算法，慢速，–b-frames越大速度越慢；
注意：
多趟编码时，只有第一趟编码的此选项起效，因为第一趟编码结束时，帧类型就已经被决定了。
b-bias
默认：
0
说明：
调节使用B帧的力度。
越大的值越偏向B帧，可以在-100和100之间选择。
100或-100不能保证完全或是全是B帧（使用–b-adapt0）。
请只在你认为你能做出比x264更好的码率控制时才使用这个选项。
参见：
–b-frames,–ipratio
b-pyramid
默认：
normal
说明：
允许B帧作为参照帧。
如果关闭，那么只有I帧和P帧才能作为参照帧。
可以作为参照帧的B帧的量化参数会介于P帧和普通B帧之间。
只在–b-frames设置大于等于2时此选项才生效。
如果是在为蓝光光盘编码，请使用none或者strict。
none——不允许B帧作为参照帧；
strict——一个图像组内只允许一个B帧参照帧，这是蓝光编码强制要求的标准；
normal——任意使用B帧参照帧；
参见：
–bframes,–refs,–no-mixed-refs
open-gop
默认：
none
说明：
Open-GOP是一个提升压缩效率的编码技术。
它有以下选项：
none——关闭
normal——开启
bluray——开启。
一个稍低效的open-GOP版本，因为normal模式不能用于蓝光编码
有些解码器不能完全支持open-GOP流，因此这个选项默认关闭。
如果要用，请测试你的解码器。
更多open-gop的资料可以看这个链接http:
//forum.doom9.org/showthread.php?
p=1300124#post1300124
no-cabac
默认：
无
说明：
关闭CABAC（ContextAdaptiveBinaryArithmeticCoder）压缩，使用较为低效的CAVLC（ContextAdaptiveVariableLengthCoder）。
这两者在压缩效率和解码效率上有10%-20%的差别。
ref
默认：
3
说明：
控制DPB（DecodedPictureBuffer）的大小。
可以在0-16之间选择。
简单地说，就是设置P帧可以选择它之前的多少帧作为参照帧（B帧的值要小1-2，取决于那个B帧能不能作为参照）。
最小可以选择值1，只参照自己前面的那帧。
注意H.264标准限制了每个level可以参照的帧的数量。
如果选择level4.1，1080p最大选4，720p最大选9。
参照：
–b-pyramid,–no-mixed-refs,–level
no-deblock
默认：
无
说明：
完全关闭内置去块滤镜。
不推荐使用。
参见：
–deblock
deblock
默认：
0:
0
说明：
调节H.264标准中的内置去块滤镜。
这是个性价比很高的选则。
详细的参数运作原理可以看这篇文章http:
//forum.doom9.org/showthread.php?
t=109747（看楼主和akupenguin的回复）。
SeeAlso:
–no-deblock
slices
默认：
0
说明：
设置每帧的分片数，强制使用矩形分片。
（会被–slice-max-size或–slice-max-mbs选项覆盖）
如果是在为蓝光光盘编码，设置为4。
如果不是，不要使用这个选项，除非你确定你需要它。
参见：
–slice-max-size,–slice-max-mbs
slice-max-size
默认：
0
说明：
设置每个分块包括NAL头的最大大小（bytes）。
（目前与–interlaced选项不兼容）
参见：
–slices
slice-max-mbs
默认：
0
说明：
设置每个分块包含的最大宏块数量。
（目前与–interlaced选项不兼容）
参见：
–slices
tff
说明：
开启隔行编码并设置上半场在前。
x264的隔行编码使用MBAFF，因此效率不如逐行扫描。
所以，仅在需要在隔行显示的设备上显示时才开启这个选项（或是送给x264之前无法进行反隔行扫描）。
这个选项会触发–pic-struct开启。
bff
说明：
开启隔行编码并设置下半场在前。
更多信息同–tff。
constrained-intra
默认：
无
说明：
开启SVC编码的底层要求的强制帧内预测。
选择每个人都无视SVC了，你也可以忽略这个设置。
pulldown
默认：
none
说明：
为你的输入流（逐行扫描的，固定帧率的）使用一组预设的“软性电视模式”。
“软性电视模式”在HandBrakeWiki里面有很好的解释。
可选的参数有：
none、22、32、64、double、triple、euro。
除了none之外的选项都会触发–pic-struct开启。
fake-interlaced
默认：
无
说明：
把流标志为隔行的但不按隔行编码。
用于编码25p和30p的蓝光兼容视频。
码率控制
qp
默认：
无
说明：
三种可选的码率控制方法之一。
设置x264使用固定量化参数模式。
给定的数量将被作为P帧的量化参数，I帧和B帧的量化参数由–ipratioand–pbratio参数进一步算出。
QP模式适用固定的量化参数，这意味着最终的文件大小是不可知的（可以通过一些其他方法预测）。
设置为0将产出无损的输出。
相同视觉质量时，QP模式产出的文件比crf模式大。
QP模式将关闭自适应量化器，因为它是固定QP的。
这个选项和–bitrate和–crf是互斥的，三者只能选一个，它们背后的原理可以看这篇文章
一般而言crf都能代替QP模式，不过QP因为完全不需要预测所以它会运行地更快些。
参见：
–bitrate,–crf,–ipratio,–pbratio
bitrate
默认：
无
说明：
三种可选的码率控制方法之二。
设置x264使用固定目标比特率模式。
固定目标比特率意味着最终文件的大小是可知的，但是目标的质量是不可知的。
x264会试图让最终文件的整体码率与给定的码率相等。
参数的量纲为kilobits/sec（8bit=1byte）。
通常这个选项和–pass选项配合进行2趟编码。
这个选项和–qp和–crf是互斥的，三者只能选一个，它们背后的原理可以看这篇文章
参见：
–qp,–crf,–ratetol,–pass,–stats
crf
默认：
23.0
说明：
三种可选的码率控制方法之二。
固定ratefactor。
QP是固定量化器，bitrate是固定文件大小，crf则是固定“质量”。
crf可以提供跟QP一样的视觉的质量，但是文件更小。
crf的单位是ratefactor。
crf是通过降低那些“不那么重要”的帧的质量做到这一切的。
“不那么重要”意思是过于耗费码率又难以用肉眼察觉的帧，比如复杂或者超高速运行的场景。
省下来的码率会用在其它更有效的帧里。
crf编码比2趟编码快，因为它相当于省略了第1趟编码。
所以crf的最终码率也是不可预测的。
你应该根据应用场景来选择码率控制方式。
这个选项和–qp和–crf是互斥的，三者只能选一个，它们背后的原理可以看这篇文章
参见：
–qp,–bitrate
rc-lookahead
默认：
40
说明：
为mb-treeratecontrol（MacroblockTreeRatecontrol）和vbv-lookahead设置可用的帧的数量。
最大可设置为250。
对于mb-tree而言，调大这个值会得到更准确地结果，但也会更慢。
mb-tree能使用的最大值是–rc-lookahead和–keyint中较小的那一个。
对于vbv-lookahead而言，调大这个值会得更稳定和精确的码率控制。
vbv-lookahead能使用的最大值是如下公式算出来的：
MIN（rc-lookahead,MAX（–keyint,MAX（–vbv-maxrate,–bitrate）/–vbv-bufsize*–fps））
参见：
–no-mbtree,–vbv-bufsize,–vbv-maxrate
vbv-maxrate
默认：
0
说明：
设置VBV（VideoBufferingVerifier）可用的最大码率。
使用VBV会降低视频质量，只在真正需要的才设定它。
参见：
–vbv-bufsize,–vbv-init，
vbv-bufsize
默认：
0
说明：
设置VBV（VideoBufferingVerifier）可用的最大缓冲区，单位是kilobits。
使用VBV会降低视频质量，只在真正需要的才设定它。
参见：
–vbv-maxsize,–vbv-init，
vbv-init
默认：
0.9
说明：
设置重放之前必须先载入多大的VBV缓冲。
如果值小于1，那么大小就为vbv-init*vbv-bufsize。
如果大于1，则是以kbits为单位的值。
参见：
–vbv-maxsize,–vbv-bufsize，
crf-max
默认：
无
说明：
类似–qp-max，但是设置的是最大的ratefactor值而不是量化参数。
这个选项仅用于crf和vbv同时启用的时候。
它阻止x264使用小于给定值的ratefactor（也就是“质量”），哪怕会违反vbv。
一般用于流服务器。
更多的信息请看http:
//git.videolan.org/gitweb.cgi/x264.git/?
a=commit;h=81eee062a4ce9aae1eceb3befcae855c25e5ec52。
参见：
–crf,–vbv-maxrate,–vbv-bufsize
qpmin
默认：
10
说明：
设置x264可以使用的最小量化器。
量化参数越小，输出越接近输入。
使用某些值时，x264的输出可以和输入看起来完全一样，虽然其实并不是精确相同的，通常就够了没有必要使用更多比特在宏块上了。
如果开启了自适应量化器（默认开启），则不鼓励提高qpmin的值，那样可能会降低帧的平坦部分的质量。
参见：
–qpmax,–ipratio
qpmax
默认：
51
说明：
qpmin的反面，设置x264可以使用的最大量化器。
默认值51是H.264标准中的最大值，质量非常低。
默认值51其实相当于没有设置qpmax。
如果你想控制x264输出的最低品质，也许你想要把这个值调低一点（调到30-40最低了），但一般而言不推荐调节这个值。
参见：
–qpmin,–pbratio,–crf-max
qpstep
默认：
4
说明：
设置2帧间量化器最大的可变值。
ratetol
默认：
1.0
说明：
这个参数有2个可能的含义：
1、在1趟bitrate编码时，这个参数控制x264可以偏离给定的平均目标比特率的百分比。
可以设置为inf完全关闭码率溢出侦测。
最低可以设置为0.01。
较高的值可以让x264更好地处理影片结束部分的复杂场景。
对于这个目的而言单位是百分比（1.0意味着允许1%的bitrate偏差）。
很多影片（比如说动作打斗片）在最后的片段里十分复杂。
1趟编码并不知道哪里是最复杂的片断
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