ffmpeg/x264 码率控制分析

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我是靠谱客的博主单身大雁，最近开发中收集的这篇文章主要介绍ffmpeg/x264 码率控制分析，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

ffmpeg编码h264流参看： ffmpeg编码示例

x264编码h264流： x264编码示例

有效影响视频码率的参数有：

一：间接影响

1.关键帧间隔

x264		ffmpeg		说明
命令行	字段	命令行	字段
max-keyint	i_keyint_max	g	gop_size	关键帧的最大间隔帧数
min-keyint	i_keyint_min		keyint_min	关键帧的最小间隔帧数

码率∝关键帧间隔（其他参数恒定）

2分辨率

x264		ffmpeg		说明
命令行	字段	命令行	字段
resize（滤镜）	i_width	-s	width	宽
	i_height		width	长

码率∝分辨率（其他参数恒定）

3帧率

x264		ffmpeg		说明
命令行	字段	命令行	字段
fps	i_fps_num	fps	time_base.num	帧率分子/时间线分子
	i_fps_den		time_base.den	帧率分母/时间线分母

码率∝帧率（其他参数恒定）
注： x264：i_fps_num = 15;i_fps_den= 1 ;//帧率15。

ffmpeg：time_base.num=1;time_den=1;//帧率15。

等等视频质量的参数，无可厚非，视频质量提升，要么编码速度降低，要么码率增大。

4.B帧数

x264		ffmpeg		说明
命令行	字段	命令行	字段
b-adapt	b_bframe_adaptiv		b_frame_strategy	设定弹性B帧配置决策算法。此设定控制x264如何决定要放置P帧或B帧。 0：停用，总是挑选B帧。 1：“快速”算法，较快。 2：“最佳”算法，较慢。
bframes	i_bframe		max_b_frames	最大b帧数

码率∝1/ b帧数（其他参数恒定）
二直接控制

x264

ffmpeg

说明

字段

取值

字段

取值

x264_param_t->rc

264中控制码率的结构体

i_rc_method

X264_RC_CQP 0

恒定质量

X264_RC_CRF 1

恒定码率

X264_RC_ABR 2

平均码率

码率控制方式

i_qp_constant

恒定qp值,0代表无损压缩.

cqp

取值范围0到51。经常取值在20-40之间，越小质量越好,要求的码率越高。0表示无损压缩

固定量化因子。

i_qp_min

i_qp_max

最小qp取值。默认10

最大。默认51

qmin

qmax

取值范围0到51。经常取值在20-40之间

i_qp_step

max_qdiff

量化步长，即相邻两帧之间量化值之差的最大值

i_bitrate

码率值

bit_rate

码率值

视频大小	分辨率	建议码率
480P	720X480	1800Kbps
720P	1280X720	3500Kbps
1080P	1920X1080	8500Kbps

i_vbv_max_bitrate

最大瞬时码率，默认0

rc_max_rate

最大瞬时码率

f_rf_constant_max

是实际质量最大值

f_rf_constant

是实际质量，越大图像越花，越小越清晰。

未选择时，优先选择的顺序是 bitrate > QP > CRF，会按照该顺序排查参数，直到发现某种类型参数合法时确定类型。

if ( bitrate ) rc_method = ABR;
else if ( qp || qp_constant ) rc_method = CQP;
else rc_method = CRF;

VBR（Variable Bit Rate）即 qp，动态比特率，其码率可以随着图像的复杂程度的不同而变化，因此其编码效率比较高，Motion发生时，马赛克很少。码率控制算法根据图像内容确定使用的比特率，图像内容比较简单则分配较少的码率(似乎码字更合适)，图像内容复杂则分配较多的码字，这样既保证了质量，又兼顾带宽限制。这种算法优先考虑图像质量。

CBR（Constant Bit Rate）即 bitrate ，是以恒定比特率方式进行编码，有Motion发生时，由于码率恒定，只能通过增大QP来减少码字大小，图像质量变差，当场景静止时，图像质量又变好，因此图像质量不稳定。这种算法优先考虑码率(带宽)。

CVBR（Constrained VariableBit Rate）即CRF,这样翻译成中文就比较难听了，它是VBR的一种改进方法。但是Constrained又体现在什么地方呢？这种算法对应的Maximum bitRate恒定或者Average BitRate恒定。这种方法的兼顾了以上两种方法的优点：在图像内容静止时，节省带宽，有Motion发生时，利用前期节省的带宽来尽可能的提高图像质量，达到同时兼顾带宽和图像质量的目的。同时i_bitrate也需要设置。

x264中 x264_param_t->rc 结构体

/* Encoder analyser parameters */
struct
{
unsigned int intra;
/* intra partitions */
unsigned int inter;
/* inter partitions */
int
b_transform_8x8;
int
i_weighted_pred; /* weighting for P-frames */
int
b_weighted_bipred; /* implicit weighting for B-frames */
int
i_direct_mv_pred; /* spatial vs temporal mv prediction */
int
i_chroma_qp_offset;
int
i_me_method; /* motion estimation algorithm to use (X264_ME_*) */
int
i_me_range; /* integer pixel motion estimation search range (from predicted mv) */
int
i_mv_range; /* maximum length of a mv (in pixels). -1 = auto, based on level */
int
i_mv_range_thread; /* minimum space between threads. -1 = auto, based on number of threads. */
int
i_subpel_refine; /* subpixel motion estimation quality */
int
b_chroma_me; /* chroma ME for subpel and mode decision in P-frames */
int
b_mixed_references; /* allow each mb partition to have its own reference number */
int
i_trellis;
/* trellis RD quantization */
int
b_fast_pskip; /* early SKIP detection on P-frames */
int
b_dct_decimate; /* transform coefficient thresholding on P-frames */
int
i_noise_reduction; /* adaptive pseudo-deadzone */
float
f_psy_rd; /* Psy RD strength */
float
f_psy_trellis; /* Psy trellis strength */
int
b_psy; /* Toggle all psy optimizations */
int
b_mb_info;
/* Use input mb_info data in x264_picture_t */
int
b_mb_info_update; /* Update the values in mb_info according to the results of encoding. */
/* the deadzone size that will be used in luma quantization */
int
i_luma_deadzone[2]; /* {inter, intra} */
int
b_psnr;
/* compute and print PSNR stats */
int
b_ssim;
/* compute and print SSIM stats */
} analyse;