视频编码完全指南( 二 ) _视频编码

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1080P，低码率

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1080P，高码率

低码率流的视频质量要比高码率流的视频质量差，这正说明了我们之前对于率失真折衷的论述。

然而，不要误以为较低的码率就意味着较差的视频质量，要依据视频内容的性质而定，降低码率但并不影响视频质量是非常有可能的。

在编码和转码之前，让我们来学习一些影响视频编码的重要因素。

影响视频编码的重要因素

有很多重要因素影响视频编码和转码，并且大部分因素之间也相互影响。比如，在转码时，你不能随便改变视频的分辨率而不去调整码率，对吧？

在本节中，让我们来看看一些能够产生压缩充分且高质量的比特流的最重要的因素。

内容性质

并不是所有创造出来的视频都一样！每个视频都独一无二，都有自己的风格，这就使得视频压缩成为了一门艺术。充满各种动作的职业橄榄球比赛视频背后的各种设置和调整肯定不同于压缩《辛普森的一家》那样的卡通视频，对吧？

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非常容易压缩！

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没那么容易压缩！

影响视频分类的因素有很多，比如：

视频里有充满各种动作的体育运动吗？
有大量的草地或者水（二者都很难压缩）吗？
充满各种动作的电影（战争或者高速追车）
露出头部和肩部的内容，比如新闻或者脱口秀
卡通、日本动画？
内容中是否有提示文字（Ticker text）向一侧移动，而电影向着另一侧移动？

电影中存在许多不同的场景，这些场景使得每部影片都与众不同，了解了这些，工程师就能更好地压缩视频。如果你知道视频中含有诸如卡通这样的平场区域（Flat region），如上所示，你就可以给它分配一个更低的码率，而不必像处理体育运动视频那样用高码率。

视频编解码器

我是这样定义视频编解码器的：它们是一组用来压缩视频以达到预定率失真折衷的工具和算法。视频编解码器通常由工程师、学术界和工业界（软件和硬件公司）的科学家组成的委员会来协商创建。

现在市面上流行的视频编解码器包括H.264/AVC、HEVC、AV1、VP9、EVC、VVC和LCEVC 。

每一个编码器在设计时都有一个特定的目标。它们有可能比上一代具有更高的性能，或者免版税，或者推出一种新的压缩方法（像LCEVE那样）。

因为每一种编码器都拥有不同的设计和优化方法，它们的性能也必然有所不同。比如，AV1在压缩效率上就比H.264/AVC高出很多，但却比AVC要消耗更多时间和资源。但这些都没有关系，重要的是是否能满足你自己的需求和资源。

码率控制模式（CBR、VBR和有上限的VBR）

每个编码器都拥有码率控制算法，该算法用于确定在一段时间（或者GOP）内如何消耗码率预算。编解码器中的码率控制技术极大地影响了压缩效率、视频质量和速度。

下面是三种常用的码率控制算法。

1.CBR（Constant Bitrate，固定码率）：在牺牲视频质量的同时，平均码率保持不变。
2.VBR（Variable Bitrate，可变码率）：在码率出现波动的同时，视频质量保持不变。
3.CApped VBR（Capped Variable Bitrate，有上限的VBR）：视频质量保持不变的同时，允许码率在一定限制或者上限之内波动。

根据你为视频编码/转码选择的模式，编码器将在视频质量和码率（或者文件尺寸）之间折衷优化。

码率

视频码率是指每秒传送信息的比特数。码率单位通常为：

kbps（千比特每秒）
mbps（兆比特每秒）

当你开始编码时，你通常需要设置编码器的码率，根据编码模式（CBR、VBR、2-pass VBR和Capped VBR），编码器将使用设置的码率值作为压缩视频的指南。

根据经验，码率越大，视频质量越好。但是也有例外，如果调整了视频分辨率和内容（动作快慢，头肩是否出镜），增加码率也有可能不会提高视频质量。