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[分享] 小日本TMPGEnc参数详解(转)

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原创先锋奖新人进步奖

发表于 2011-7-27 18:46:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
A. video(视频)部分:# G6 Y! ?2 `- k( D
本部分设定输出的视频码流的类型和参数,大部分参数在模版中已经固定。. j; Z$ j/ N3 n9 `* G, g$ |
1)基本类型:有mpeg1/mpeg2,mpeg1用于vcd, mpeg2用于svcd/dvd.
+ `% J& K0 G8 p5 i. O2)大小:PAL vcd标准为352x288, pal svcd标准为480x576, pal dvd标准为720x576/ n: M7 f2 g) ]( g8 m4 n
3)画面宽高比:一般应该用4:3 625 line PAL, 这是电视机的屏幕比例8 K* ~: }4 ]% @$ X; d' c3 I4 s
4)桢率:pal 的标准为25fps
* `( A6 C4 p0 }* n1 M5) 码率控制:码率控制算法是造成各种编码器编码效率和质量不同的关键因素。7 H0 o$ I. c! J- d
mpeg标准中并没有对次算法
: x9 h+ X$ [" y9 m/ \的具体实现做规定,这通常也是商业版本的知识产权内容。* {7 m+ X: l" S- ]& z# N
CBR, 固定码率:保持码率基本维持在平均码率。实现简单,对复杂场景会因码率不足造成马赛克现象,
5 U2 c4 R, M; e  P对于7 @: l8 a: C3 ], s8 E# P; ^
简单场景则不能充分利用编码空间。(这里讲的复杂场景是指细节/边缘丰富以及快速变化场景)。: }3 v5 d8 |, c" J
VBR, (2-pass VBR), “二次处理VBR”。,
2 i" c% |, W3 U3 g1 p认为其意思是通过对整个视频源进行2次处理使编码效率最高:% [  r5 N6 S7 l) N
第一遍判断何处为复杂场景和简单场景,第二遍根据码率的上下限,把码率重新分配更多给复杂场景。
" }% n; A/ W, o' L, k/ X# J2 W可以在实验中看出, tmpgenc在进行这种编码时进度指示在50%以前是没有预览图象的,7 @1 @( k* h3 I7 w7 |
而且桢进度指示为0。所以建议威龙改译为“二次处理”。) k' h+ O( U4 q
这种码流控制方式应该在给定码率下得到最好的质量,但是和具体2 次分配算法关系很大。
7 a" s3 B2 m/ O0 x同时耗时最长。一些其他编码器甚至有3次处理的码率优化。
1 [, Y7 I1 T. nMVBR (手动可变码率),设定最大码率和对不同的帧类型设定不同的信息损失量,实现局部码率优化。
5 a4 N6 |& X% w# U0 {. T; {6 W8 I可以通过手工指定复杂场景为I帧对之进行较精细的编码。参见对于GOP参数设定部分。: o; s5 Z" K! x" X
CQ-VBR (自动可变码率),设定主观质量值和码率上下限,以主观质量标准对编码器量化环节进行控制,
; d; t% I" v- b% Y. l, y在可 选参数中设定主观质量值以后,编码器就在能达到此质量标准的前提下尽量节省码率。
$ z- H9 M8 p  s8 e关键在于编码器对主观质
0 [6 X* Y7 s" ~; d; u量的评价方法。这是CQ和VBR的综合,也可以看作自动的MVBR。
# x- ]  z/ y+ ]3 p威龙汉化5版 在可选参数中有一行是“不破坏最小码率的状态而填充数据”,
) C, l- e) `. I4 r; y' t4 ^理解是,如果码率过低就填充无意义码(好浪费啊,不过可能是为了兼容性的原因),
* w( T7 p* `; S' r3 W( _英文版这一句没有翻译,还是日文。. ^) O0 ^3 d/ Q6 R% U3 `
CQ (固定品质),就是比MVBR多了一个主观质量值的设定。
% F8 ?; K# l) u: ~% Z% G% _RT-CBR (实时固定码率):连GOP层次的码率优化也不做了的CBR,快一点,质量不高0 E, f  X2 f% T
RT-CQ (实时固定品质):连GOP层次的码率优化也不做了的CQ,快一点,质量不高
) `# W: a. r0 a1 }6)码率:这个码率是指CBR方式下的平均码率
4 o% y5 ]: F, z* A7)VBV缓冲区大小:缓冲区大的话,编码优化会好一些,但是解码的时候也要求大一些的缓冲区。. ]$ X# J) a" g% H5 d. F
因此,vcd/svcd标准中参数是固定的,否则可能机器无法播放。+ `1 X5 U, r" E' }& t) z
8)Pofile & level(类别与级别): 这个参数是mpeg1没有的。' W) y8 T" \6 O2 D5 r+ ]
在svcd/dvd应用中应该是MP&ML,模版自动选定。
7 Y# E1 L" M6 d/ x& wMP&HL是为HDTV定义的,分辨率可以高达 1920x1100 .! Q6 C: s" @6 e0 G. F. f
9)制式:好象这个也是mpeg2相关的参数。我们应该用PAL.
/ j; g; `: F' p* R10) 隔行扫描:mpeg1只支持逐行扫描(25 frame/sec),mpeg2可以选择隔行(50 field/sec)。
$ Y: i# D- N$ _, z2 y; q如果成品在电视上播放,建议选择隔行,使运动平滑。但是隔行的视频在pc上看会有毛刺现象,- e& ?8 L1 p% e$ R% q
在水平运动景象中尤其明显。
# _9 T% B( S& W& I11)播放时实现3:2下拉: 这是在film/NTSC制式转换中需要的,即在编码时维持帧率不变,* H& D3 R  f% T+ z2 M8 d% ~* a5 b4 f$ A
不做3:2下拉,而在播放中实现。参见B.advanced部分。感谢威龙指正。" Y" B$ {, @+ L0 n$ C
12)YUV格式:给亮度/红色差/蓝色差分配的码位。对于人眼来说,亮度信号6 H/ O5 n6 \" j
是最敏感的,所以就分配比较多的编码空间以求精细,对于色差则粗糙些。一般就是4:2:0了。# ]9 g' Q; _" B2 H1 c8 e& R# j
(其实4:2:0方案给蓝色差的码位不是0,不知道为什么这样写)5 ~* o+ K. p& z1 D
13)DC分量精度:在mpeg编码中需要对8x8的图象块进行DCT(离散余弦变换),1 {! a. I/ _5 W$ b4 d! A6 S% \
DC分量的意义基本是代表8x8块中的平均值,一般需要为之分配比较大的编码空间,
! \0 c: U4 I& Y. n9 K2 c% b否则马赛克的边缘效应就比较明显。(8bit就不小啦,图象压缩中是每个bit的油水都要榨干的)
  N1 B6 _+ I/ @5 b) Z14)运动检测精度:mpeg是对I帧进行帧内编码,对P帧进行预测误差编码。就是对于P帧的图块,
, W* |! z" c  j& l+ W/ F% f9 p在I帧中寻找对应的部分,然后对两个图块的差异部分进行编码,可以大大节省码率。& u: O! U* S5 t8 f, S9 y
运动检测精度越高,图块搜索匹配的范围越大,编码效率越高,同时编码速度越慢。
) L5 ]# S0 ?$ N0 n7 I5 Y这部分算法同样没有在mpeg标准中定义,各个厂商实现水平相差会很大。. @3 @* W7 \7 J1 a, h4 u
一般来说,在 tmpgenc中设置为普通即可。) [, @+ r( |% O$ B
' v7 D3 S4 ^+ s- K0 C. i, C6 T
B. Advanced (影象源)部分:  |! Z' W7 [  t! F) O/ w/ f0 {9 k
本部分设置视频源相关的参数,以及在编码之前对视频源进行的预处理。7 }! P4 I& L3 {8 }; ?% i; ~
1)视频源类型:隔行扫描/逐行扫描。这个参数在打开视频源文件的时候会对之自动判断设置。
7 r6 m3 V8 h4 B1 l( y- Btmpgenc12版不能自动识别type1 DV,在12a版本中已经解决。参看的编码测试页。: G9 }' d4 d, G) ?
2)场顺序:这是整个 tmpgenc甚至整个桌面视频领域中最混乱的一部分。
6 _4 B5 L" [7 T* h, {tmpgenc12a好象也不能根据视频源自动设置这个参数., j% G$ B5 P+ j6 R" l' l
在这个问题上搞了很久,才算明白了一点。这个参数是至关重要的,设置反了会造成生成
) x" E4 V' a$ W8 @  Q3 W5 c图象的明显闪动,打个比方,一个物体的运动位置次序本来是1-2-3-4-5-6-7。。。,0 ^2 a( Z- O2 R6 _
设置反了以后就成了2-1-4-3-6-5-8。。。对于模拟视频源,其场序是由捕捉卡类型决定的,
( t& U- I2 p3 L, ?2 r对于dv,则定义为field order A。讲到这里还没有什么麻烦,但麻烦的是虽然场序只有2种,
* e5 G) ?" U, f8 M7 h9 p对于他们的叫法却有3种:0 R1 P1 Q( j3 r
field order A/B (在ulead软件中的叫法),
7 P. q$ v- A% ^- H+ @/ Heven/odd line first ( tmpgenc的叫法),3 T- l' C; m% N2 g
field top/bottom first(bitrate viewer叫法),这3种叫法之间的对应关系是最让人头疼的。
5 M' [( k6 ~% V& I# w在英文版的 tmpgenc12a中,缺省的设置为“even line first (field A)”,,
' Z3 S. G2 l$ O0 p但在威龙汉化中缺省设置为“奇数场->偶数场”,曾就此请教威龙,威龙讲这是日文版的原意,
1 a+ G6 G# p, T# R8 S' }. m注意不要在字面上混淆了.5 H2 L3 o. ]' o/ Q
总之,3种叫法的关系是这样的:
$ V* a/ l6 y1 a' h4 Lfield A = even line first(奇数场->偶数场) = field bottom first。 最可靠的方法,是用不同的( b9 ]+ ^* q2 r: \8 F
设置对高速运动场景各生成一段隔行扫描的视频,并在电视上观察,应该能够看到差别。
/ z3 h  v2 p( a) C' l, Z3)视频源的宽高比: tmpgenc可以自动识别设置,一般应该为4:3/ I8 y* ]- e. s) b& M& c; g" |
625line PAL.
4 V% v- W) M0 D& G4) 画面显示比例和位置:5 k7 a# J: {0 v. N, Y
一般选用“全画面显示并宽高比不变”,
9 I$ o3 `: v# l' y所谓“全画面显示并宽高比不变2”选项可能是会造成部分画面不可见,没有尝试过这一种。
1 H3 c1 U  X1 r* a' n$ t在4:3视频源中可能没有差别,但对于16:9宽屏影象在 4:3屏幕上输出而言,2 K$ X( D; O' a  i
“全画面显示并宽高比不变”是在上下留出空白,  x# ]& w3 S7 f# H4 X
“全画面显示并宽高比不变2”会截掉左右两端画面。。。没有这样试过,
; Q8 D- M  g8 M# _' h9 F仅为猜测,不正确的地方请朋友们指正。( S. e& m' _+ M  V: O3 o1 X/ `
5)滤镜选项组:
) C2 h$ s9 [: f. n# u这一组设置可以对视频源进行预处理以提高影象质量。
/ C( g0 s! \* o6 i% F4 D' ?一般来说,都是在非编软件中实现这些功能的。/ E+ Z0 t3 P& l* @% o; v" q
另外,对滤镜的使用要适度,因为客观上任何滤镜的使用都是引入了信息损失,
2 d1 g6 K: n- U2 Y) _7 u9 C2 X$ N, h这是对低品质视频源提高主观质量的代价。
! M2 e. l8 T( O4 [影象源范围:选取部分影象源进行压缩2 b! R" n5 P3 D5 ]+ b2 Y
24fps化:24fps是电影标准,一般不选2 D/ I# H- k1 {0 F  @9 \
消除鬼影:鬼影是影象的重影,视频源不好的时候会出现。在dv中没有遇到过。3 `( U' ]  g2 A, L+ Q: e2 ?
消除噪音:在低光条件下的拍摄中影响中回出现明显的颗粒噪声,利用此滤镜可以消除。
- c" B0 O  K0 \( H& Q不过副作用是平滑了图象,8 d9 A% |- n# e8 y) L
比如人的面部会象橡皮娃娃一样,光滑但没有质感。
6 T* o7 o1 o" T% c( @锐化边缘:可以对横向/纵向边缘分别设置参数,做增强处理* r# f, R4 `$ p4 V
简单色彩矫正:调整亮度,对比度,gamma,色度等4 a. y8 v2 a5 H7 o
高级色彩矫正:可以按照不同的色彩空间RGB/YUV等进行色彩矫正
9 J9 ?* S4 R8 F3 ~# T' t& C7 H消除交错信号(de-interlace):把隔行扫描的视频源转换成逐行扫描的视频,
, N- g7 z; S9 a, S如果对输出的视频设置为隔行扫描(如在打算电视上播放的svcd/dvd),则不要选用。* ?1 d, |& D; G
认为在做vcd(逐行扫描mpeg1)时候也未必需要选用,要看视频源的大小决定。! L& X* @1 L- I9 F" Q( P" d: Z
比如用dv 576线,在做vcd时候只需要288线,简单舍弃一个场就可以,不需要deinterlace.
" N" X: j1 I# }/ x5 Z相反,如果视频源是352x288的隔行扫描视频,则需要做de-interlace.
6 s2 d, F' z# K7 c裁减画面:由于电视机播放视频的时候对边缘四周的部分做舍弃,/ }6 ?  F6 a9 ?7 O
所以可以利用这一点只对可见部分进行编码,这样可以加快编码速度,
; u( S6 j) R! S并且因为节省的码率可以利用在未裁剪区域从而提高画面质量。一般来说对上下左右各裁剪5%是安全的。
6 }8 f7 V! ?  S8 f$ w3 Y, ?3:2下拉:因film 24fps和 NTSC 30fps帧率不同,在制式转换中所需要做的调整。一般不用。& o& W, Z% G2 `
帧率不变:没什么好讲的
! J1 _3 ]; r& `7 Z( o7 N" y声音处理:可以增大/减小音量,并做声音的淡入/淡出。  l7 m. e+ c7 W8 m# r( W( b! F! Y
6 v9 E9 q, [/ l& P1 j
C. GOP结构. I1 ]& p- o/ ^3 G3 \* P
GOP = group of picture. 在mpeg中一个GOP就是一组时间上连续的画面。
7 O" t; |2 K; T$ empeg中的画面分为3种:I,P,B.I是内部编码帧,编码方式基本上就是jpeg的格式。) M" f  Q) P% I/ ^
P是前向预测帧,编码方式是使用运动检测误差编码,参看A部分对运动检测的说明;
# {+ l% O/ [2 C4 ~" ~# UB是双向内插帧,根据前后I/P帧进行插值运算,对插值误差进行编码。8 |: O5 t0 K; R  o
建议一般不要修改GOP结构,以取得压缩比例和图象质量之间的最好平衡。
5 P+ g# P# y* r9 t极端的例子是只用I帧,图象质量会有保证,但码流会很大。5 c: L# ~( A# n( `& E8 h! [
1)输出编辑用的码流:这个选项会把GOP最后的B帧取消。因为B帧是双向内插的,8 J6 G! A, R" q, b
其编码/解码不仅需要以前的I/P, 也需要以后的I/P帧。
* f/ }6 G$ L! W5 f* N, J取消最后的B帧,可以去除GOP之间的依赖性,从而便于编辑。
5 G' P$ R6 G5 m, u, j1 \2)检测场景变化:对于快速变化的场景,强行设置为I帧,以保证画面质量
; p0 y8 c$ c. w- f; S$ ]5 h2 u3)手工强制设定帧类型:手工设定需要精细编码的画面帧为I帧。
' i1 L9 ?7 b$ e结合MVBR码流控制可以全面控制码流分配。
3 r; H  S6 K" A, N
7 J" M" o/ \! @' YD.量化矩阵
; w4 c/ r. _( R2 U. n; umpeg中的量化是对8x8 YUV 信号图块进行DCT变换之后的系数的量化。
% ~# I6 x/ e0 x" r! B  t* |通过对高频分量使用比较大的量化阶从而达
, q  P2 t- v9 E9 o8 \到减小高频分量的编码空间,达到压缩的目的。代价就是丧失图像细节,边缘模糊等。: ]- |- o9 j5 |8 }7 M
1)帧内编码量化矩阵:这是指对I帧使用的帧内编码量化矩阵
" b0 R2 ?( E# C  h1 T2)帧间编码量化矩阵:是指对非I帧的帧间预测误差编码所用的量化矩阵。威龙汉化版中叫外部矩阵。( d$ l4 \9 N% j7 L) w+ _
3)矩阵模版的选择:建议对一般的视频选用mpeg标准,可以看到,其帧间编码矩阵统一为16," U) n2 N9 Q7 t4 g
这是因为帧间误差已经抵消了低频分量,高频分量丰富,所以和帧内编码矩阵有所不同。- o" D+ y3 S/ G$ g* m& B: R" [* C: o
对于计算机动画尤其是2维线条为主的动画,
* H  ?6 ]; F$ Z; |' L- |' |建议选用CG模版,,可以看到因为CG本身高频信号丰富,其帧内编码矩阵也统一为32。& c) H) `  M* A; X- {
另外,有朋友尝试减小量化矩阵的各个数值,认为这样做的意义不大。5 j5 e3 \! E# i
因为量化矩阵并不是量化的唯一因素, 事实上的量化程度要根据码流控制部分的反馈信息而自适应调整。
7 ?$ |% B; k6 d! A这样,即使量化阶减小,在码率有限的前提下,! p- a7 F8 `2 u) P$ m
量化系数还是会加大的。。
( x: s, Q' A% ], G: V7 a& a/ g4)YUV输出为YCrCb: YCrCb色彩空间分配给Y亮度信号的编码空间更大,如果视频源是YCrCb格式的话,; `* r! t" V, P9 W' N1 L. j# P
这个选项 可以增加画面质量。。不过一般都是采用YUV(CCIR601),
; l/ |; z: `/ g/ U如dv,所以不要选择这个选项,否则白白浪费码率。2 c, w* m8 U  r, z& ?9 r
5)浮点离散余弦变换:整点运算的速度比浮点要快很多,但精度不如浮点。
! @6 [7 a: r" J猜测这里的浮点其实只是把DCT变换的系数从8bit增大为16bit的精度,
+ U9 |% q$ X4 s6 o并不需要浮点运算器单元参与变换,否则速度是不可忍耐的。
  U% h& g$ `; m6)不对静止部分做半像素的运动检测:由于视频源是隔行的,对于精细的静止边缘线条(1个像素宽度)
9 U% X2 ~* W1 P5 C+ h! A% X; `4 }2 F比如静止字幕会出现一个场中出现,另一个场中不出现的闪动。选中这个选项会消除闪动。。! Q3 d7 i1 H; I; }% @: E/ q
不过觉得好像这个和量化矩阵无关。
" _4 I) P9 j. q$ Q9 _7)柔化马赛克:没什么好说的。就是在8x8图块的边缘做一些特别处理。0 w- f# V% G( a2 l( |
能用足够的码率或者码率控制手段解决马赛克最好,! P2 x% c0 }7 M% _; t4 F
因为这里的柔化虽然只对边缘进行低频滤波,毕竟还是会对画面造成影响模糊化。  [6 A: U, i' R/ f0 P* v, @

5 k0 a: F- d" r9 RE. 音频:
/ o. F: M7 n! Y1 T1 r0 U这部分大多不需要改动vcd/svcd模版。也没有大的影响。不多讨论。
* l3 `+ w( [% [$ G3 j
% a7 j$ S, N: Y+ N7 OF. 系统:9 M, S6 f% C% q6 L+ b2 V; W3 H5 b
mpeg的系统是指视频+音频。vcd/svcd/dvd模版中已经设定好。(# D7 l& {+ \4 S* W5 B9 W
: O) T9 R- B' v1 i* u. Q. Z
[ 本帖最后由 goodskycn 于 2011-7-27 19:05 编辑 ]
天行健,君子以自强不息。
地势坤,君子以厚德载物。

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发表于 2011-7-27 18:57:58 | 显示全部楼层
好教程,谢谢。
强烈野心成就伟大梦想!
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发表于 2011-7-27 20:20:07 | 显示全部楼层
不错的教程,收藏了。感谢分享!
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