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[分享] 小日本TMPGEnc参数详解(转)

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水天使

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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:) G$ \* M  L  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。3 d' I- e, t; U
1)基本类型:有mpeg1/mpeg2,mpeg1用于vcd, mpeg2用于svcd/dvd.
' ~; b* b: [$ n/ A7 A2)大小:PAL vcd标准为352x288, pal svcd标准为480x576, pal dvd标准为720x576
- I8 O6 Z( s9 a7 m( X# q* \; p3)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
, _2 y" A; P, ~+ n4)桢率:pal 的标准为25fps0 [6 d" V& V. N/ e. o, ]  E
5) 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。
8 K( ?1 Q# ~! q- b3 f. xmpeg标准中并没有对次算法6 Q3 s1 A$ l9 S" f! 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。) l% N6 n# D- N' r: ?. {# I* H; v% @
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,
3 [+ T) u$ z0 m- ?8 i( v& u- s0 J* Z* J对于
0 t+ u5 I" Q, o1 o% g) d: s4 V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)。) V" x. P, V8 L3 J3 I) A  q: m. ]
VBR, (2-pass VBR), “二次处理VBR”。,
% @3 x% U, m5 F( Q% Q0 z  i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:
5 D; x2 Q4 f3 ^/ ^! ~8 P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。9 I" R. C, f+ v  s4 c% ]/ j
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,8 x- c3 B' y% t5 \4 c+ h% J& [
而且桢进度指示为0。所以建议威龙改译为“二次处理”。, k. P3 P. Q$ N# O7 r2 p1 \
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。
/ D* u+ q' S3 Y  J5 B* [* }, l* l! a0 _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。* z7 R2 n/ N9 G
MVBR (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。1 {6 e5 b3 m( I  |, U2 N
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。
8 n: B6 [9 H1 U' Q4 G% N: _& ~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,
) p/ v% }5 [! y" k# W/ r% x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。
& N6 o2 u* e9 k+ t* O关键在于编码器对主观质2 f8 y5 w0 o- w' o, h/ h
量的评价方法。这是CQ和VBR的综合,也可以看作自动的MVBR。" W# K' g7 E- z+ e9 P$ Y. F
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”,
1 I( }8 U' h# ~2 [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),
+ u% R3 E  @3 X; m1 K英文版这一句没有翻译,还是日文。
. x6 m5 X+ P6 r* ?7 }6 `$ PCQ (固定品质),就是比MVBR多了一个主观质量值的设定。
* W& C  {& S  q7 u, s) h1 ZRT-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 c/ L0 `1 f3 g: u
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/ L4 C' W$ l0 K- B9 Q" d
6)码率:这个码率是指CBR方式下的平均码率4 _& q7 U6 O" e
7)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。
+ d3 P0 S/ \9 a1 K因此,vcd/svcd标准中参数是固定的,否则可能机器无法播放。* Z  Z- X& r9 T" H4 \/ F. L
8)Pofile & level(类别与级别): 这个参数是mpeg1没有的。
& J8 t8 O/ f* q  ?) K/ @! ^在svcd/dvd应用中应该是MP&ML,模版自动选定。$ T) L' n7 S- X3 m5 s" l+ F, i
MP&HL是为HDTV定义的,分辨率可以高达 1920x1100 .
: p7 `) U& v; o  f' \9)制式:好象这个也是mpeg2相关的参数。我们应该用PAL.
. |0 I+ B3 _2 [, J! b10) 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)。$ `  e+ L* q* N1 o! u  O6 f; h/ ]
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,. y; K# H# U! N! B- K9 O" @- `7 Z
在水平运动景象中尤其明显。
  q: R, E2 c# C6 D% Z" R; m11)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,
  L' g8 l" a* i! {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。' R$ p: X4 C6 T! B+ y1 E
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
# M6 Z  \5 w# k- E: \' Y4 X% q  b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。
$ |2 ?; P0 q: H! [2 o5 a6 m2 o% I(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)
* {8 W4 N. k  B5 j/ C13)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),5 s; c, r1 C2 S1 M$ G, W( q
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,
& o) X9 o+ F- f* q' t. z9 n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)+ x0 g7 T( z3 O
14)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,' V- a' u" R  H- h: t8 K, g
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。+ B& L9 L7 ?) n) h8 C6 ~' j- N
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。
) ]; Y$ m2 r3 I. n7 _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。
* O! q5 W' y5 z1 P一般来说,在 tmpgenc中设置为普通即可。
" J! y  k9 u" i9 @
4 S) Z* h9 V4 C( f' sB. Advanced (影象源)部分:/ \$ t: ~; ]2 R( l
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。
8 T2 W4 P9 j) G% V: k6 A- n1)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。
! n2 u% `& ^& `2 B6 V4 Ftmpgenc12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。" U! n9 W9 ^+ C) ?
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。
, S; m6 a: f" u6 @tmpgenc12a好象也不能根据视频源自动设置这个参数.
+ t6 }1 ~( P; P& d: y% f8 ?1 X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
3 `- j- h. T, M' w+ U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。。。,
4 S5 l8 V& r& i( v' p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,. ~5 ]4 K( d7 `0 f2 ?* k
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,5 C% F% g& C9 g
对于他们的叫法却有3种:
# V8 Q# W/ y% }! O2 D0 D4 Jfield order A/B (在ulead软件中的叫法),
6 h7 J) i! I( R& P7 S# a5 Beven/odd line first ( tmpgenc的叫法),0 l' q( t4 U/ N% ?
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。
; }7 E  |$ H: t3 D+ h3 Q在英文版的 tmpgenc12a中,缺省的设置为“even line first (field A)”,,5 P. w+ W' n$ j
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,
; J5 B9 |. \- R$ F# j* l注意不要在字面上混淆了.$ F  a0 T" p0 D0 w
总之,3种叫法的关系是这样的:
  A3 T. b  g8 f/ W+ Y1 l" Ufield A = even line first(奇数场->偶数场) = field bottom first。 最可靠的方法,是用不同的7 Y2 ~3 D5 V$ x% b% B
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。
& I" K7 z' Q$ X- [3 x1 u3)视频源的宽高比: tmpgenc可以自动识别设置,一般应该为4:3
5 `  q" z5 }, X625line PAL." \- p+ n) P4 x! y4 g) P$ E& Z
4) 画面显示比例和位置:
  l9 s. o6 M' d7 \" u: {! J; U一般选用“全画面显示并宽高比不变”,
5 u8 v  \2 X) `! ?" N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。" B8 Z* z) C3 B7 S+ b+ K7 n
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,
) ~0 a! |  N" K4 M: j0 w, a“全画面显示并宽高比不变”是在上下留出空白," Z' f% }& f; ^$ v# T8 |7 ^
“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,
  o) b! Q% M1 g) a4 |0 {& [仅为猜测,不正确的地方请朋友们指正。, c5 Z# q- p$ w# `/ l* E
5)滤镜选项组:
+ ?1 G- D' S* r  u, J$ N这一组设置可以对视频源进行预处理以提高影象质量。# d- P$ @8 T  d* Z* Q4 m6 h
一般来说,都是在非编软件中实现这些功能的。
0 v  A6 T' U' t: |0 \# k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,
& t5 r4 o4 J  V* o, h9 ^3 A这是对低品质视频源提高主观质量的代价。
" }# L( d$ q/ A2 h/ M0 v影象源范围:选取部分影象源进行压缩% G; o9 N8 t, H/ e4 J
24fps化:24fps是电影标准,一般不选
+ C3 w  j4 U- Y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。0 x( h5 l3 v  w/ `
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。% f! v; @- |# ], z. U$ b; A
不过副作用是平滑了图象,  |; G0 C) Z) n7 H
比如人的面部会象橡皮娃娃一样,光滑但没有质感。
+ t4 g0 G) z" L" Y锐化边缘:可以对横向/纵向边缘分别设置参数,做增强处理3 C4 e% F5 R: @0 g1 z" o
简单色彩矫正:调整亮度,对比度,gamma,色度等- R5 o1 ^% I5 j4 N
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0 h* n6 C7 E9 G$ C( y- j4 _. Y3 [$ U
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,
1 d/ r3 C0 i; Z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。0 h  K6 K; J1 V* V/ T& Z  t$ {4 h
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。
, A2 q) O4 f( W% `, p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.
; Z% O9 ~0 |9 u8 L3 B# ?. |$ A相反,如果视频源是352x288的隔行扫描视频,则需要做de-interlace.
+ F, W1 a7 i+ B+ H% ?3 Q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,
# X1 v' x7 i/ a4 O' A2 h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,
. Z4 t% W8 J! n3 b& U1 ?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。/ T6 @, o3 A* H4 W# U4 A
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。. b" v4 Z* L! l  }" }( |
帧率不变:没什么好讲的
2 R7 `5 U$ |4 W! d: k, E' p声音处理:可以增大/减小音量,并做声音的淡入/淡出。7 M0 q1 \' s* l. i+ t3 ~' \0 |

( b) L! q/ T# `  {( \6 M) AC. GOP结构: w8 H1 B/ N! ?4 Z8 ]" o6 y
GOP = group of picture. 在mpeg中一个GOP就是一组时间上连续的画面。. X: t( C, B0 C* r- C
mpeg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。; ^1 q, l" y+ T* l4 k
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;
2 z8 a4 \0 L8 t. n0 ^B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。
) t$ C8 C0 w6 Q; w5 m- S# L  ]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。8 i& F! _5 a& L$ l. y( R! ^9 Y
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 w  H) h' a4 N7 m1)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," p) D7 k: [( q2 q
其编码/解码不仅需要以前的I/P, 也需要以后的I/P帧。
  l5 w5 b  _  ?4 s6 y: {! A取消最后的B帧,可以去除GOP之间的依赖性,从而便于编辑。
) H/ }: a  U8 ?9 ^; ~' B9 T2)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% P# i: p+ d$ T3 F7 u6 P
3)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。
* t1 E  N- S' F结合MVBR码流控制可以全面控制码流分配。' h) |* Y& y6 r  H

9 h+ i1 [+ `0 L8 J0 w) ID.量化矩阵; S7 s3 H" e' p. a$ x) X0 K
mpeg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。4 ^) p; m( l! `! i
通过对高频分量使用比较大的量化阶从而达8 l$ D% ?, N) S
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。
$ t* }# T4 E& U% I" k" P! ?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
$ }/ n/ w" C6 C2 I& g2)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。
8 {# I9 j1 v  a  Y7 @% m- r4 i. O3)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,
! P5 x/ Y& X* t- i5 l) F5 K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。
9 X" A! [, y- x! T- f4 X对于计算机动画尤其是2维线条为主的动画,
5 s' s( Q3 Y+ D9 u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。
& F8 w( I8 Z6 ?1 ^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。
/ b  H# F/ J! l# B( i3 ?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。8 q* b: j. L% d+ P, ?! R1 L
这样,即使量化阶减小,在码率有限的前提下,
; }0 d0 [' K' L- N" D4 f+ y* @量化系数还是会加大的。。
$ e2 o, _  {  c% C8 D$ S4)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,
4 V% Q/ g2 `) w这个选项 可以增加画面质量。。不过一般都是采用YUV(CCIR601),8 Y8 k- i% ^1 d4 o
如dv,所以不要选择这个选项,否则白白浪费码率。5 S2 `( Y1 J8 J# F( c0 s" a; i
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。
" x1 M( C9 c6 X4 s) r# Y! d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,; x" M& d, d. C6 e: p8 m
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。
! L% h7 N3 u) ~. z4 q6)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)! p& y6 V- M4 V( G& n5 R: W
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。。4 @( k# c, |3 [  U: [% f8 E
不过觉得好像这个和量化矩阵无关。1 U8 G  Y, q! S: A5 _
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。* Z2 ]. s  A7 r( E6 {
能用足够的码率或者码率控制手段解决马赛克最好,# b6 B0 @- m( i7 ?& L% `* K% h5 s) d# \3 Y
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。/ C2 n2 n0 n) e: H5 B0 l5 H

* E$ [2 t& s9 Y( u3 [! n. G/ r- @E. 音频:% |$ ^1 u" Y% O) g! m0 f! S. O6 d+ X
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。; F5 T* X! s1 Z+ t
; i+ @1 u3 h, Y; K
F. 系统:' c5 b; |* e1 l( w0 r* H
mpeg的系统是指视频+音频。vcd/svcd/dvd模版中已经设定好。(
6 X0 ]( [' K' e) k9 v3 B
9 R' I$ D4 k, o. I* }2 j* ?" U, p[ 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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QQ
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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