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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:
9 D4 I# C5 d  ?' I/ ^3 ~# I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。
- r' a2 w( Z; V1 ?( C1 ?1)基本类型:有mpeg1/mpeg2,mpeg1用于vcd, mpeg2用于svcd/dvd.. R- K: }; N. E0 c) Z  t
2)大小:PAL vcd标准为352x288, pal svcd标准为480x576, pal dvd标准为720x5765 X; ], S8 ~/ ]5 e
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& |5 F0 T& ]0 \0 T
4)桢率:pal 的标准为25fps
' L9 ]/ t) Q) w) r5) 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。+ S( o! y  b  h( Q# X
mpeg标准中并没有对次算法$ D. P: t* D0 s
的具体实现做规定,这通常也是商业版本的知识产权内容。
8 \( a% d2 t7 ]  bCBR, 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,
( c* t8 `0 T3 C9 B3 g  q( x: y4 J对于
8 e( q8 h/ ^, `, S/ O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)。4 c. c: U! r6 ]
VBR, (2-pass VBR), “二次处理VBR”。,' s% X- L  ^' s: d1 w1 J
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:! J, ~; c( j* l- B9 ~. {2 A/ f, t
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。
. P1 A, j0 ?& A2 U# I0 D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,
( V& n; `( x, ?7 g# `而且桢进度指示为0。所以建议威龙改译为“二次处理”。
5 Q/ ^6 o6 ?0 S& ]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。
( a/ F& A8 r  H. Y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。. h4 K1 d. z. e
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。
6 [% _# ], P6 ~2 K( B$ O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。
7 [! ~" b$ o, j1 b! D. h& L# l3 Y9 {" kCQ-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," Q4 x8 n" x6 O$ t# J) S
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。
! O6 n: Q, c; Q" I3 B关键在于编码器对主观质: }, b. r6 P" H1 l5 _9 }$ [! e
量的评价方法。这是CQ和VBR的综合,也可以看作自动的MVBR。/ p. ^9 }5 I8 y8 r1 Y4 R1 m
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”,
" J3 {9 V/ N: t- y' i/ b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),3 C: w' M1 T: P# D/ x
英文版这一句没有翻译,还是日文。6 F; p8 y5 G7 d' Y& `
CQ (固定品质),就是比MVBR多了一个主观质量值的设定。
! f. r' X5 {7 u" }) D) M( V" BRT-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4 z$ q8 I5 g" N) L  F2 F" e) 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' Y& }: G( u  o
6)码率:这个码率是指CBR方式下的平均码率
# l& T6 \$ J5 [7 {0 D0 R$ l  ?* u7)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。
7 Z* O* c5 Q0 t  j' D" m+ g因此,vcd/svcd标准中参数是固定的,否则可能机器无法播放。, H% E$ p1 p* f- C+ f
8)Pofile & level(类别与级别): 这个参数是mpeg1没有的。
7 ~& x* q! ?( [( \9 E在svcd/dvd应用中应该是MP&ML,模版自动选定。
9 J1 r% L6 r4 l2 kMP&HL是为HDTV定义的,分辨率可以高达 1920x1100 .+ Z: q$ L- V1 J+ D% s
9)制式:好象这个也是mpeg2相关的参数。我们应该用PAL.1 E! l( h9 U9 E3 u: Y& r  R1 m
10) 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)。
  k' k" S4 n3 n3 o+ O. a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,0 P! h' v' O: J$ i3 t8 _
在水平运动景象中尤其明显。3 W* J2 a, C4 ?' k
11)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,
0 w6 _: ?9 w: s' r8 h* u( p% w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。# p# @2 A$ [1 B; L% \
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
. [$ ^" `5 i0 F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 P" r6 z2 i9 f3 E9 ?1 C' \- {
(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)1 F) J$ G+ C3 k, S0 u! B
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),, L& v# o% w' F0 m. [5 Y
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,
7 |& F7 p* V9 v  v# l/ f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)
7 o# i, \7 ^4 y14)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," d$ P/ n; f8 q4 z; e
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。' C* J4 w' f* E" `
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。
! Z/ f4 Z% A5 G# u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。$ I$ Y9 n' H& U/ W3 G( o$ K
一般来说,在 tmpgenc中设置为普通即可。
0 B# j4 T' O+ X2 Z. Z8 o; e
( W1 o0 v7 X+ c  fB. Advanced (影象源)部分:; n. p6 p$ w# p0 I& N% N8 Q
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。$ P# }3 j- \- |4 w, s
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。5 x+ p: R" j. N3 `; T
tmpgenc12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。+ g$ p, V+ G5 [2 A4 e
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。5 u* f# k7 o' l0 Q$ }' ]3 Y2 L
tmpgenc12a好象也不能根据视频源自动设置这个参数.
2 A( ^6 A: Z9 u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: ?0 v5 G: r( T+ V) O& Z
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 r5 u2 P, T2 m4 s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,
" m" \; \* M: b3 O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,
7 ^8 W: f# `- q3 ]1 ~' w/ R" H, y对于他们的叫法却有3种:
4 T- Z, W" O$ j" _+ g; @6 yfield order A/B (在ulead软件中的叫法),8 q+ u- F% Z+ m1 J# H% R
even/odd line first ( tmpgenc的叫法),7 r8 w5 J6 S/ F% q$ a
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。( e0 H- a5 ^( j# }8 Z8 y
在英文版的 tmpgenc12a中,缺省的设置为“even line first (field A)”,,
# q" u4 J' ?. L+ I/ x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,! C; s$ P' {$ H, T2 a1 X
注意不要在字面上混淆了.
8 M- f' _- w/ X  L1 p总之,3种叫法的关系是这样的:; E. d; L9 ~4 _+ {6 V4 q
field A = even line first(奇数场->偶数场) = field bottom first。 最可靠的方法,是用不同的
- I5 h; G, U! ]' K$ B+ b; Z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。3 x8 q" h# S3 g7 E/ ~4 h1 Q1 {) c
3)视频源的宽高比: tmpgenc可以自动识别设置,一般应该为4:3# a( H3 b# U( K( Q: ]4 Q) E
625line PAL.
2 `! {- I& M' L& X7 j' O4) 画面显示比例和位置:
. Y9 ^6 Z$ Z5 b4 q/ D7 c) ~; v一般选用“全画面显示并宽高比不变”,- @. t2 J) d" T! P1 ~0 ?
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。6 E, G8 a) s0 x4 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,
" h$ Y8 f1 A( s& ~, ]$ N: g) n“全画面显示并宽高比不变”是在上下留出空白," Y( ^% A+ g) K% ?# t
“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,* X2 |7 c2 v; |9 r
仅为猜测,不正确的地方请朋友们指正。( K; Y. j+ K: W* f- s, q
5)滤镜选项组:
+ K2 ^8 D8 h& i! t/ v这一组设置可以对视频源进行预处理以提高影象质量。! r4 w! t) ?, a' [, ?
一般来说,都是在非编软件中实现这些功能的。
! J' l* f8 l- V  ^9 s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,
, _' h. n0 w( U4 B( n/ f这是对低品质视频源提高主观质量的代价。, m% O) v3 I* z+ m
影象源范围:选取部分影象源进行压缩/ v% |" r' w  j4 d
24fps化:24fps是电影标准,一般不选' n; B: K2 I9 h! q3 S
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。' r' b0 ^+ Z; H
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。# g' v2 X# e, i# C/ \* @) p
不过副作用是平滑了图象,
* b& _* g& }; u/ K比如人的面部会象橡皮娃娃一样,光滑但没有质感。3 N7 V1 r/ P# k1 Y( s5 |, N
锐化边缘:可以对横向/纵向边缘分别设置参数,做增强处理
8 z8 q: L/ u+ `: X1 d# f/ z简单色彩矫正:调整亮度,对比度,gamma,色度等
! @3 V" F1 _/ {8 U! a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: d' g& h; O5 g) q' w; I/ j3 t
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,% w) k% G/ V- n8 X+ \' I
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。; w6 N. K3 d. O' T+ y: X6 ^
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。
6 j% G: d" d+ r8 x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.5 e' a7 g' X: d1 p  t% j4 m& T1 `
相反,如果视频源是352x288的隔行扫描视频,则需要做de-interlace.( o+ P$ B4 E) z
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,
$ e3 p: N2 ?  J" O) s1 u# ^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,
& ~3 H0 D. i4 a! d% x  t. a5 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。8 r$ ^, E. Y+ P6 D
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。5 Q; T! h! y6 k4 z' S
帧率不变:没什么好讲的! `: S0 S! v4 x; @; A/ v: Y: B
声音处理:可以增大/减小音量,并做声音的淡入/淡出。
! C- Z: J/ H8 M0 u- L3 T ( e, @  x: w' b. A( w
C. GOP结构: j1 Y" {; |/ b' f4 w9 f3 u/ V. P
GOP = group of picture. 在mpeg中一个GOP就是一组时间上连续的画面。7 P* {0 ~% l/ j' Z# M
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。
. J% D- ~. i2 [& QP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;
9 O2 S/ @1 Z; U9 u) xB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。
. @4 g# a5 M* C! ~# e5 w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。# U* b" t$ U  f% }* O4 D' r
极端的例子是只用I帧,图象质量会有保证,但码流会很大。0 [( \8 S; x& e& P- D9 c: `) ]/ @
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,: t" p, P# |6 b
其编码/解码不仅需要以前的I/P, 也需要以后的I/P帧。& J) \/ c/ J4 N6 L+ g
取消最后的B帧,可以去除GOP之间的依赖性,从而便于编辑。
! ^7 P  j, z% W) J) f0 g2)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% v& N4 h  X( U9 N3 F
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。" {8 Y0 y7 X' ?& T- H8 `
结合MVBR码流控制可以全面控制码流分配。
/ S1 l/ h2 v8 l0 H" n, I 3 {* M9 H% T, D  s
D.量化矩阵
( O2 Y! O( r) T' [' O! d$ hmpeg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。
: E9 K# b+ E) C  X! g! O' T- r: p通过对高频分量使用比较大的量化阶从而达
5 L& D% ^% r# L# L8 ^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。  i" N* ^! ]& t( n
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
# C2 b( r. ^* N3 Y2)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。
2 ]* {9 h% q0 d& G8 T# c1 a0 w3)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,: ?' h( U3 N5 H1 p; D/ u# H
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。: v* Q1 [0 V, ~/ Y$ k
对于计算机动画尤其是2维线条为主的动画,4 b7 r3 m4 k- s1 @9 e
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。
# Q: V1 \3 q9 r2 R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。8 n: B5 }" l7 Z! u) L
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。" p$ ~" o( N7 \% K2 F4 j, k6 I
这样,即使量化阶减小,在码率有限的前提下,
1 a) y" J: S! t量化系数还是会加大的。。
. C! \/ a; T5 c: M, {$ _" a$ H4)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,
' G2 n/ _7 a: i- T! w8 U# G. i* P这个选项 可以增加画面质量。。不过一般都是采用YUV(CCIR601),
. x" M+ ]8 C9 N3 y; O如dv,所以不要选择这个选项,否则白白浪费码率。
3 w8 J; R( C4 n0 s5)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。. p8 P# \! R7 }$ ^# M8 F# l
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,
7 D0 t0 h2 |" L9 K7 `8 e( ^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。1 U! T, r0 Q  `# B
6)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)% v4 l1 {$ }2 F  J
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。。
# \# ?- B  r3 ~" F3 l+ e  O9 E  P不过觉得好像这个和量化矩阵无关。8 N0 e# J9 S$ w. T( b
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。2 U0 i! s% C; i$ y" k) i
能用足够的码率或者码率控制手段解决马赛克最好,
# R3 n4 ]& r6 P! V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。/ t2 s0 E; V0 u1 E

9 i- F# Y/ _) Z: U+ J8 }E. 音频:
' V2 S! j4 D7 K0 X0 m. M& N* j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。! p( o) C* `4 ?6 E

" @% a0 k+ q+ k/ h2 WF. 系统:
/ _/ m5 b; a  A" T. x3 Ompeg的系统是指视频+音频。vcd/svcd/dvd模版中已经设定好。(( B: l2 E' h0 O
# V; m( G2 `" p4 m) _  q6 w6 w
[ 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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QQ
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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