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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:
  a2 {$ Y# M2 A& Q! s/ U1 J0 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。% z( i; p3 ]* W5 P( `% k
1)基本类型:有mpeg1/mpeg2,mpeg1用于vcd, mpeg2用于svcd/dvd.% F. w* u" I% W& |
2)大小:PAL vcd标准为352x288, pal svcd标准为480x576, pal dvd标准为720x576
" }" \, R7 f1 F4 k; c3)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
+ u" b  B: d* P) G4)桢率:pal 的标准为25fps0 c& {0 q' k& k$ f  G* G
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。* r; E9 r" k4 U) i
mpeg标准中并没有对次算法. j8 A8 v3 T0 R
的具体实现做规定,这通常也是商业版本的知识产权内容。
1 P2 Q; R: i$ D$ |; n- @6 WCBR, 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," n9 c! q( v; |8 ~
对于
6 C  c- ?' k) ?8 u. k$ J6 b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)。
2 Q8 j; e! ~0 l0 g% f3 x* oVBR, (2-pass VBR), “二次处理VBR”。,
. f8 l5 M+ d1 c/ h& |  G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:
1 u1 l& {7 O( A/ k0 W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。) Q/ n5 R1 H( P( u" t- s
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,5 t( b: A- x! y7 }  Q, N! ~3 e
而且桢进度指示为0。所以建议威龙改译为“二次处理”。4 |# t8 Y: e; O3 E" b
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。
0 [; r. c: J: L$ b, Z& S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。
6 D7 H2 O( y; A8 a& E$ I* qMVBR (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 E" R9 i1 e" y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。
0 x3 V2 ^( M9 Y  U2 B$ l! Z, s8 wCQ-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,% m# [' o4 q8 z4 \& i
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。
% |2 ]1 C1 D: ^( g6 f7 {关键在于编码器对主观质# Q% m6 u3 P$ a
量的评价方法。这是CQ和VBR的综合,也可以看作自动的MVBR。; K3 I: x: z4 ~; X0 D' c; L6 f) u
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”,
% }- F4 ~: i" W. y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),
+ P  m  T! i0 |4 U+ p英文版这一句没有翻译,还是日文。
; d# X: T3 y: Z9 GCQ (固定品质),就是比MVBR多了一个主观质量值的设定。$ o4 ~9 t: |; P& ?
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
6 l+ s' ?- |+ {/ `1 G  u, q7 M) JRT-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
' L' F# Q7 E  t6 p6 w6)码率:这个码率是指CBR方式下的平均码率  ^- S* R8 F( B' G) h9 G
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。
* m5 y, G+ H, t! o+ Z因此,vcd/svcd标准中参数是固定的,否则可能机器无法播放。
" \# J; t6 ?" P2 `8)Pofile & level(类别与级别): 这个参数是mpeg1没有的。; ?, y* o- }) {& |. {- I( Q3 r) v
在svcd/dvd应用中应该是MP&ML,模版自动选定。
6 y+ L% K& P5 o9 {" H  S6 q- g. LMP&HL是为HDTV定义的,分辨率可以高达 1920x1100 ., x- f: d: X: K6 ^8 q/ ?( G
9)制式:好象这个也是mpeg2相关的参数。我们应该用PAL.0 S6 z, W5 r" J9 k4 ~" \: C/ |
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)。/ w8 i2 B; m' m! Y' K/ {* V
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,
: _: l) z; H* @% z& c' Y5 r7 Y9 ~5 q9 K在水平运动景象中尤其明显。" E, q) {& w8 H8 [3 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," Z. m: j- j' k" l
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。% ~% J5 ?5 j0 a# B; J( }
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
) a5 ]$ I2 y) o/ [: a- J% X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 z5 m" B/ o* P. ?) _; J/ 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)3 q2 U% f0 |; p+ @  H
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),
0 f; D- i7 x. ?; H7 tDC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,9 a% A2 R3 {! [) @
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)  L& F/ g. ]' K
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,
0 |; y3 M' s  t0 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。
7 ?; |# N% n. [# h3 d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。
0 z# R4 `; v! a9 `- G1 @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。
- L( M5 V. h+ T; W% D, z一般来说,在 tmpgenc中设置为普通即可。( I0 _+ D$ V$ [; D1 O- Y

3 @3 b" l3 y- @  TB. Advanced (影象源)部分:
; |0 j, i5 k$ i/ r0 j' H# A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。
2 `: Y! N7 N, K1)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。
. a* A+ }9 V1 p, g9 d2 jtmpgenc12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。- T6 ]& N9 i* m+ [
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。& W# ^: r! m# J/ B
tmpgenc12a好象也不能根据视频源自动设置这个参数.
- h+ i4 c( ^) {% j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
2 i  n( _1 ]- ?' j) ]! _# @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。。。,
) K9 z5 M5 H, X1 R# J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,: Q/ Y, @/ y) K1 P( ?
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,
. \" C! c5 G% A* T# z( e6 x. d+ ?对于他们的叫法却有3种:  [- Q; x% Y+ b0 o
field order A/B (在ulead软件中的叫法)," ?( |  G0 i3 l" C- m, J+ t
even/odd line first ( tmpgenc的叫法),4 j9 I9 Y% Z' A7 @5 G0 ^* ?1 x
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。* a7 L  T8 d% K" L& x1 H- O$ K
在英文版的 tmpgenc12a中,缺省的设置为“even line first (field A)”,,& q7 F0 h# t( i, W/ o
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,
. T- m3 M% C* l* M! e: m注意不要在字面上混淆了.; \, A2 b' O" ^
总之,3种叫法的关系是这样的:$ x/ w3 \  l$ D2 W# I) ^/ p, ^
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; I# c* @; r4 X% a! A
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。( {* C4 D" c: ?' [
3)视频源的宽高比: tmpgenc可以自动识别设置,一般应该为4:38 _' `; R4 z  g
625line PAL.0 V4 \, h/ V9 r
4) 画面显示比例和位置:+ ]1 V! q. A! f+ Z# n
一般选用“全画面显示并宽高比不变”,
6 S0 F4 |; M2 e* _0 i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。
( ]  ~/ {0 L8 F3 J, [+ e. h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,
8 w( L1 c: k% n) K5 v“全画面显示并宽高比不变”是在上下留出空白,
; s1 Z& m" F% X; d1 z' A2 l: d4 Y“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,
! X/ c, p- s/ S" U  J$ f3 M8 M仅为猜测,不正确的地方请朋友们指正。5 k4 q/ u) ?+ E8 C) g
5)滤镜选项组:' C, V: j! h1 z" @$ Y6 z6 i% F
这一组设置可以对视频源进行预处理以提高影象质量。
1 J* d% }. u5 U8 X一般来说,都是在非编软件中实现这些功能的。3 n0 \  z/ {* G. ?# `
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,3 I: T! Q2 U& Y) W, ^8 f: y. b
这是对低品质视频源提高主观质量的代价。2 w$ t3 E) f" `% I5 m) n( D
影象源范围:选取部分影象源进行压缩
% i# i& }% z5 |, h24fps化:24fps是电影标准,一般不选
; d0 p: ~; o  W: R$ @3 v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。! |6 R: {- x# h6 ~3 F! M
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。
2 `  K( i5 @; M9 j4 ^& f不过副作用是平滑了图象,- }$ u& O5 R3 n3 `5 T
比如人的面部会象橡皮娃娃一样,光滑但没有质感。
/ g. k% l! u7 v4 Z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 m3 ]' s/ h/ o' g& ^简单色彩矫正:调整亮度,对比度,gamma,色度等# b( b1 m# A' z6 H# x, L
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$ f' K+ @9 x1 ^8 u" e: u3 C
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,
6 m# j" \  L+ V1 W7 a; j+ 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。
8 _. ^3 [9 B& c2 z$ 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。; H- U6 r) K/ {, D4 a% d( E
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.1 V  }# o& j" B4 c- v/ z' j% @( s( s
相反,如果视频源是352x288的隔行扫描视频,则需要做de-interlace.$ i# x/ j8 U5 g# s! N2 P
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,
$ {7 y6 [; Q; B& p: s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,& c3 P3 J( D6 b
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。$ i  E) P, C& S9 g3 [1 q8 z* Q1 ]
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。/ M' s# v4 h% o& t0 y: r
帧率不变:没什么好讲的' q* ?) g; W# K* U5 J1 @8 E' z' U8 k
声音处理:可以增大/减小音量,并做声音的淡入/淡出。! j/ l0 h3 z9 I. I0 C. G+ @' g
( V. ?: ^' S1 O1 i: G: y
C. GOP结构+ Q% Y- O9 l0 J  B" P* b* X) Y" l
GOP = group of picture. 在mpeg中一个GOP就是一组时间上连续的画面。! T$ h4 U* C+ B. }
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。& `3 a1 ?/ C# k' A9 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;, K; b! d1 e/ H+ l5 ^0 I. ?2 x$ a
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。
2 f& I3 c; g3 k0 n9 ~/ E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。
. B3 P2 b* k, [& F" t" r( H. j. n极端的例子是只用I帧,图象质量会有保证,但码流会很大。( k& X" N7 a8 A7 Z
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,
* g7 z1 n  H% S1 Y5 ?; B8 B其编码/解码不仅需要以前的I/P, 也需要以后的I/P帧。8 y/ v5 q, F& A/ m0 L5 Z* j0 @
取消最后的B帧,可以去除GOP之间的依赖性,从而便于编辑。! K! P0 d8 A! B/ [
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1 a  F5 |* S8 [2 G1 o+ ^
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。( [% W/ I- k8 K# h/ z3 i
结合MVBR码流控制可以全面控制码流分配。
" I5 h, @% @+ Z5 }; K 8 Y* t+ y. ~9 H2 s
D.量化矩阵2 {' @$ x8 t; F* [5 |
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。2 z, z: }  @1 t: d# {4 J
通过对高频分量使用比较大的量化阶从而达
0 g. E( {3 j, z  E$ F8 v* f, y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。
, k+ r/ t% |, T# G; w1)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
% a9 b) h9 b- S; s% s$ 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。
9 V0 {8 }- I2 M3 v& A# h+ {% E3)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- Q6 U- v0 i5 a4 [4 S2 e
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。
$ P  X8 v, H. h4 T3 }对于计算机动画尤其是2维线条为主的动画,
7 k& h: K4 ^! Q/ ]" P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。$ i6 D' ]! v4 _9 s! E4 [
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。
3 Q8 M, l+ c' }% o9 o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。
! h/ M" j$ h5 K. E4 K这样,即使量化阶减小,在码率有限的前提下,
# `, ]7 T$ V3 _2 w: i量化系数还是会加大的。。* Q2 D, s; _4 L, V! B7 r' a  l+ z
4)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,
5 [  _/ b3 o8 Y3 h6 u. m' U9 c- k这个选项 可以增加画面质量。。不过一般都是采用YUV(CCIR601),
9 l- L- t+ C5 I8 ^* |, \$ x; H% B如dv,所以不要选择这个选项,否则白白浪费码率。
4 P! S8 n4 L4 K- ~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。
9 F# @7 j2 y5 G# F: I  F' T) y" s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,# q, T( J4 f2 ~
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。
: C% J) T) [  L5 H7 O! S6)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 i7 K* S& p' L& L5 n2 z; M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。。
( W. O2 W2 D! R) r不过觉得好像这个和量化矩阵无关。
3 b, v, K, P2 S8 o0 Q/ X: c7)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。
( c! X/ Y( t1 q; L, r能用足够的码率或者码率控制手段解决马赛克最好,4 J* l1 }+ E+ ^7 n3 g
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。
) S- D; c% b1 m( v* T. d2 i1 U
, r! E; p1 ?  O. T1 zE. 音频:7 \# i! d8 N3 ]' b. ?
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。
) B2 M7 _3 w4 ^7 e& v. ]7 y9 V! M6 ]( h( E
F. 系统:+ {3 t) J; c8 R& y, K' H
mpeg的系统是指视频+音频。vcd/svcd/dvd模版中已经设定好。(3 e% |& D& i0 x7 H

. G0 ~# A- E% \  R6 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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