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编码器的参数设置

2023-08-08 178
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简介： 编码器的参数设置 
//编码器参数设置
//sps/pps
enc_ctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444;
enc_ctx->level = 50; //表示LEVEL是5.0
enc_ctx->width = 640;
enc_ctx->height = 480;
enc_ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
enc_ctx->gop_size = 250;
enc_ctx->bit_rate = 600000;//600kbps
enc_ctx->time_base = (AVRational){1, 25};
enc_ctx->framerate = (AVRational){25, 1};//帧率
if(octx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
{
  printf("set video GLOBAL_HEADER\n");
  enc_ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
}//这octx是输出上下文，有些封装格式希望pps，sps和关键帧分离。设置AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER
代表不会在每个关键帧前加入pps和sps了。会将pps和sps写入到extradata字节当中，当播放端解码器解码时，
从extradata中读取pps和sps然后加入到每个关键帧中。不同的封装格式要求不同，这个if代码块检测你设置的封装格式如"flv"是否需要设置分离。 
//解释一下pps和sps，它们对解码至关重要，如果找不到他们，那么解码就会
失败，因为它们存储的是编码器设置的参数，比如视频的heigth,width等，音频的采样率，通道数等。详见另一篇文章：[h264中的pps和sps](https://blog.csdn.net/weixin_43466192/article/details/121465618)
enc_ctx->keyint_min = 25;//option 由于gop过大，当运动变化过大时，允许自动多插入一个i帧，但两个i帧相差不能小于25帧;
enc_ctx->max_b_frames = 3;//option连续的B帧的数量，一般设置不超过三帧，这里设置三帧
enc_ctx->has_b_frames = 1;//option启动B帧
enc_ctx->refs = 3;//option参考帧的数量，解码器的缓冲区中可以存放的参考帧的数量。
option的选项如果不设置的话会使用默认值，会根据其他设置的值自动设置，这两个也是option选项。

两个预设值preset,tune

因为x264参数众多，且各个参数配合紧密，x264编码器专门提供了预设值，预设值的设置相当于模式的选择，设定一个预设值，代表着使用这个模式，那么这么模式会有默认的很多参数设置。后面再手动设置的参数会覆盖模式里对应的参数。因此这两个值要在其他值之前设置，除此之外tune要在preset后。

preset的值从高到低有：

ultrafast、superfast、veryfast、faster、fast、medium(默认值)、slow、slower、veryslow、placebo


越快的编码速度，表明越低的压缩效率，码率也就越大。

注意：编码很考验cpu性能，提升编码速度能直接减少对cpu的消耗，同时还能显著减少延迟，但会牺牲画面质量。

tune的值有：

animation： 动画

grain： 需要保留大量的grain时用；

stillimage： 静态图像编码时使用；

psnr：为提高psnr做了优化的参数；

ssim： 为提高ssim做了优化的参数； fastdecode： 可以快速解码的参数；

zerolatency：零延迟，用在需要非常低的延迟的情况下，比如电视电话会议的编码。能明显减少延时，但牺牲画面质量。


turne主要是关注画质和视觉感受，如果视频有对应的选项和需求可以使用，否则建议不使用如tune grain是为高比特率的编码而设计的。这两个预设值在x264中的源码在文末尾有贴上。


可以通过x264 --fullhelp查看preset，profile，tune这些预设分别启用了不同的编码工具，启用不同的编码工具，会改变编码效率，因此如果目标码率设置足够的值，则不会降低画质。

补充：

编码器帧相关参数 ：

no-deblock/deblock //去块化 解码后播放发现块比较多，像马赛克，是因为宏块预测，可以设置deblock用滤波器进行平滑处理。（no-deblock不适用滤波器）

no-cabac/cabac //不使用/使用熵编码 使用熵编码后压缩比比较高。

流控：

Qp关注量化器，与bitrate/crf互斥

bitrate，关注码流，间接控制质量

crf,关注质量，默认是23，数值越低质量越好

Partitions p8x8,b8x8,i8x8,i4x4 //i,b,p帧的宏块大小


下面这个网站会有更详细的介绍以上参数，并给出x264未设置options参数时，默认是多少。

http://www.chaneru.com/Roku/HLS/X264_Settings.htm


x264的各个参数

下面这个网站会介绍这些参数在ffmpeg命令行中对应的名字是什么。

https://sites.google.com/site/linuxencoding/x264-ffmpeg-mapping




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附录：

x264源码中base.c文件中

static int x264_param_apply_preset( x264_param_t *param, const char *preset )
{
    char *end;
    int i = strtol( preset, &end, 10 );
    if( *end == 0 && i >= 0 && i < sizeof(x264_preset_names)/sizeof(*x264_preset_names)-1 )
        preset = x264_preset_names[i];
    /*
     * 下面的这些参数设置会对编码质量和编码速度造成极大影响，因此，优化时首先考虑优化下面的参数
     */
    /* 极快（最快）
     */
    if( !strcasecmp( preset, "ultrafast" ) )
    {
        /* 参考帧数量设置为1
         */
        param->i_frame_reference = 1;
        /* 场景切换设置阈值
         */
        param->i_scenecut_threshold = 0;
        /* 不进行去方块滤波
         */
        param->b_deblocking_filter = 0;
        /* 不使用cabac
         */
        param->b_cabac = 0;
        /* 没有B帧
         */
        param->i_bframe = 0;
        /* 设置intra划分的partition，这里应该是不进行划分，只使用16x16
         */
        param->analyse.intra = 0;
        /* 设置inter划分的partition，这里应该是不进行划分，只使用16x16
         */
        param->analyse.inter = 0;
        /* 不使用8x8的的DCT变换
         */
        param->analyse.b_transform_8x8 = 0;
        /* 运动估计：DIA
         */
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
        /* 亚像素运动估计精度：0,表示只进行整像素运动估计
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 0;
        /* 关闭自适应量化
         */
        param->rc.i_aq_mode = 0;
        /* 禁止每个宏块的分区拥有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 不使用trellis优化
         */
        param->analyse.i_trellis = 0;
        /* 自适应B帧判断的概率（从-100到100）
         */
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_NONE;
        /* 不使用mbtree
         */
        param->rc.b_mb_tree = 0;
        /* 权重预测中，P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_NONE;
        /* 显式的B帧权重预测
         */
        param->analyse.b_weighted_bipred = 0;
        /* mbtree前向预测的帧的数量
         */
        param->rc.i_lookahead = 0;
    }
    /* 超级快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "superfast" ) )
    {
        /* inter划分：4x4和8x8
         */
        param->analyse.inter = X264_ANALYSE_I8x8|X264_ANALYSE_I4x4;
        /* 运动估计：DIA
         */
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 1;
        /* 参考帧数量：1
         */
        param->i_frame_reference = 1;
        /* 不允许每个宏块的分区有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 关闭trellis优化
         */
        param->analyse.i_trellis = 0;
        /* 关闭mbtree
         */
        param->rc.b_mb_tree = 0;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：0
         */
        param->rc.i_lookahead = 0;
    }
    /* 非常快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "veryfast" ) )
    {
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 2;
        /* 参考帧数量：1
         */
        param->i_frame_reference = 1;
        /* 不允许每个宏块的分区有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 关闭trellis优化
         */
        param->analyse.i_trellis = 0;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：10
         */
        param->rc.i_lookahead = 10;
    }
    /* 很快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "faster" ) )
    {
        /* 不允许每个宏块的分区有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 参考帧数量：2
         */
        param->i_frame_reference = 2;
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 4;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：20
         */
        param->rc.i_lookahead = 20;
    }
    /* 快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "fast" ) )
    {
        /* 参考帧数量：2
         */
        param->i_frame_reference = 2;
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 6;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：30
         */
        param->rc.i_lookahead = 30;
    }
    /* 正常：在速度与质量之间平衡
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "medium" ) )
    {
        // 使用默认的参数
        /* Default is medium */
    }
    /* 慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "slow" ) )
    {
        param->analyse.i_subpel_refine = 8;
        param->i_frame_reference = 5;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->rc.i_lookahead = 50;
    }
    /* 很慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "slower" ) )
    {
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
        param->analyse.i_subpel_refine = 9;
        param->i_frame_reference = 8;
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_TRELLIS;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->rc.i_lookahead = 60;
    }
    /* 非常慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "veryslow" ) )
    {
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
        param->analyse.i_subpel_refine = 10;
        param->analyse.i_me_range = 24;
        param->i_frame_reference = 16;
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_TRELLIS;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->i_bframe = 8;
        param->rc.i_lookahead = 60;
    }
    /* 极慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "placebo" ) )
    {
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
        param->analyse.i_subpel_refine = 11;
        param->analyse.i_me_range = 24;
        param->i_frame_reference = 16;
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_TRELLIS;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
        param->analyse.b_fast_pskip = 0;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->i_bframe = 16;
        param->rc.i_lookahead = 60;
    }
    else
    {
        x264_log( NULL, X264_LOG_ERROR, "invalid preset '%s'\n", preset );
        return -1;
    }
    return 0;
}

static int x264_param_apply_preset( x264_param_t *param, const char *preset )
{
    char *end;
    int i = strtol( preset, &end, 10 );
    if( *end == 0 && i >= 0 && i < sizeof(x264_preset_names)/sizeof(*x264_preset_names)-1 )
        preset = x264_preset_names[i];
    /*
     * 下面的这些参数设置会对编码质量和编码速度造成极大影响，因此，优化时首先考虑优化下面的参数
     */
    /* 极快（最快）
     */
    if( !strcasecmp( preset, "ultrafast" ) )
    {
        /* 参考帧数量设置为1
         */
        param->i_frame_reference = 1;
        /* 场景切换设置阈值
         */
        param->i_scenecut_threshold = 0;
        /* 不进行去方块滤波
         */
        param->b_deblocking_filter = 0;
        /* 不使用cabac
         */
        param->b_cabac = 0;
        /* 没有B帧
         */
        param->i_bframe = 0;
        /* 设置intra划分的partition，这里应该是不进行划分，只使用16x16
         */
        param->analyse.intra = 0;
        /* 设置inter划分的partition，这里应该是不进行划分，只使用16x16
         */
        param->analyse.inter = 0;
        /* 不使用8x8的的DCT变换
         */
        param->analyse.b_transform_8x8 = 0;
        /* 运动估计：DIA
         */
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
        /* 亚像素运动估计精度：0,表示只进行整像素运动估计
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 0;
        /* 关闭自适应量化
         */
        param->rc.i_aq_mode = 0;
        /* 禁止每个宏块的分区拥有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 不使用trellis优化
         */
        param->analyse.i_trellis = 0;
        /* 自适应B帧判断的概率（从-100到100）
         */
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_NONE;
        /* 不使用mbtree
         */
        param->rc.b_mb_tree = 0;
        /* 权重预测中，P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_NONE;
        /* 显式的B帧权重预测
         */
        param->analyse.b_weighted_bipred = 0;
        /* mbtree前向预测的帧的数量
         */
        param->rc.i_lookahead = 0;
    }
    /* 超级快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "superfast" ) )
    {
        /* inter划分：4x4和8x8
         */
        param->analyse.inter = X264_ANALYSE_I8x8|X264_ANALYSE_I4x4;
        /* 运动估计：DIA
         */
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 1;
        /* 参考帧数量：1
         */
        param->i_frame_reference = 1;
        /* 不允许每个宏块的分区有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 关闭trellis优化
         */
        param->analyse.i_trellis = 0;
        /* 关闭mbtree
         */
        param->rc.b_mb_tree = 0;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：0
         */
        param->rc.i_lookahead = 0;
    }
    /* 非常快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "veryfast" ) )
    {
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 2;
        /* 参考帧数量：1
         */
        param->i_frame_reference = 1;
        /* 不允许每个宏块的分区有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 关闭trellis优化
         */
        param->analyse.i_trellis = 0;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：10
         */
        param->rc.i_lookahead = 10;
    }
    /* 很快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "faster" ) )
    {
        /* 不允许每个宏块的分区有自己的参考编号
         */
        param->analyse.b_mixed_references = 0;
        /* 参考帧数量：2
         */
        param->i_frame_reference = 2;
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 4;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：20
         */
        param->rc.i_lookahead = 20;
    }
    /* 快
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "fast" ) )
    {
        /* 参考帧数量：2
         */
        param->i_frame_reference = 2;
        /* 亚像素运动估计精度
         */
        param->analyse.i_subpel_refine = 6;
        /* P帧的权值
         */
        param->analyse.i_weighted_pred = X264_WEIGHTP_SIMPLE;
        /* mbtree向前预测的帧数：30
         */
        param->rc.i_lookahead = 30;
    }
    /* 正常：在速度与质量之间平衡
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "medium" ) )
    {
        // 使用默认的参数
        /* Default is medium */
    }
    /* 慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "slow" ) )
    {
        param->analyse.i_subpel_refine = 8;
        param->i_frame_reference = 5;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->rc.i_lookahead = 50;
    }
    /* 很慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "slower" ) )
    {
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
        param->analyse.i_subpel_refine = 9;
        param->i_frame_reference = 8;
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_TRELLIS;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->rc.i_lookahead = 60;
    }
    /* 非常慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "veryslow" ) )
    {
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
        param->analyse.i_subpel_refine = 10;
        param->analyse.i_me_range = 24;
        param->i_frame_reference = 16;
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_TRELLIS;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->i_bframe = 8;
        param->rc.i_lookahead = 60;
    }
    /* 极慢
     */
    else if( !strcasecmp( preset, "placebo" ) )
    {
        param->analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
        param->analyse.i_subpel_refine = 11;
        param->analyse.i_me_range = 24;
        param->i_frame_reference = 16;
        param->i_bframe_adaptive = X264_B_ADAPT_TRELLIS;
        param->analyse.i_direct_mv_pred = X264_DIRECT_PRED_AUTO;
        param->analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
        param->analyse.b_fast_pskip = 0;
        param->analyse.i_trellis = 2;
        param->i_bframe = 16;
        param->rc.i_lookahead = 60;
    }
    else
    {
        x264_log( NULL, X264_LOG_ERROR, "invalid preset '%s'\n", preset );
        return -1;
    }
    return 0;
}
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南山小雨
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