多媒体|H264 Profile对比分析

Baseline
支持I/P 帧,只支持无交错(Progressive)和CAVLC
一般用于低阶或需要额外容错的应用,比如视频通话、手机视频等;

Main
支持I/P/B 帧,无交错(Progressive)和交错(Interlaced),CAVLC 和CABAC
用于主流消费类电子产品规格如低解码(相对而言)的mp4、便携的视频播放器、PSP和Ipod等;

High
在Main的基础上增加了8x8 内部预测、自定义量化、无损视频编码和更多的YUV 格式(如4:4:4)
用于广播及视频碟片存储(蓝光影片),高清电视的应用。
0. 前言 本文首先会谈谈profile和level是干什么的,然后聊聊用ffmpeg和x264命令行怎么指定对应参数,最后聊聊在代码中怎么使用设置profile和level。
1. H264 Profile 简单理解就是H264有多个版本,版本越高编码效率和压缩率就越高,对应的版本是Profile。
从低到高分别为:Baseline、Main、High
在相同配置情况下,High profile(HP)可以比Main profile(MP)节省10%的码流量,比MPEG-2 MP节省60%的码流量,具有更好的编码性能。(这是个普遍认可的一组数据)

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【提供者】QuestionMark
多媒体|H264 Profile对比分析
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2. H264 Level 每个level都规定了一组对标准中语法成员(syntax element)所采用的各种参数值的限制。
在给定的profile下,level通常与解码器的处理能力和内存容量相对应。每一个档次设置不同的参数(如取样速率、图像尺寸、编码比特率等),得到对应的编解码器性能的不同level。
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3. FFmpeg x264命令行编码 详细信息参考x264 –fullhelp
3.1 常用参数 crf
用于控制视频画质,取值为[0-51],数值越低画质越好
0:无损
51:最次
默认值23, 通常取值范围:[18-28]

crf每+6,比特率减半
crf每-6,比特率翻倍
profile:
baseline, main, high, high10, high422, high444
preset:
ultrafast,superfast, veryfast, faster, fast, medium, slow, slower, veryslow, placebo
tune:
和使用场景,视频源有关
film, animation, grain, stillimage, psnr, ssim, fastdecode, zerolatency
Tune the settings for a particular type of sourceor situation
此外x264编码还支持多线程,可用threads参数控制开启的线程个数,当threads为0时自动选择开启多少个线程。
3.2 实例 首先需要FFmpeg在编译的时候开启了支持x264。
下面是几个用ffmpeg进行转码的命令,video codec设置为libx264, audio codec为copy。
输入视频是用Android Nexus 5X拍摄,视频时长约8s,720P,编码采用h264(baseline),比特率11848kb/s,详细信息如下:
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'VID.mp4': Metadata: major_brand: mp42 minor_version: 0 compatible_brands: isommp42 creation_time: 2017-03-08T06:38:22.000000Z com.android.version: 7.1.1 com.android.capture.fps: 30.000000 Duration: 00:00:07.87, start: 0.000000, bitrate: 12344 kb/s Stream #0:0(eng): Video: h264 (Baseline) (avc1 / 0x31637661), yuvj420p(pc, bt470bg/bt470bg/smpte170m), 1280x720, 11848 kb/s, SAR 1:1 DAR 16:9, 28.99 fps, 120 tbr, 90k tbn, 180k tbc (default) Metadata: rotate: 270 creation_time: 2017-03-08T06:38:22.000000Z handler_name: VideoHandle Side data: displaymatrix: rotation of 90.00 degrees Stream #0:1(eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 48000 Hz, mono, fltp, 96 kb/s (default) Metadata: creation_time: 2017-03-08T06:38:22.000000Z handler_name: SoundHandle

CRF
ffmpeg -i VID.mp4 -c:v libx264 -profile high -crf xx -c:a copy -y vid_x264.mp4

CRF 编码速度(dutation/t) 比特率(kb/s)
org 1.0 11848
23 0.4 3552
22 0.37 4018
18 0.308 6661
Profile
ffmpeg -i VID.mp4 -c:v libx264 -profile high -c:a copy -y vid_x264.mp4

Profile 编码速度(dutation/t) 比特率(kb/s)
org 1.0 11848
high422 0.494 3552
high 0.496 3552
main 0.511 3542
baseline 0.736 5331
Preset
ffmpeg -i VID.mp4 -c:v libx264 -profile high -crf 23 -preset ultrafast -c:a copy -y vid_x264.mp4

Profile 编码速度(dutation/t) 比特率(kb/s)
org 1.0 11848
ultrafast 2.81 16585
faster 0.645 3596
medium 0.495 3552
veryslow 0.068 3242
tune
和使用场景和视频源有关
ffmpeg -i VID.mp4 -c:v libx264 -profile high -crf 23 -tune zerolatency -c:a copy -y vid_x264.mp4

比特率
线程
4. FFmpeg编码设置 5. 参考文献 【多媒体|H264 Profile对比分析】[1] https://en.wikipedia.org/wiki/H.264/MPEG-4_AVC#Profiles
[2] H264视频编码级别说明profile level Encoder
[3] x264 FFmpeg Options Guide
[4] FFmpeg and H.264 Encoding Guide

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