x264实时编码的码率控制--一个简单的QP调节方法
X264编码参数设置
X264编码参数设置By:林立翔standfly@北京邮电大学多媒体通信中心2011-11一，X264版本本项目使用X264编码版本为20091008-2245，附带FFMPEG解码器用以验证编码效果。
二，编译条件本测试在windows xp平台下的visual studio 2008 编译环境下进行三，软件配置1. 打开X264CODEC文件夹，双击X264CODEC解决方案，用Visual Studio 2008打开工程文档2. 单击左上角解决方案资源管理器中X264ENCODE解决方案—>击右键 左击属性，进入X264ENCODE属性页—>选择配置属性—>调试—>在右栏的命令参数中输入所需的编码参数。
四，编码参数设置1.x264基本参数设置格式[--参数名参数值 ...] --output 输出文件输入文件其中方括号里是可输入可不输入的，“...”是可以输很多个的意思。
观察这个形式，每个参数名之前要加“--”，空格后跟此参数名的参数值；一定要有“--output”并指定输出文件；一定要指定输入文件，但前面没有“--”之类的提示符号。
此外，还有短参数模式。
这是为了简化某些常用参数名设计的。
一个“-”加一个字母构成一个短参数名，和与之对应的普通参数名效果一样。
注意此时这个字母区分大小写。
在--fullhelp 列表里，有短参数的参数的短参数都列在此参数的前面。
2.本测试预设的编码参数--crf 23 --tune psnr --preset medium --output X:\xxx\xxx.264 --fps 25 X:\广科院测试序列\左测试序列1.yuv 1920x1080其中，1）.crfcrf为一种根据片子质量自动分配码率的 vbr 码率控制方式。
可用的值从 1到 51，越小编码质量越好，码率越高。
一般使用 16 到 24可以为浮点。
本测试预采用此参数或许不同码率下的编码数据。
X264用法
----
@cd /d "%~dp0"
x264 -p2 --stat "XXX.stat" -B XXXX [option] -o "%~dpn1_p2.mp4" "%~1"
@pause
注意一般pass 1 都加上--slow-firstpass这个参数。
pass 1压完看下视频是否满足自己要求，不满意就继续
输入：
x264支持输入的文件类型有raw yuv、y4m、avs和任何可以由ffms或lavf打开的文件。raw yuv会用在64位的x264里。有ffms/lavf打开的片子会自动正确的处理vfr问题。avs和ffms/lavf输入不需要指定片子的分辨率。
输出：
x264可以输出没有封装的H.264视频流，扩展名是.264；matroska视频，扩展名是.mkv；flash视频，扩展名是.flv；mp4视频，扩展名是.mp4。mkv、mp4和flv可以是vfr的。
除了2pass，还有多pass模式，在之前分析的基础上再继续分析，理论上会使码率分配更加合理，但实际上2pass已经足够了。
--bitrate 1000 （以1000kbps码率为例）
>x264 --bitrate 1000 --pass 1 --tune animation --preset slower --stats "1pass.stats" -o NUL input.avs
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。
中文版MeGUI的x264编码配置
中文版MeGUI的x264编码配置在MeGUI用内置工具AVS创建一个简单脚本（这里暂时不介绍AVS的各种滤镜使用参数），要求在点击DirectShowsource（手工、专业）能弹出视频预览窗就可以保存AVS了。
此时内建的AVS会自动加载到MeGUI 主界面，进入本文主题压制参数x264配置。
用内置工具建AVS脚本保存后会自动加载到MeGUI界面（AVS的保存最好和视频同在一起）视频输出，注意MeGUI分配的路径是和源视频同一处的，如果本身源视频就是mkv的那么视频输出要改一下视频名称或是存放路径,以免被覆盖转制出错。
没有勾选―显示高级设置‖英文―Show Advanced Setting‖设置界面没有显示完全。
勾选―显示高级设置‖后，配置界面完全显示出来，主要主要面板：编码模式有这么几种：ABR \ Const.Quantizer \ 2pass –1st pass \…… \ Const.Quality，说说常用的，ABR:平均码率，做动画基本不用，Const Quality:恒定质量模式（追求质量不计码率和容量大小的片子使用），一次编码，做动画基本不用，xPass:x次处理，能做到动态高码率，静态低码率，看到很多动画在激烈的打斗场面的时候都会有很高的码流，甚至有10m,20m的说，但是，在静态画面的时候码流较低，这是为了使体积都用在最需要的时候，如果激烈战斗的动态画面码率低的话那么就什么都看不清楚了…所以2pass 对于压缩后片子的整体质量有所提高。
对于那么多的编码模式，最终要用的都是：Auto-2PASS，两次的编码压缩使得码率低，体积更小，质量也高，但是消耗的时间是CQ模式的大约一倍，CQ模式相当于只跑了第2PASS，而2PASS模式还要跑完第一PASS才跑第二PASS。
（加入列队编码时注意到，自动二次编是要跑完两个x264才完成视频输出,时间久就是因为这样来的。
）BITRATE：码率设置，以kbps为单位，片源好以1500kbps以上压制成1024X576的片子体积能减三倍以上，当然码率越高和源的差别越小。
X264简单配置详解
X264 简单配置详解1、X264 介绍X264 是一个基于 H264 的免费开源的视频编码器，属于后起之秀，采用x264 编解码的视频文件，相比较 xvid 或者其它流行的编解码器转换效率和转换后的画面质量都更加优异，已经受到众多非编人士的青睐。
2、Basic 基本配置preset 预设：通过preset 的参数调节编码速度和质量的平衡。
preset 预设参数类似于 WinRAR 的压缩方式参数，参数值有：UltraFast、SuperFast、VeryFast、Faster、Fast、Medium、Slow、Slower、VerySlow、Placebo。
从快到慢，参数越来越慢，越慢压缩比越高，消耗的时间也越长，默认是 Medium。
Tuning 优化：特别的情况时可以指定片子的类型和视觉优化的参数。
默认值为None，没有特殊要求的不用设置此项。
Tuning 的参数值有：●f ilm：电影、真人类型；●a nimation：动画类型；●g rain：需要保留大量的颗粒时使用；●s tillimage：静态图像编码时使用；●p snr：为提高psnr 做了优化的参数；解释：峰值信噪比（PSNR），是一种评价图像的客观标准。
●s sim：为提高 ssim 做了优化的参数；解释：一种衡量两幅图像相似度的指标，其值越大越好，最大为 1，经常用到图像处理中，特别在图像去噪处理中在图像相似度。
Profile 画质级别：X264 有四种画质级别,分别是baseline, extended, main, high；默认为：Auto（自动），其他参数值的含义：（1）Baseline Profile：基本画质。
支持 I/P 帧，只支持无交错（Progressive）和 CAVLC；（2）Extended profile：进阶画质。
支持 I/P/B/SP/SI 帧，只支持无交错（Progressive）和 CAVLC；（3）Main profile：主流画质。
X264-libx264编码库
X264-libx264编码库X264编码库libx264实现真正的视频编解码，该编解码算法是基于块的混合编码技术，即帧内/帧间预测，然后对预测值变换、量化，最后熵编码所得。
编码帧的类型分为I帧（x264_type_i）、P帧（x264_type_p）、B帧（x264_type_b），在H264中叫做图像⽚Slice。
X264把整帧图像看作⼀个Slice，⽚中有slice_type_i、slice_type_p、slice_type_b之分。
I帧只有slice_type_i，P帧有slice_type_i、slice_type_p，B帧三种⽚都有。
X264的H264视频编码过程可以分为三个步骤：⾸先根据规则判定当前帧的编码类型，如果是B帧，要缓冲存放、获取；然后对待编码图像进⾏帧内预测、帧间预测、整数DCT变换、量化和熵编码；最后把压缩的H264数据进⾏NAL层打包输出。
X264编码器有关的重要结构体：x264_image_t：实际参与编码的编码帧图像信息。
typedef struct{int i_csp; //图像空间颜⾊int i_plane; //图像平⾯数⽬int i_stride[4]; //每个图像平⾯的跨度，也就是每⼀⾏数据的字节数uint8_t *plane[4]; //每个图像平⾯存放数据的起始地址，plane[0]是Y平⾯，plane[1]是U平⾯，plane[2]是V平⾯}x264_image_t; //待编码的图像x264_picture_t：x264编码器定义便于控制的图像帧，描述⼀帧的特征。
包含x264_image_t和x264_param_t结构体。
typedef struct{int i_type; //帧的类型，初始化为auto，在编码过程⾃⾏控制int i_qpplus1; //此参数减1代表当前帧的量化参数值int i_pic_struct; //帧的结构类型int b_keyframe; //输出是否是关键帧int64_t i_pts; //⼀帧的显⽰时间戳int64_t i_dts; //输出解码时间戳x264_param_t *param;x264_image_t img;x264_image_properties_t prop;x264_hrd_t hrd_timing;void *opaque;} x264_picture_t; //x264编码视频帧x264_param_t：初始化编码器。
X264参数设置（1）
0
设置VBV模式的最大码率，强烈建议如果使用，则用2-pass bitrate
Vbv-buffsize
0
设置VBV的最大Buffer大小
Vbv-init
0
初始化buffer值
qpmin
10
Qp最小量化值，qp值越小，视频越清晰，码率越高，一般qp小于16即接近无损压码
qpmax
Aq-mode
1
0:不使用AQ自适应模式，
1：使用
推荐：使用缺省值
Beta deblocking值越低，被去块化(deblock)的方块越少。增加Beta值，环状物(ringing)就越少,而降低Beta则DCT块越少（矛盾）？。/showthread.php?t=109747
如果你不需要编码很细，不介意偶尔的块，可以用-2:-1;如果你喜好更明亮的画面，且不介意一点点模糊，那就用1:2;动画则用低beta值;推荐用缺省值
X264参数设置（1）
X264参数设置
注：I帧：关键帧，P帧：预报帧，B帧：I帧和P帧之间的双向插值帧
名称
缺省值设置IDR帧的最大间隔为250帧，IDR帧就是可备用于拖拽的帧，IDR帧一定是I帧，反之不成立。最好是设成帧率的10倍。显然改值越小，P,B帧越少。
min-keyint
interlace
无
交错编码，无详细说明，缺省值
以下是码率控制
码率控制方法有三种：qp, bitrate, crf,他们是互斥的。三种方法目标不同：qp:固定量化子，bitrate:固定文件大小，crf固定视频“质量”
qp
无
固定量化模式(CQ),数值是针对P帧的量化值，I,B帧则根据ipratio和pbratio算出；0值表示无损压缩；推荐使用crf方法替代qp；值越小越清晰。
码率控制
X264码率控制流程分析码率控制的理论知识：码率控制的目的和意义：图像通信中码率控制的目的：通过调节编码参数，控制单位时间内的编码视频流的数据量，以使产生的比特流符合各种应用的需求。
视频压缩的效率和视频内容有很大的关系，对于变化多样的画面，视频编码的输出的码流变化较大，在信道环境不好的时候就容易导致解码端显示的质量的不稳定。
率失真理论：由于传输带宽和存储空间的限制，视频应用对压缩比有较高的要求。
而无损编码较低的压缩比无法满足视频在实际应用中的需求。
但如果给视频引入一定程度的失真，通常可以获得较高的压缩比。
率失真理论对有损压缩编码下的失真和编码性能之间的关系的描述，为码率控制的研究提供了坚实的理论依据。
率失真理论主旨是描述编码失真度和编码数据速率的关系。
该理论建立在图像是连续的基础上的，在有限数据速率下，由于存在量化误差，必然存在失真。
当使用有损编码方法时，重建图像g(x,y)和原始图像f(x,y)之间存在差异，失真度D的函数形式在理论上是可以根据需要自由选取的，在图像编码中，D 常用均方差形式表示的，典型的率失真曲线。
R(D)为D的凸减函数。
对于怎么选择哪个函数的率失真效果更好，则是比较哪个函数的率失真函数更为接近典型的率失真函数的曲线。
x264码率控制方法：采用的码率控制算法并没有采用拉格朗日代价函数来控制编码，而是使用一种更简单的方法，即利用半精度帧的SATD(sum of absolute transformed difference)作为模式选择的依据。
SATD 即将残差经哈德曼变换的4×4块的预测残差绝对值总和，可以将其看作简单的时频变换，其值在一定程度上可以反映生成码流的大小。
SATD是将残差经哈达曼变换4*4块的预测残差绝对值总和。
自适应宏块层码率控制策略：X264的宏块没有任何码率控制的机制，其在帧层得到一个QP后，属于该帧的所有宏块都用着统一的QP进行量化。
码率控制性能测度：1、比特率误差|ABR-TBR|/TBR ，越小越好。
[VCB-Studio][教程09]x264参数设置
![[VCB-Studio][教程09]x264参数设置](https://img.taocdn.com/s3/m/e9d8a47abf23482fb4daa58da0116c175f0e1e71.png)
[VCB-Studio][教程09]x264参数设置VCB-Studio教程09 x264参数设置0. 前言本教程旨在讲述x264参数设置的技巧，并侧重于vcb-s定位的使用：10bit，动漫，高码率，高参数。
对于非这类定位的压制，虽有叙述但不详细。
本教程请搭配MeGUI的参数设置面板一起阅读：本教程会按照标签卡（Main->Frame Type->…->Misc）分别讲解，每个标签卡内，按照从左上到左下，到右上到右下的顺序，讲述每个参数的使用，并给出它们在批处理命令行中的写法。
或者，你完全可以在MeGUI中调好，然后复制下方的命令行（去掉开头的program和结尾的--output "output" "input"）到批处理。
后续会有教程讲述低码率下8bit压制的技巧。
不要将本篇中讲述的任何参数和逻辑套用在x265上。
1. Main标签卡，x264基础设置Main标签卡里面都是最主要的参数，新手上路，掌握Main标签卡的内容，就足以去一些普通字幕组担任压制了。
Encoding Mode（rc，ratecontrol，码率控制方法）:ABR: Average Bit Rate,指定一个平均码率。
x264会试图让整部视频的平均码率达到你的给定值。
如果视频前后编码复杂度相差很大，那么码率的时间分配效果就很差，尤其是到了结尾，为了达到预定的码率值，x264经常不得不采用过高/过低的码率。
所以一般不推荐这个模式。
命令行: --bitrate 1000,1000是码率，单位Kbps。
Const quantizer：cq模式，固定量化模式。
所有P帧（下文有讲）采用一个固定的Quantizer。
Quantizer, 量化，是一种衡量图像压缩程度的方法，用0-69的浮点数表示，0为无损。
图像被压缩的越多，量化值越大，码率越低，注意量化值不一定代表目视质量，比如说一个纯色的图像可以以很高的量化值被量化，占用的体积很小，而一个很复杂的图像就算量化值不高，但是压缩后观感也可能很差。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
x264实时编码的码率控制
一个简单的QP调节方法
在用x264做实时视频，由于用在智能手机上，计算能力有限，网络带宽有限，故设计了一个简单的新的码率控制算法，效果还不错，与大家分享。
一般做实时视频，x264作者推荐用vbv-CBR模式，这样来稳定码流，适应带宽。
但对于嵌入式系统，CBR模式计算量较大。
CBR模式需要进行前期的半精度SATD值计算，以得到图像复杂度，进而得到预计的bits(这一SATD还用在slice type的选择，实际这个计算过程的函数就叫slice_type_decision，在lookaheand_get_frame中)；通过预计bits与期望bits的比较得到qscale，进而得到本编码帧的QP。
当然若用上mb_tree，aq_mode 还更复杂。
这一前期的计算过程大致占整个计算量的12%-20%（根据参数的不同），但若略去这步，使用固定QP，码率波动较大。
现设计了一个新的模式，利用帧间的相似性，根据上一帧编码的实际bits与期望bits的差，来调节QP（帧级调整）。
实现上的思路也很简单，利用CQP模式的壳，在每帧编码前再次调节QP。
需要采用参数如下：
--bframes 0 不要B帧
对于嵌入式，手机等系统，建议采用：
--scenecut 0---（不需额外增加i 帧，由于实时不需b帧，故一个GOP组中，只有一个IDR 帧及其余的P帧）；
--subme 1 1/4精度的SAD值
--no-8x8dct (这个是high profile, 不需要，同样可加快编码，节省码流)
--partition none 不要划分(可提高编码速度，节省码流，psnr基本不变)
其余参数可参见，x264 --preset-veryfast的参数配置；
好了接下来是帧级的码流控制，即调节QP；
1. 在x264参数中添加新码率控制的参数（get_opt函数），如：--newqp <bitrate>
2. 这个newqp与CQP，可以起使用。
可照常使用--qp <integer>的形式给出初始qp，若无，则初始默认为23;
3. 控制流程：
1）在本帧编码前，获取上一编码帧的实际大小,单位最好用bit, 这样便于后面的调节；
2）根据设定的bitrate，得到期望的编码帧实际大小，即bitrate/fps (此处的FPS是输
出，一般是25)；
3）拟合qp-bitrate曲线：
比如：现在目标是视频通讯，画面复杂度不高，找到这样的片源，用上述选定参数实验不同固定QP下的qp-bitrates曲线；
4）根据拟合曲线及目标bitrate，选出关键的调节点；
以上是整体流程，目前实验的效果是：比如设定500kbps ,超越上限在1%以内，最低在5%以内；
但如果用片源变了，如换成画面复杂度较高的，则上限在5%，下限15%左右；
这主要是调节点是针对某一类片源设定的；
为此，设计了一个简单的权重数组，根据不同设定的bitrate来改变调节点的值，目前看，控制精度有所提高：上限1%，下限10%。
计算量上：可忽略，只是每帧多了上百次的加减乘除；
码率控制实际上是一种编码的优化算法，它用于实现对视频流码流大小的控制。
那么它控制的目的是什么呢？
我们可以试想一下，同样的视频编码格式，码流大，它包含的信息也就越多，那么对应的图像也就越清晰，反之亦然。
目前常用的两种码流控制方式是VBR和CBR，VBR是动态比特率，CBR是固定比特率。
那么他们是怎么来实现的呢？
我们首先看视频编码的目的，它是为了在有限的带宽中传输尽可能清晰的视频，我们以每秒25帧的图像举例，25帧图像中定义了GOP组，目前主要是有I,B,P帧三种帧格式，I帧是关键帧，你可以想象它就是一幅JPEG压缩图像，而B,P帧是依靠I帧存在的，如果丢失了I帧，B,P帧是看不到图像的，B,P帧描述的不是实际的图像像素内容，而是每个相关像素的变化量，他们相对于I帧信息量会很小。
GOP组是指一个关键帧I帧所在的组的长度，每个GOP组只有1个I帧。
我们再来看，一组画面的码流大小跟什么有关？
当视频编码的压缩方式都一样，清晰度要求都一样的时候，GOP组的长度格式决定了码流的大小，例如：每秒25帧画面，GOP组长度为5，那么帧格式为IBPBP,那么1秒钟有5个I帧，10个B帧，10个P帧，如果GOP组长度为15,帧格式就是IBBPBBPBBPBBPBB,那么1秒钟内会有2个I帧和16个B帧和7个P帧，那么5个I帧比2个I帧占用的数据信息量大，所以GOP组的长度格式也决定了码流的大小。
最后，我们再来看VBR和CBR，对于VBR来说，它可以通过特殊的算法来控制一个GOP 组的长度，也就是I帧的数量，当图像中运动图像多时，我可以把I帧数量加大，那么图像会很清晰，如果图像内元素基本静止时，它甚至可以把GOP组调到25的长度。
那么根据前面的描述，可以想象这是一种为了确保图像质量的控制手段，它非常灵活，不死板，但是要求控制算法非常的精确，不精确会导致很多问题，例如码流突增后不降低，即使带宽足够，会导致图像出现问题。
CBR相反，它的带宽不变，码流不改变，一直都是一样的大小（会有少许的变化），图像运动量超过码流承受能力时，图像会出现边缘模糊的现象，它的目的是为了稳定带宽，它的实现方式就相对简单，码流不变就需要均衡IBP之间的关系，动态视频大时I帧小，BP大，运动视频小时I帧大，BP小。
总之都是通过编解格式的算法来实现的。
总结一下，VBR码流控制方式可以降低图像动态画面少时候的带宽占用，CBR控制方式码流稳定，图像状态较稳定。
他们为了解决的是不同需求下的不同应用。