ABR,CBR,VBR的關(guān)系

與ABR相應(yīng)的技術(shù)有CBR,VBR。這些碼率控制技術(shù)首先都是在音頻編碼中采用，是解決音頻編碼采用什么樣的比特率最優(yōu)的問題。
??? CBR編碼碼比特率基本保持恒定在目標(biāo)比特率，有利于流式播放。
??? CBR的缺點在于復(fù)雜場景碼率不夠用，簡單場景碼率浪費，因此編碼內(nèi)容的視覺質(zhì)量不穩(wěn)定。通常在較低比特率下，這種質(zhì)量的變化會更加明顯。

??? VBR編碼為簡單場景分配較大的QP，為復(fù)雜的場景分配較小的QP，得到基本穩(wěn)定的輸出視覺質(zhì)量。? ?
?????? 相對于CBR，在相同文件大小的條件下，VBR的輸出結(jié)果要比CBR好的多，這有利于媒體下載和本地存儲。
??? VBR的缺點在于輸出碼流大小不可控。同時對于復(fù)雜度恒定的內(nèi)容（例如新聞播音）沒什么優(yōu)勢。

??? ABR編碼為簡單場景分配較少的比特，從而留出足量的比特用于生成高質(zhì)量的復(fù)雜部分。使得有限的比特數(shù)能夠在不同的場景間合理分配，這類似于VBR。
?????? 同時ABR分配碼率，使得在一定時間內(nèi)，平均碼率趨近于目標(biāo)碼率，這樣可以控制輸出文件大小，這點類似于CBR。
??? 因此可以認為ABR是CBR和VBR的一種折中優(yōu)化方案。

??? 分析視頻編碼碼率控制可以通過三個因素：
??? 1. 視覺質(zhì)量穩(wěn)定性，利于視覺主觀質(zhì)量；
??? 2. 即時輸出碼率，相當(dāng)于每幀編碼輸出比特數(shù)；
??? 3. 輸出視頻文件大小可控，利于傳輸，存儲。
??? 比較這三種碼率控制方式如下：
?????? #??????? 視覺質(zhì)量穩(wěn)定性???????? 即時輸出碼率??????? 輸出文件大小
?????? CBR????????? 不穩(wěn)定?????????????? 恒定?????????????? 可控
?????? VBR?????????? 穩(wěn)定??????????????? 變化????????????? 不可控
?????? ABR???????? 基本穩(wěn)定????????????? 變化?????????????? 可控 （即時碼率變化，但一段時期內(nèi)平均碼率趨近目標(biāo)碼率）

x264的碼率控制

--vbv-bufsize <integer> Set size of the VBV buffer (kbit) [0]
默認：0
說明：設(shè)置VBV可用的最大緩沖區(qū)，單位是kbits。VBV（Video Buffering Verifier，視頻緩存檢驗器），它作用是處理各幀編碼后大小不一和恒定輸出碼率的矛盾。可以將VBV想象成為一個水池，水池的入口連接著encoder的輸出，出口為恒定碼率的網(wǎng)絡(luò)輸出。為了使得輸出恒定，encoder必須保證水池既不上溢也不下溢。下溢會導(dǎo)致無數(shù)據(jù)輸出，上溢會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。所以encoder在編碼一幀時會參考當(dāng)前vbv的充盈情況，并由此計算出，當(dāng)前幀應(yīng)當(dāng)編碼出多少比特，從而保證既不上溢（增加QP）也不下溢（減少Q(mào)P）。為了防止上溢，VBV會要求降低編碼比特，encoder會采用更大一些的QP，這樣必然降低了視頻序列質(zhì)量，因此只在真正需要的時候才設(shè)定它。一般在硬件解碼端的時候，一定要做這個設(shè)置。例如藍光定義最大的數(shù)據(jù)緩沖為30M比特，能夠解碼的最大視頻碼率為40Mbps。這是對硬件解碼器資源選配的一個合理限制，否則解碼器不知道預(yù)留多大的數(shù)據(jù)緩沖空間才是安全的。這類似264標(biāo)準(zhǔn)的level設(shè)定。

--vbv-maxrate <integer> Max local bitrate (kbit/s) [0]
默認：0
說明：設(shè)置VBV可用的最大碼率，單位是kbps。使用它等于限制了I幀最大的碼率輸出（一般都是I幀達到maxrate的限制，除非bitrate設(shè)置過低不合理）。而I幀質(zhì)量的降低，會拉低整個視頻序列的視頻質(zhì)量。因此只在真正有最大碼率限制的情況下才去設(shè)定它。
參見：–vbv-bufsize, –vbv-init，
在VBR和ABR情況下，可以設(shè)置vbv-maxrate和vbv-bufsize（很多情況下設(shè)置為vbv-maxrate = vbv-bufsize = bitrate，注意vbv-bufsize的量綱是不同，即最大緩存1s的數(shù)據(jù)）。
在RC_ABR碼率控制方法下，如果vbv-maxrate == bitrate這時候其實進行的是CBR碼率控制方法，encoder力爭控制每一幀輸出都穩(wěn)定在bitrate上。
如果設(shè)置vbv-maxrate則vbv-bufsize必須設(shè)置，否則會提示"VBV maxrate specified, but no bufsize, ignored"， vbv-maxrate會被改回為0。
如果設(shè)置vbv-bufsize而vbv-maxrate沒有設(shè)置，則會提示"VBV maxrate unspecified, assuming CBR"，vbv-maxrate會被設(shè)為bitrate，此時進行CBR編碼。
一般設(shè)置為 vbv-maxrate = vbv-bufsize = a*bitrate。
a=0，不啟用VBV機制，編碼性能最好，適用于硬盤文件編碼；但它輸出的碼率波動性大，有可能某些幀的比特數(shù)過高，不適用于有實際帶寬限制的流媒體傳輸。
0<a<1，這樣的設(shè)置沒有什么意義，得不到任何的好處。
a=1，等于CBR，CBR是一種復(fù)雜和平滑場景都不大討好的碼率控制方法，一般不采用這一方法。
a>1，對每幀數(shù)據(jù)有限制，但又可以暫時超過平均碼率，適用于流媒體傳輸。
對于某些特殊場景編碼，例如電腦屏幕編碼，它的特點是I幀紋理細節(jié)豐富，編碼數(shù)據(jù)極大，P幀變化很小或者根本沒變化，p幀數(shù)據(jù)很小。
這種情況，如果不設(shè)置vbv參數(shù)（保持缺省值0），I幀數(shù)據(jù)壓不下來，碼流會周期性的高低變動；有可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，數(shù)據(jù)包丟失，解碼端花屏。
如果設(shè)置a=1，I幀得到限制，可以壓下來，但編碼質(zhì)量下降太多，主觀質(zhì)量差。
因此需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成a>1，使得I幀可以暫時有限度的大于平均碼率，而P幀編碼時候還能把平均碼率降下來。

--vbv-init <float>????? Initial VBV buffer occupancy [0.9]
默認：0.9
說明：設(shè)置播放之前必須先載入多少碼流到VBV緩沖中。如果值小于1，那么大小就為 vbv-init * vbv-bufsize。如果大于1，則是以kbits為單位的值。
參見：–vbv-maxsize,
ABR時不要設(shè)置這個參數(shù)，可以完全忽略這個參數(shù)。

ffmpeg的碼率控制
ABR（Average Bit Rate)
ffmpeg -i input -c:v libx264 -b:v 1000k ....
它提供了某種“運行均值”的目標(biāo)，終極目標(biāo)是最終文件大小匹配這個“全局平均”數(shù)字（因此基本上來說，如果編碼器遇到大量碼率開銷非常小的黑幀，它將以低于要求的比特率編碼，但是在接下來幾秒內(nèi)的非黑幀它將以高質(zhì)量方式編碼方式使碼率回歸均值）使用兩邊編碼模式是這個方法變得更加有效，你可以和“max bit rate ”配合使用來防止碼率的波動。

CBR（Constant Bit Rate）
事實上根本就沒有CBR這種模式，但是你可以通過補充ABR參數(shù)“模擬”一個恒定比特率設(shè)置，比如：
ffmpeg -i input -c:v libx264 -b:v 4000k -minrate 4000k -maxrate 4000k -bufsize 1835k out.m2v
在這個例子中，-bufsize是一個“碼率控制緩沖區(qū)”,因此它會在每一個有用的1835k視頻數(shù)據(jù)內(nèi)強制一個你所要求的均值（此處為4000k），所以基本上我們會認為接收端/終端播放器會緩沖那么多的數(shù)據(jù)，因此在這個數(shù)據(jù)內(nèi)部波動是沒有問題的。
當(dāng)然，如果只有黑幀或者空白幀，它所花費的的比特率將少于需求位率（但它會盡可能的提高質(zhì)量水平，直到crf）。
最大比特率的CRF模式
你可以通過聲明-crf和-maxrate設(shè)置來使用帶有最大比特率crf模式，比如：
ffmpeg -i input -c:v libx264 -crf 20 -maxrate 400k? -bufsize 1835k ?
這將會有效的將crf值鎖定在20，但是如果輸出碼率超過400kbps，在這種情況下編碼器會將質(zhì)量降低到低于crf 20。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的码率控制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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