小日本TMPGEnc参数详解（转）

goodskycn · 发表于 2011-7-27 18:46:12

A. video（视频）部分：
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。
1）基本类型：有mpeg1/mpeg2，mpeg1用于vcd, mpeg2用于svcd/dvd.
2）大小：PAL vcd标准为352x288, pal svcd标准为480x576, pal dvd标准为720x576
3)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
4）桢率：pal 的标准为25fps
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。
mpeg标准中并没有对次算法
的具体实现做规定，这通常也是商业版本的知识产权内容。
CBR, 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，
对于
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）。
VBR, (2-pass VBR), “二次处理VBR”。，
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：
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。
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，
而且桢进度指示为0。所以建议威龙改译为“二次处理”。
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。
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。
MVBR (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。
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。
CQ-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，
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。
关键在于编码器对主观质
量的评价方法。这是CQ和VBR的综合，也可以看作自动的MVBR。
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”，
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），
英文版这一句没有翻译，还是日文。
CQ (固定品质），就是比MVBR多了一个主观质量值的设定。
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
RT-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
6）码率：这个码率是指CBR方式下的平均码率
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。
因此,vcd/svcd标准中参数是固定的，否则可能机器无法播放。
8）Pofile & level(类别与级别）: 这个参数是mpeg1没有的。
在svcd/dvd应用中应该是MP&ML,模版自动选定。
MP&HL是为HDTV定义的，分辨率可以高达 1920x1100 .
9)制式：好象这个也是mpeg2相关的参数。我们应该用PAL.
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)。
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，
在水平运动景象中尤其明显。
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，
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。
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
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。
（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）
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），
DC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，
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）
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，
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。
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。
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。
一般来说，在 tmpgenc中设置为普通即可。

B. Advanced (影象源）部分：
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。
1）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。
tmpgenc12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。
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。
tmpgenc12a好象也不能根据视频源自动设置这个参数.
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
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。。。，
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，
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，
对于他们的叫法却有3种:
field order A/B (在ulead软件中的叫法）,
even/odd line first （ tmpgenc的叫法）,
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。
在英文版的 tmpgenc12a中，缺省的设置为“even line first (field A)”，，
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,
注意不要在字面上混淆了.
总之，3种叫法的关系是这样的：
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
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。
3）视频源的宽高比： tmpgenc可以自动识别设置，一般应该为4:3
625line PAL.
4) 画面显示比例和位置：
一般选用“全画面显示并宽高比不变”，
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。
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，
“全画面显示并宽高比不变”是在上下留出空白，
“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，
仅为猜测，不正确的地方请朋友们指正。
5）滤镜选项组：
这一组设置可以对视频源进行预处理以提高影象质量。
一般来说，都是在非编软件中实现这些功能的。
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，
这是对低品质视频源提高主观质量的代价。
影象源范围：选取部分影象源进行压缩
24fps化：24fps是电影标准，一般不选
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。
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。
不过副作用是平滑了图象，
比如人的面部会象橡皮娃娃一样，光滑但没有质感。
锐化边缘：可以对横向/纵向边缘分别设置参数，做增强处理
简单色彩矫正：调整亮度，对比度，gamma，色度等
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
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，
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。
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。
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.
相反，如果视频源是352x288的隔行扫描视频，则需要做de-interlace.
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，
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，
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。
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。
帧率不变：没什么好讲的
声音处理：可以增大/减小音量，并做声音的淡入/淡出。

C. GOP结构
GOP = group of picture. 在mpeg中一个GOP就是一组时间上连续的画面。
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。
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；
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。
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。
极端的例子是只用I帧，图象质量会有保证，但码流会很大。
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，
其编码/解码不仅需要以前的I/P, 也需要以后的I/P帧。
取消最后的B帧，可以去除GOP之间的依赖性，从而便于编辑。
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
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。
结合MVBR码流控制可以全面控制码流分配。

D.量化矩阵
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。
通过对高频分量使用比较大的量化阶从而达
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。
1）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
2）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。
3）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，
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。
对于计算机动画尤其是2维线条为主的动画，
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。
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。
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。
这样，即使量化阶减小，在码率有限的前提下，
量化系数还是会加大的。。
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，
这个选项可以增加画面质量。。不过一般都是采用YUV(CCIR601),
如dv,所以不要选择这个选项，否则白白浪费码率。
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。
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，
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。
6）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）
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。。
不过觉得好像这个和量化矩阵无关。
7）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。
能用足够的码率或者码率控制手段解决马赛克最好,
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。

E. 音频：
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。

F. 系统：
mpeg的系统是指视频+音频。vcd/svcd/dvd模版中已经设定好。（

[ 本帖最后由 goodskycn 于 2011-7-27 19:05 编辑 ]

明亮星 · 发表于 2011-7-27 18:57:58

好教程，谢谢。

zhl96320 · 发表于 2011-7-27 20:20:07

不错的教程，收藏了。感谢分享！

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