為 Capped CRF 編碼選擇最佳 CRF 值
揚·奧澤
2020 年 2 月 3 日
在一個充滿不穩定壓縮文章的部落格中，這可能是所有文章中最不穩定的文章。如果您不使用封頂 CRF 編碼，或考慮使用相同的編碼，則幾乎肯定不會對它感興趣。但是，如果您使用上限 CRF 編碼（用於恆定速率因子），您幾乎肯定會發現它很有趣，甚至可能很有啟發性。
快速背景說明。去年年底，我諮詢了一家大型 OTT 商店，該商店對編碼階梯中的頂級檔案使用了 CRF 值為 19 的上限 CRF 編碼。下面顯示的大部分分析都是針對這個客戶的（他批准了我在一篇文章中的討論）。我還沒有寫這篇文章，因為我覺得它對大多數讀者來說太晦澀了。
然而，今天早上，我從 Vimeo 下載了一個視訊，並注意到它們使用 CRF 值為 20 的上限 CRF 進行編碼，您可以在下面的 MediaInfo 中看到。為什麼我在玩 Vimeo？因為他們在幾個月前大張旗鼓地承諾，他們將使用 AV1 編解碼器對產品選擇進行編碼。我會定期下載一個檔案，看看是不是這樣；到目前為止，還沒有 AV1 編碼。這並不意味著 Vimeo 不使用 AV1，可能是我的下載工具根本沒有捕獲 AV1 編碼。
但是，我確實注意到 Vimeo 使用的是 CRF 20，恕我直言，這是次優的，並促使本文復活。沒有對 Vimeo 的不尊重，他擁有一支出色的編碼專業團隊。但這就是我的想法以及原因。
作為背景，大多數製作人使用封頂capped CRF 作為 DIY per-title 按標題編碼技術。當您使用 CRF 和無上限進行編碼時，FFmpeg 會優先考慮質量而不是位元率，並改變位元率以提供指定的質量，範圍從 1 到 51，較低的數字提供更高的質量。請參閱此處以獲取對包括 FFmpeg 命令列在內的封頂 CRF 的完整說明。CBR 和 VBR 編碼相反，並調整質量以滿足指定的資料速率。
當然，您不能將僅 CRF 編碼用於流媒體，因為限制資料速率是可交付性的關鍵。因此，您新增上限或最大位元率。要生成上限 CRF，您需要指定 CRF 值以及最大速率和緩衝區大小，它們也在上面的 MediaInfo 螢幕中突出顯示。本質上，Vimeo 告訴 FFmpeg 編碼為 20 的 CRF 值，最大速率為 5500，VBV 緩衝區為 15000（有關 VBV 緩衝區的更多資訊，請參見此處）。
我下載的檔案之一是 Light Speed，它顯示在下面的 Bitrate Viewer 中。您會看到平均位元率約為 4664 kbps，但平均資料速率（由淡藍線顯示）大部分時間都在 5 Mbps 以上。當線下方有足夠的空間時，如那些由 CRF 控制的線所指向的區域，這意味著 CRF 正在設定質量級別。當資料速率被推向 5.5 Mbps 時，這是強制執行限制的上限。
視覺化封頂 crf 編碼
使用 CRF 20 有什麼問題？好吧，如果您不關心在頻寬上花費太多，那就沒什麼了。但是，如果您使用上限 CRF 來減少易於編碼的視訊的頻寬，您可能可以使用更高的值（並提供略低的質量）並在沒有人注意到的情況下減少頻寬。
VMAF 93 = 足夠好
VMAF 上的幾個點，我後面會提到。首先，作為 RealNetworks 的 CTO Reza Rassool 在這裡構建的，93分 的 VMAF 得分意味著“絕大多數觀眾 會發現內容 要麼與原始內容無法區分，要麼有明顯但不煩人的失真。” 因此，如果您的分數為 93 – 95，則您的視訊可能“足夠好”。如果它更高，那麼您就是在花錢來提供沒人會注意到的額外質量。
關於 VMAF 的另一點是，使用 CRF 23 和 x264編碼在我的書 Video Encoding by the Numbers 中使用的測試視訊中的 VMAF 平均得分為 95.96，如下表所示。因此，如果您使用 CRF 20，幾乎可以肯定您提供的 VMAF 質量高於 93-95（因為較低的 CRF 值提供更高的質量）。這意味著您分發的所有視訊的資料速率可能太高，或者至少比它需要的要高。
您可以在下表中看到這一點，其中顯示了以 CRF 19 編碼的大多數相同剪輯，上限為 5 Mbps。資料速率主要由 CRF 值控制的易於編碼的視訊的 CMAF 分數為 96.90，這是不必要的高。由上限控制的難以編碼的視訊仍然在 93 以北，因此它們的質量還可以。
當您使用相同上限的更高 CRF 值時會發生什麼？如下所示（單擊表格以全解析度檢視）。在 CRF 23 中，您將易於編碼的視訊的資料速率降低了 33%，同時將 VMAF 從 96.9 降低到 96.15，這是無關緊要的。因此，您已經實現了按標題編碼的一個關鍵目標，即降低易於編碼的視訊的資料速率。
對於難以編碼的視訊，CRF 19 和 CRF 23 之間的資料速率和質量增量要低得多，因為資料速率上限控制這些剪輯的位元率和質量，而不是 CRF。儘管如此，在 CRF 23 下，您將位元率降低了 8.57%，但只會將 VMAF 分數從 94.68 降低到 94.41。
最重要的是，如果您使用上限 CRF 進行編碼並且您的 CRF 值低於 23，那麼您可能會在易於編碼的剪輯上浪費頻寬。在 CRF 23 上執行一些測試，看看這如何影響頻寬和顯著的質量。
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