为 Capped CRF 编码选择最佳 CRF 值
扬·奥泽
2020 年 2 月 3 日
在一个充满不稳定压缩文章的博客中，这可能是所有文章中最不稳定的文章。如果您不使用封顶 CRF 编码，或考虑使用相同的编码，则几乎肯定不会对它感兴趣。但是，如果您使用上限 CRF 编码（用于恒定速率因子），您几乎肯定会发现它很有趣，甚至可能很有启发性。
快速背景说明。去年年底，我咨询了一家大型 OTT 商店，该商店对编码阶梯中的顶级文件使用了 CRF 值为 19 的上限 CRF 编码。下面显示的大部分分析都是针对这个客户的（他批准了我在一篇文章中的讨论）。我还没有写这篇文章，因为我觉得它对大多数读者来说太晦涩了。
然而，今天早上，我从 Vimeo 下载了一个视频，并注意到它们使用 CRF 值为 20 的上限 CRF 进行编码，您可以在下面的 MediaInfo 中看到。为什么我在玩 Vimeo？因为他们在几个月前大张旗鼓地承诺，他们将使用 AV1 编解码器对产品选择进行编码。我会定期下载一个文件，看看是不是这样；到目前为止，还没有 AV1 编码。这并不意味着 Vimeo 不使用 AV1，可能是我的下载工具根本没有捕获 AV1 编码。
但是，我确实注意到 Vimeo 使用的是 CRF 20，恕我直言，这是次优的，并促使本文复活。没有对 Vimeo 的不尊重，他拥有一支出色的编码专业团队。但这就是我的想法以及原因。
作为背景，大多数制作人使用封顶capped CRF 作为 DIY per-title 按标题编码技术。当您使用 CRF 和无上限进行编码时，FFmpeg 会优先考虑质量而不是比特率，并改变比特率以提供指定的质量，范围从 1 到 51，较低的数字提供更高的质量。请参阅此处以获取对包括 FFmpeg 命令行在内的封顶 CRF 的完整说明。CBR 和 VBR 编码相反，并调整质量以满足指定的数据速率。
当然，您不能将仅 CRF 编码用于流媒体，因为限制数据速率是可交付性的关键。因此，您添加上限或最大比特率。要生成上限 CRF，您需要指定 CRF 值以及最大速率和缓冲区大小，它们也在上面的 MediaInfo 屏幕中突出显示。本质上，Vimeo 告诉 FFmpeg 编码为 20 的 CRF 值，最大速率为 5500，VBV 缓冲区为 15000（有关 VBV 缓冲区的更多信息，请参见此处）。
我下载的文件之一是 Light Speed，它显示在下面的 Bitrate Viewer 中。您会看到平均比特率约为 4664 kbps，但平均数据速率（由淡蓝线显示）大部分时间都在 5 Mbps 以上。当线下方有足够的空间时，如那些由 CRF 控制的线所指向的区域，这意味着 CRF 正在设置质量级别。当数据速率被推向 5.5 Mbps 时，这是强制执行限制的上限。
可视化封顶 crf 编码
使用 CRF 20 有什么问题？好吧，如果您不关心在带宽上花费太多，那就没什么了。但是，如果您使用上限 CRF 来减少易于编码的视频的带宽，您可能可以使用更高的值（并提供略低的质量）并在没有人注意到的情况下减少带宽。
VMAF 93 = 足够好
VMAF 上的几个点，我后面会提到。首先，作为 RealNetworks 的 CTO Reza Rassool 在这里构建的，93分 的 VMAF 得分意味着“绝大多数观众 会发现内容 要么与原始内容无法区分，要么有明显但不烦人的失真。” 因此，如果您的分数为 93 – 95，则您的视频可能“足够好”。如果它更高，那么您就是在花钱来提供没人会注意到的额外质量。
关于 VMAF 的另一点是，使用 CRF 23 和 x264编码在我的书 Video Encoding by the Numbers 中使用的测试视频中的 VMAF 平均得分为 95.96，如下表所示。因此，如果您使用 CRF 20，几乎可以肯定您提供的 VMAF 质量高于 93-95（因为较低的 CRF 值提供更高的质量）。这意味着您分发的所有视频的数据速率可能太高，或者至少比它需要的要高。
您可以在下表中看到这一点，其中显示了以 CRF 19 编码的大多数相同剪辑，上限为 5 Mbps。数据速率主要由 CRF 值控制的易于编码的视频的 CMAF 分数为 96.90，这是不必要的高。由上限控制的难以编码的视频仍然在 93 以北，因此它们的质量还可以。
当您使用相同上限的更高 CRF 值时会发生什么？如下所示（单击表格以全分辨率查看）。在 CRF 23 中，您将易于编码的视频的数据速率降低了 33%，同时将 VMAF 从 96.9 降低到 96.15，这是无关紧要的。因此，您已经实现了按标题编码的一个关键目标，即降低易于编码的视频的数据速率。
对于难以编码的视频，CRF 19 和 CRF 23 之间的数据速率和质量增量要低得多，因为数据速率上限控制这些剪辑的比特率和质量，而不是 CRF。尽管如此，在 CRF 23 下，您将比特率降低了 8.57%，但只会将 VMAF 分数从 94.68 降低到 94.41。
最重要的是，如果您使用上限 CRF 进行编码并且您的 CRF 值低于 23，那么您可能会在易于编码的剪辑上浪费带宽。在 CRF 23 上运行一些测试，看看这如何影响带宽和显着的质量。
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