什么是CRF？

CRF是264和265中默認的質量/碼率控制設置。這個值可以在0到51之間，值越低，質量越好，文件大小越大。在x264上面，一般取值為18-28，默認值是23。在ffmpeg中，crf是這么使用的

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 23 output.mp4

在x265中，默認的crf值是28

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx265 -crf 28 output.mp4

如果你不確定要用哪個crf的值的話，請先用默認值，然后根據你對輸出質量的主觀印象去調整。大約crf的值差別為6就會導致文件大小的加倍或減半。

你應該在線下的文件存儲中使用crf的編碼，來獲取一個最佳的編碼方式。對于其他的使用場景，請使用其他的碼率控制模式。

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CRF和QP

CRF是恒定質量的編碼方式，與恒定碼率(CBR)是相反的。通常，為了獲取恒定質量的編碼，我們可以通過用同樣的大小去壓縮每一個相同類型的幀，即，扔掉相對來說相同數量的信息。用專業術語來說，就是使用相同的量化參數QP。這個量化參數QP定義了從一個像素宏塊中丟掉多少信息。通常這將導致整個視頻序列的碼率不穩定。

不過，這里所說的CRF比恒定量化參數要復雜一點兒。CRF會用將每一幀的壓縮不同的大小，為了讓主觀的質量感受差不多，會用不同的QP。他是通過把運動也考慮進來做到這一點的。在編碼中，如果Qp=18,則每一幀都是QP=18，當然根據幀的類型不同會有一些微小的波動，忽略之。設置CRF=18的時候，對于運動比較大的場景，會把QP設得更高一些，對于運動比較比較不劇烈的幀，會降低QP。這會導致比特率的分配隨時間變化不同。

例如，下圖展示了兩個不同的視頻(BBB big buck bunny和TOS tears of steal)，用不同的等級去編碼（17和23），分別用恒定量化參數CQP和恒定質量CRF模式

我們看到，CRF的線總是比CQP的要低，意味著采用CRF模式的時候，可以省比特數，而采用CQP的時候，稍微會浪費一點文件大小。

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為什么運動這么重要？

比起運動的物體，人眼對靜止的物體會觀察到更多的細節。基于這一想法，編碼時，對運動物體給更高的壓縮率，而對靜止的物體保留更多的細節。

用外行的話說，這是因為你的視覺系統會被運動分散注意力，而不會有足夠的時間去注意運動物體的細節。用專業術語來講，運動掩蓋了塊效應。從另一個方面來說，當一幀運動不夠大時，人就會話更多的時間去注意圖像的細節了，所以你希望壓縮的越少越好。這個時候的壓縮噪聲對于人眼來說就比較顯著了。

你可能會問，那么CQP是不是會取得好的視頻質量呢？事實上，感官感受是差不多的，只是CQP的模式會在你不真正注意的區域浪費更多的空間。

從應用的層面來說，很多人都會在單通道的編碼使用CRF，另一個采用CRF的原因是這個是開發者x264或x265時默認選擇的碼率控制模式。

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定量的視頻質量怎么樣呢？

如果你有一些簡單的方式可以比較視頻質量的話（比如，比較每一幀的PSNR），你會發現CRF的質量比CQP的要差。但是如果你用人眼去主觀評價的話，CRF和CQP看起來差不多。它對于人眼比較關注的地方壓縮的比較小。客觀質量評價可能會比較差，但主觀質量還是可以的。

這其實有一個對于簡單的質量評價方式psnr或ssim的一個質疑，它不能把運動之類的影響人眼的感受的因素考慮進去，因為他們是逐幀去評價的。一些評價標準，像VQM和VMAF對于評價視頻來說是更好的一種方式。

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質量和比特率之間是什么關系？

不是所有的視頻都是一樣好壓縮的。運動較少，細節較少的視頻是比較容易壓縮的，反之相反了。這里說的容易是指，同樣的碼率的情況下，比較容易達到更好的圖像質量。

CRF解決這一問題，對于不同的視頻，不同的CRF參數導致不同的碼率。事實上，你無法根據碼率估計crf的參數。

例如，你把CRF設成23，對于一個視頻源，你會得到1500 kb/s，而對于另一個，你會得到1000kb/s，兩個看起來質量差不多。事實上，CRF要做的，就是保留確定數量的細節，不管用多少碼率。

云編碼服務Bitmovin在正式編碼之前，也用CRF來評估視頻的復雜度。

需要注意一點，如果你的CRF選的太高（比如30），你會看到在運動比較劇烈的地方有很多的塊效應，因為這些地方的碼率太低了。編碼器會對更復雜的區域用QP32，如本文開頭提到的，根據你想要的視頻質量選擇要的CRF參數。

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為什么你還是會在電視或者網絡上看到很多塊效應呢？

為什么呢？問題是對于這些視頻，他們用了太低的碼率，特別是在廣播中，碼流是用固定碼率去壓縮的，這樣就不會考慮運動了。因此，一些電視節目在真正復雜的細節的圖像處沒有采用相應的壓縮率，看起來就比較多的塊了。

現在的碼流處理會更加的智能一些。youtube和neflix用2-pass甚至3-pass的算法，對于后者來說，采用CRF編碼來決定對于某一特定源，應該用某種碼率去編碼。確保對于復雜場景有足夠的碼率去使用，而又不超過用戶的帶寬。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的图像编解码：CRF（质量/码率控制）和QP的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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