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视频云平台软件架构设计之视频预处理技术

2016-04-23 09:38:29

视频编码技术是网易视频云技术中重要的一环,这里提供大家学习,欢迎大家与网易视频云进行技术交流讨论。

一、概述

视频编码包括分离、解码、编码、合成四部分,在分离与解码、合成部分可以认为是一种无损操作,而通常采用的编码如H264、MPEG-4等(无损压缩除外)是一种有损压缩。

为了提高视频编码后的质量,我们尝试在Encoder的数据输入之前增加一种预处理,用来弥补在编码过程中的亮度和色度的损失。从而提高视频的清晰度。

二、预处理方法

通过改变视频的亮度、对比度、饱和度(色度)来进行锐化,使其边缘的过度产生较大的改变,从而增加视频的清晰度。锐化会产生噪声,因此增加去噪滤镜。目前只是通过调整亮度和对比度来增加边缘的锐化,饱和度并未进行调整。因为饱和度的调整会引入一些新的问题,比如产生色块,色彩的失真。

锐化的方法 对应的开源库或者工具 优缺点
亮度 ffmpeg,mencoder,avs 优点:由于人眼对亮度的敏感度高于对色度的敏感度,因此亮度的提升会显著提升画面质量。缺点:降低色彩的饱和度,降低编码速度,产生噪点。
饱和度(色度) ffmpeg,mencoder,avs 优点:使一部分色彩更加饱满。缺点:引入色块以及色彩失真。
对比度 mencoder,avs 优点:提高对比度能够使图像更加清晰,色彩更加艳丽。使细节更加突出。缺点:降低编码速度,产生噪点。。

2.1 ffmpeg的预处理:增加亮度

ffmpeg -i E:\music\1\1.mov -vcodec libx264 -profile baseline -level 3.1 -preset slow -b 2400k -maxrate 6000k -bufsize 9000k -vf "scale=-1:720,unsharp=luma_msize_x=7:luma_msize_y=7:luma_amount=1.5" -threads 12 -nr 6 -an -y -f mp4 E:\music\1\out_2400k_sharpen.mp4

ffmpeg下载链接:http://ffmpeg.zeranoe.com/builds/win64/static/ffmpeg-20140217-git-38a08e0-win64-static.7z

2.2 avs的预处理

avs通过增加锐化滤镜,调整饱和度和对比度进行编码前的预处理。

DirectShowSource("E:\music\1\1.mov").LanczosResize(1280,720).sharpen(0.2)

avs下载链接:http://www.onlinedown.net/soft/34382.htm

2.3 mencoder的预处理:增加亮度和对比度

mencoder.exe -sws 9 -oac mp3lame -vf scale=1280:720,unsharp=l7x7:1.5,eq=1:15 -ovc x264 -ffourcc H264 -x264encopts bitrate=2400:turbo=2:frameref=6:me=umh:me_range=16 E:\music\1\1.mov -o E:\music\1\mencoder_out_1_4.avi

mencoder下载链接:http://jaist.dl.sourceforge.net/project/mplayer-win32/MPlayer%20and%20MEncoder/r36816%2Bg4040b56/MPlayer-x86_64-r36816%2Bg4040b56.7z

三、效果对比

画面摆放顺序依次为片源、ffmpeg编码、mencoder编码

3.1 对比图1

网易视频云技术之视频预处理技术

ffmpeg与mencoder预处理之后与片源相比,边缘更加锐利。

3.2 对比图2

网易视频云技术之视频预处理技术

mencoder增加对比度后的图片色彩更加饱满,更接近于片源。

3.2 对比图3

网易视频云技术之视频预处理技术

mencoder增加对比度之后比ffmpeg的细节更加突出。画面更加清晰。

四、结论

1):通过对YUV数据进行预处理,在相同码率下能够增加视频的清晰度,提高视频质量。但是同样会造成编码速度的下降,大约降低30%左右。

2):通过对三种工具的对比, mencoder预处理后的编码质量相较于ffmpeg要高,色彩损失较小,色彩更加饱满。但是编码速度比ffmpeg要低将近50%。

3):针对高清片源,在均衡编码速度与编码质量的前提下,建议使用ffmpeg进行锐化以及去噪。若不在意编码速度,建议增加mencoder的对比度处理。

针对质量不高的片源,不建议使用锐化处理。

 

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