在視訊編碼中，有一個子產品是碼率控制，即通過選擇一系列編碼參數，使得視訊編碼後的比特率滿足所需要的速率限制，并且使編碼失真竟可能小。該子產品嚴格上不屬于視訊編碼标準，屬于率失真優化有兩範疇。碼率控制分為兩個步驟，一個是碼率配置設定，二是确定量化參數；
在實際應用中，存在好幾種碼率控制方法，分别是CBR,VBR,ABR和CVBR,下面對着四個技術進行展開：
CBR:constant bitrate
顧名思義，以恒定比特率方式進行編碼，有運動發生時，由于碼率恒定，隻能通過增大QP來減少碼字大小，圖像品質變差，當場景靜止時，圖像品質又變好，是以圖像品質不穩定。這種算法優先考慮碼率(帶寬)。适合在流式播放中應用。CBR編碼的缺點在于編碼内容的品質不穩定,容易産生馬賽克。因為對于某些較複雜的圖像比較難壓縮，是以CBR流的某些部分品質就比其他部分差。
具體的，一段視訊一共有10分鐘，我們設定的碼流為1M，那麼這個視訊中每一秒的畫面都是1M碼流。
VBR：variable bitrate
顧名思義，即以可變的比特方式進行編碼，比特配置設定根據圖像内容的複雜度進行。如果圖像細節較豐富或者含有大量的運動，則給其配置設定大一點的碼流，若圖像比較平坦，就給其配置設定較少的碼流， 這樣既保證了品質，又兼顧帶寬限制。這種算法适合圖像内容變化幅度較大的情況；
适合的應用場景是媒體存儲，不适合網絡傳輸；
ABR：average bitrate
平均比特率，是在CBR和VBR兩者之間的一種權衡，即設定一段時間的平均碼率，在此時間内，對簡單，靜态的圖像配置設定低于平均碼率的碼率，對于複雜的，大量運動的圖像配置設定高于平均碼率的碼流；
适合網絡傳輸；
CVBR：Constrained VariableBit Rate
是VBR的一種改進方法，對應的Maximum bitRate恒定或者Average BitRate恒定。兼顧了CBR和VBR的優點：在圖像内容靜止時，節省帶寬，有運動發生時，利用前期節省的帶寬來盡可能的提高圖像品質，達到同時兼顧帶寬和圖像品質的目的。這種方法通常會讓使用者輸入最大碼率和最小碼率，靜止時，碼率穩定在最小碼率，運動時，碼率大于最小碼率，但是又不超過最大碼率。比較理想的模型如下：
碼率控制：
對幀間圖像進行碼率控制：
可以根據被參考的重要性來配置設定碼率，如過某個幀經常被參考，則給他配置設定多點的碼率，如果沒有被參考，則可以配置設定少點的碼率；
對幀内圖像怎麼進行碼率控制；
細節多的配置設定少點的碼率，比如石頭，樹枝，運動物體配置設定少點碼率，因為被參考的可能性不大；
如果一個塊被選中是幀内模式，怎麼改可以讓它選擇幀間模式；
改lamda？碼率控制？不知道；
在做足球直播時，固定碼率好還是固定QP好？固定QP好，可以節省碼率；
如果固定碼率，則在畫面靜止時會浪費帶寬，而固定QP時，畫面靜止時也不會浪費太多的比特；
轉發自javascript:void(0)
本文翻譯自 https://slhck.info/video/2017/02/24/crf-guide.html ，不當之處，請多指教。
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什麼是CRF？
CRF是264和265中預設的品質/碼率控制設定。這個值可以在0到51之間，值越低，品質越好，檔案大小越大。在x264上面，一般取值為18-28，預設值是23。在ffmpeg中，crf是這麼使用的
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 23 output.mp4
在x265中，預設的crf值是28
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx265 -crf 28 output.mp4
如果你不确定要用哪個crf的值的話，請先用預設值，然後根據你對輸出品質的主觀印象去調整。大約crf的值差别為6就會導緻檔案大小的加倍或減半。
你應該線上下的檔案存儲中使用crf的編碼，來擷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是恒定品質的編碼方式，與恒定碼率(CBR)是相反的。通常，為了擷取恒定品質的編碼，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資訊。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丢掉多少資訊。通常這将導緻整個視訊序列的碼率不穩定。
不過，這裡所說的CRF比恒定量化參數要複雜一點兒。CRF會用将每一幀的壓縮不同的大小，為了讓主觀的品質感受差不多，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。設定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。這會導緻比特率的配置設定随時間變化不同。
例如，下圖展示了兩個不同的視訊(BBB big buck bunny和TOS tears of steal)，用不同的等級去編碼（17和23），分别用恒定量化參數CQP和恒定品質CRF模式
我們看到，CRF的線總是比CQP的要低，意味着采用CRF模式的時候，可以省比特數，而采用CQP的時候，稍微會浪費一點檔案大小。
為什麼運動這麼重要？
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，是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，那麼CQP是不是會取得好的視訊品質呢？事實上，感官感受是差不多的，隻是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時預設選擇的碼率控制模式。
定量的視訊品質怎麼樣呢？
如果你有一些簡單的方式可以比較視訊品質的話（比如，比較每一幀的PSNR），你會發現CRF的品質比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。客觀品質評價可能會比較差，但主觀品質還是可以的。
這其實有一個對于簡單的品質評價方式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。一些評價标準，像VQM和VMAF對于評價視訊來說是更好的一種方式。
品質和比特率之間是什麼關系？
不是所有的視訊都是一樣好壓縮的。運動較少，細節較少的視訊是比較容易壓縮的，反之相反了。這裡說的容易是指，同樣的碼率的情況下，比較容易達到更好的圖像品質。
CRF解決這一問題，對于不同的視訊，不同的CRF參數導緻不同的碼率。事實上，你無法根據碼率估計crf的參數。
例如，你把CRF設成23，對于一個視訊源，你會得到1500 kb/s，而對于另一個，你會得到1000kb/s，兩個看起來品質差不多。事實上，CRF要做的，就是保留确定數量的細節，不管用多少碼率。
雲編碼服務Bitmovin在正式編碼之前，也用CRF來評估視訊的複雜度。
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。編碼器會對更複雜的區域用QP32，如本文開頭提到的，根據你想要的視訊品質選擇要的CRF參數。
為什麼你還是會在電視或者網絡上看到很多塊效應呢？
為什麼呢？問題是對于這些視訊，他們用了太低的碼率，特别是在廣播中，碼流是用固定碼率去壓縮的，這樣就不會考慮運動了。是以，一些電視節目在真正複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，對于後者來說，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。確定對于複雜場景有足夠的碼率去使用，而又不超過使用者的帶寬。