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网易视频云技术之视频预处理技术

2016-12-13

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。

2.1 ffmpeg的预处理:增加亮度

ffmpeg -i E:music11.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:music1out_2400k_sharpen.mp4

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:music11.mov").LanczosResize(1280,720).sharpen(0.2)

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:music11.mov  -o E:music1mencoder_out_1_4.avi

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

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

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

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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