x264编码参数详细介绍：profile、preset、tune

说明

1. 下载：https://www.videolan.org/developers/x264.html
2. 一款遵循h264标准的开源视频编码器；
3. ​x264编码器全部参数的集合可以参考：https://blog.csdn.net/yanceyxin/article/details/131726940
4. cpu、Video properties模块的参数详细介绍可参考：https://blog.csdn.net/yanceyxin/article/details/131747902?spm=1001.2014.3001.5501
5. Encoder等参数集具体详细介绍可以参考：https://blog.csdn.net/yanceyxin/article/details/131749954?spm=1001.2014.3001.5501

具体参数介绍

profile

支持特定的编码功能，每个profile都规定了一个算法特征和限制的子集，任何遵守某个profile的解码器都应该支持与其相应的子集；

名称	参数集
baseline/PROFILE_BASELINE	param->analyse.b_transform_8x8=0; param->b_cabac=0; param->i_cqm_preset=X264_CQM_FLAT; param->psz_cqm_file=NULL; param->i_bframe=0; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_NONE;
main/PROFILE_MAIN	param->analyse.b_transform_8x8=0; param->i_cqm_preset=X264_CQM_FLAT; param->psz_cqm_file=NULL;
high/PROFILE_HIGH	默认的参数设置就是high级别
high10/PROFILE_HIGH10	x264目前实际不支持
high422/PROFILE_HIGH422	x264目前实际不支持
high444/PROFILE_HIGH444_PREDICTIVE	x264目前实际不支持

H264中关于profile的IDC解释：

苹果设备对不同profile的支持：

level

 每个level都规定了一组对标准中语法成员（syntax element）所采用的各种参数值的限制；在给定的profile下，level通常与解码器的处理能力和内存容量相对应，每一个档次设置不同的参数（取样速率、图像尺寸、编码比特率等），得到对应的编解码器性能的不同level；
 如无特别需要，尽量让level处于4.1以下；
 缺省状态是 -1，取值范围如下表；
 使用方法:
  param->i_level_idc=-1; //代码版
  --level 4.1 //命令行版

  H264标准中关于level的IDC的解释:

preset

一组编码参数的组合使用，preset作为x264最重要的参数，主要调节编码速度和质量的平衡，有10个等级；

名称	参数集
ultrafast //极快（最快)	param->i_frame_reference=1; param->i_scenecut_threshold=0; param->b_deblocking_filter=0; param->b_cabac=0; param->i_bframe=0; param->analyse.intra=0; param->analyse.inter=0; param->analyse.b_transform_8x8=0; param->analyse.i_me_method=X264_ME_DIA; param->analyse.i_subpel_refine=0; param->rc.i_aq_mode=0; param->analyse.b_mixed_references=0; param->analyse.i_trellis=0; param->i_bframe_adaptive=X264_B_ADAPT_NONE; param->rc.b_mb_tree=0; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_NONE; param->analyse.b_weighted_bipred=0; param->rc.i_lookahead=0;
superfast//超级快	param->analyse.inter=X264_ANALYSE_I8x8｜X264_ANALYSE_I4x4; param->analyse.i_me_method=X264_ME_DIA; param->analyse.i_subpel_refine=1; param->i_frame_reference=1; param->analyse.b_mixed_references=0; param->analyse.i_trellis=0; param->rc.b_mb_tree=0; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_SIMPLE; param->rc.i_lookahead=0;
veryfast//非常快	param->analyse.i_subpel_refine=2; param->i_frame_reference=1; param->analyse.b_mixed_references=0; param->analyse.i_trellis=0; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_SIMPLE; param->rc.i_lookahead=10;
faster//很快	param->analyse.b_mixed_references=0; param->i_frame_reference=2; param->analyse.i_subpel_refine=4; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_SIMPLE; param->rc.i_lookahead=20;
fast//快	param->i_frame_reference=2; param->analyse.i_subpel_refine=6; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_SIMPLE; param->rc.i_lookahead=30;
medium//正常	/* Default is medium */
slow //慢	param->analyse.i_subpel_refine=8; param->i_frame_reference=5; param->analyse.i_direct_mv_pred=X264_DIRECT_PRED_AUTO; param->analyse.i_trellis=2; param->rc.i_lookahead=50;
slower //很慢	param->analyse.i_me_method=X264_ME_UMH; param->analyse.i_subpel_refine=9; param->i_frame_reference=8; param->i_bframe_adaptive=X264_B_ADAPT_TRELLIS; param->analyse.i_direct_mv_pred=X264_DIRECT_PRED_AUTO; param->analyse.inter
veryslow //非常慢	param->analyse.i_me_method=X264_ME_UMH; param->analyse.i_subpel_refine=10; param->analyse.i_me_range=24; param->i_frame_reference=16; param->i_bframe_adaptive=X264_B_ADAPT_TRELLIS; param->analyse.i_direct_mv_pred=X264_DIRECT_PRED_AUTO; param->analyse.inter
placebo //极慢	param->analyse.i_me_method=X264_ME_TESA; param->analyse.i_subpel_refine=11; param->analyse.i_me_range=24; param->i_frame_reference=16; param->i_bframe_adaptive=X264_B_ADAPT_TRELLIS; param->analyse.i_direct_mv_pred=X264_DIRECT_PRED_AUTO; param->analyse.inter ｜=X264_ANALYSE_PSUB8x8; param->analyse.b_fast_pskip=0; param->analyse.i_trellis=2; param->i_bframe=16; param->rc.i_lookahead=60;

各个 preset参数组合：

各个 preset 下码率、质量、编码耗时对比：

CRF 码率控制模式下各个 preset的编码耗时、码率、质量对比：

tune

  一组编码参数的组合使用，重要性仅次于preset的参数，主要配合视频类型和视觉优化的参数，可以理解为视频偏好；如果视频的内容复合其中一个可用的调整值又或又其中的需要，则可以使用此选项，否则建议不适用。

名称	参数集
film:电影、真人类型	param->i_deblocking_filter_alphac0=-1; param->i_deblocking_filter_beta=-1; param->analyse.f_psy_trellis=0.15;
animation：动画	param->i_frame_reference=param->i_frame_reference>1?param->i_frame_reference*2:1; param->i_deblocking_filter_alphac0=1; param->i_deblocking_filter_beta=1; param->analyse.f_psy_rd=0.4; param->rc.f_aq_strength=0.6; param->i_bframe+=2;
grain：需要保留大量的gain时使用，颗粒感，噪点	param->i_deblocking_filter_alphac0=-2; param->i_deblocking_filter_beta=-2; param->analyse.f_psy_trellis = 0.25; param->analyse.b_dct_decimate=0; param->rc.f_pb_factor=1.1; param->rc.f_ip_factor=1.1; param->rc.f_aq_strength=0.5; param->analyse.i_luma_deadzone[0] =6; param->analyse.i_luma_deadzone[1] =6; param->rc.f_qcompress=0.8;
stillimage：静态图像编码时使用	param->i_deblocking_filter_alphac0=-3; param->i_deblocking_filter_beta=-3; param->analyse.f_psy_rd=2.0; param->analyse.f_psy_trellis=0.7; param->rc.f_aq_strength=1.2;
psnr：为提高psnr做了优化的参数	param->rc.i_aq_mode = X264_AQ_NONE; param->analyse.b_psy=0;
ssim：为提高ssim做了优化的参数	param->rc.i_aq_mode=X264_AQ_AUTOVARIANCE; param->analyse.b_psy=0;
fastdecode：可以快速解码的参数	param->b_deblocking_filter=0; param->b_cabac=0; param->analyse.b_weighted_bipred=0; param->analyse.i_weighted_pred=X264_WEIGHTP_NONE;
zerolatency：零延迟，牺牲视频质量较少延迟，比如视频会议	param->rc.i_lookahead=0; param->i_sync_lookahead=0; param->i_bframe=0; param->b_sliced_threads=1; param->b_vfr_input=0; param->rc.b_mb_tree=0;
touhou：东方弹幕游戏录像	param->i_frame_reference=param->i_frame_reference>1?param->i_frame_reference*2:1; param->i_deblocking_filter_alphac0=-1; param->i_deblocking_filter_beta=-1; param->analyse.f_psy_trellis=0.2; param->rc.f_aq_strength=1.3; if( param->analyse.inter&X264_ANALYSE_PSUB16x16 ){ param->analyse.inter ｜=X264_ANALYSE_PSUB8x8;}

码率控制方式

X264_RC_CQP（固定量化值）

解释
没有缺省值，一旦设置就表示要按照相应的码率控制进行编码；
使用qp模式，即固定量化值 ，意味着停用弹性量化（aq_mode）;
qp设置为 0 的时候，意味着无损编码；

用法
param->rc.i_qp_constant = -1; param->rc.i_rc_method=X264_RC_CQP;//代码版
–qp 28 //命令行版

X264_RC_CRF（固定码率因子）

解释
固定位元率系数，Constant Ratefactor，缺省值是23，也是x264默认使用的码率控制方式；
可用的值从1～51，越小编码质量越好，码率越高，一般使用18～28，可以为浮点；此模式把某个“质量”作为编码目标，根据骗子质量自动分配码率的vbr（Variable Bit Rate动态比特率）；x264中构想是让【crf n】提供与【qp n】相当的视觉品质，但编码文件更小一些；crf是借助降低“较不重要”帧的品质来达到此目的，在此情况下，“较不重要”是指在复杂或者高动态场景的帧，其品质不是很耗费位元数就是不易察觉，所以会提高它们的量化值，从这些帧里所节省下来的位元数被重新分配到可以更有效利用的帧；
CRF 模式的唯一负面影响是不知道输出文件的大小，也不知道码率的波动情况如何；因此一般在直播应用
当crf = 0时，与qp=0 一样，实现无损编码；
crf+6，比特率减半；crf-6，比特率翻倍；crf-1，比特率增加10%左右，crf+1，比特率减少10%左右；
此外还有f_rf_constant_max（crf-max）配合使用；

用法
param->rc.i_rc_method=X264_RC_CRF; param->rc.f_rf_constant=23;//代码版
–crf 25//命令行版

X264_RC_ABR（平均码率控制）

解释
没有缺省值，x264尝试把给定的位元率作为整体平均值来编码，这意味着最终编码文件的大小是已知的，但最终的品质未知，此选项通常与-pass（两阶段编码）一起使用；
x264开发者不推荐使用这种模式，因为编码器也无法准确知道后面的视频内容是什么；所以必须靠猜来达到目标码率，因此会引起质量波动；这不是一种固定码率模式！尽管 ABR 从技术上来说是一种 VBR 模式，但它并不比指定某个固定码率好多少，因为输出稳定画质的可靠性实在不行；
FFmpeg中设置bitrate的具体参数为bit_rate，单位是bits/s；（x264里面对应参数i_bitrate的单位则是kbits/s，1kbits为1000bits而非1024bits）

用法
param->rc.i_bitrate = 2000; param->rc.i_rc_method=X264_RC_ABR; //代码版，单位是kbit/s
—bitrate 2000 //命令行版本

参考

https://www.lighterra.com/papers/videoencodingh264/
https://blog.csdn.net/CSqingchen/article/details/106492496
https://aijishu.com/a/1060000000079293
https://blog.csdn.net/CrystalShaw/article/details/89572684?spm=1001.2101.3001.6650.1&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7ERate-1.pc_relevant_default&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7ECTRLIST%7ERate-1.pc_relevant_default&utm_relevant_index=2
https://www.itu.int/rec/T-REC-H/en //官方文档链接
https://en.wikipedia.org/wiki/AVC-Intra
https://www.cnblogs.com/wangnath/
https://www.cnblogs.com/jogh/p/4967070.html
https://www.cnblogs.com/wangnath/p/15057854.html
https://www.cnblogs.com/wangnath/p/15057885.html
https://blog.csdn.net/chinabinlang/article/details/78181110