网易视频云技术之视频预处理技术

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。

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

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)

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

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。