四种码率控制相关概念

Posted 2023-02-14

       从信息学的角度分析，图像的压缩比越低，压缩图像的质量越高；图像压缩比例越高，压缩图像的质量越

低。对于场景变化的真实场景，图像质量稳定，编码码率会波动；编码码率稳定，图像质量会波动。以H.264

编码为例，通常图像Qp越低，图像的质量越好，码率越高；图像Qp 越高，图像质量越差，码率越低。码率控

制是针对连续的编码码流而言，所以，JPEG 协议编码通道不包括码率控制功能。

       码率控制器分别提供了对H.264\\H.265 协议编码通道CBR、VBR、AVBR、FIXQP 四种码率控制模式，

MJPEG 协议编码通道CBR、VBR、FIXQP 三种码率控制模式，对图像质量和码率进行调节。

1）CBR介绍

       CBR（Constant Bit Rate）固定比特率。即在码率统计时间内保证编码码率平稳。码率稳定主要由两个量

来评估，这两个量都可以由用户在创建编码通道时指定。码率统计时间u32StatTime单位为秒(s)，码率统计时

间越长，每帧图像的码率波动对于码率调节的影响越弱，码率的调节会更缓慢，图像质量的波动会更轻微；码

率统计时间越短，每帧图像的码率波动对于码率调节的影响越强，图像码率的调节会更灵敏，图像质量的波动

会更剧烈。行级码率控制调节幅度u32RowQpDelta行级码率控制调节幅度是一帧内行级调节的最大范围，其中

行级以宏块行为单位。调节幅度越大，允许行级调整的QP 范围越大，码率越平稳。对于图像复杂度分布不均

匀的场景，行级码率控制调节幅度设置过大会带来图像质量不均匀。

2）VBR介绍

        VBR（Variable Bit Rate）可变比特率，即允许在码率统计时间内编码码率波动，从而保证编码图像质量

平稳。以H.264编码为例，VENC 模块提供用户可设置MaxQp，MinQp，MaxBitrate 和ChangePos。MaxQp，

MinQp用于控制图像的质量范围，MaxBitrate 用于钳位码率统计时间内的最大编码码率，ChangePos 用于控

制开始调整Qp 的码率基准线。当编码码率大于MaxBitrate*ChangePos 时，图像qp 会逐步向MaxQp 调整，

如果图像QP 达到MaxQp，QP 会被钳位到最大值，MaxBitrate 的钳位效果失效，编码码率有可能会超出

MaxBitrate。当编码码率小于MaxBitrate*ChangePos时，图像QP 会逐步向MinQp 调整，如果图像QP 达到

MinQp，此时编码的码率已经达到最大值，而且图像质量最好。

3）AVBR

       AVBR（Adaptive Variable Bit Rate）可变比特率，即允许在码率统计时间内编码码率波动，从而保证编

码图像质量平稳。码率控制内部会检测当前场景的运动静止状态，在运动时用较高码率编码，在静止时主动

降低目标码率。以H.264 编码为例，VENC 模块提供用户可设置MaxBitrate，ChangePos 和MinStillPercent。

MaxBitrate 表示运动场景下的最大码率，MaxBitrate*ChangePos*MinStillPercent表示静止情况下的最小码率。

根据运动程度的不同目标码率会在最大码率和最小码率间调整。MaxQp，MinQp 用于控制图像的质量范围，

码率控制以QP 钳位为最高优先级，超出MinQp，MaxQp 范围内码率控制将失效。

4）FIXQP

        Fix Qp 固定Qp 值。在码率统计时间内，编码图像所有宏块Qp 值相同，采用用户设定的图像Qp 值，I 帧

和P 帧的QP 值可以分别设置。