[SilkyBible] XviD系列-20

引用 02-04-2004alexheart 兄好 ^Q^

最近又开始忙碌了，所以不能时常上来到处乱晃 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">

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先休息一下 ^^;;
我不只作了这一个讯源的测试，事实上我做了许多测试，包括中低码率的 2-pass，后面的文章会陆续贴出数据，每一个测试 XviD 1.0 RC1 PSNR 成绩都是最高的，光比 PSNR 我们可以说 XviD 是第一名。当然我们不能光比 PSNR screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">
XviD 有 XviD 的瑕疵，不过 XviD 也绝对不会是完全的输给 DivX，事实上在大部分的情况下，应该说 XviD 都是赢过 DivX 的。
而且如您所见，我没有使用什么特殊的压缩技巧，就是很简单的 codec 装好，一切用默认值，随便 H.263 压下去，然后就赢了 :P

所以如果要我下结论，我会说目前的 XviD 质量是赢过 DivX 的。

后面的测试文章必须等我回家后才能继续贴出，如果还有需要的话... ^^;;

引用 02-09-2004抱歉文章写好一段时间了，但是一直没有时间弄图，我最近实在很忙，所以最后只好大幅删减，简略地弄了几张图做代表 ^^;
我本来还想再多做两个测试做一些说明，不过实在没时间弄 >_<
那么下次有机会的话再见 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">

引用不仅要什么D9大片的片段
还要选色彩鲜艳丰富的片段
不然有人会说XVID压黑白片比较好 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);"> D9 大片 （汗
我很少压好莱坞的影片，因为这些 DVD 大部分都是 FILM(24fps)，在计算机上看直接看就很漂亮，不需要 IVTC。动画就不一样，在计算机上看要完美、没有交错线，就必须手动 IVTC，这样转就有它的价值。

其实动画是所有类型里面最难压缩的 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);"> ，真的。Encoder 最怕碰到的就是这种讯源，尤其是对比高、色彩鲜艳、亮度变化剧烈、完全无残影、动态大到接近疯狂的程度，或者说前后画面根本毫无关连，这种讯源实在很难压缩。
再加上动画有锐利线条，一般电影大概平均 quant 到 5 左右看起来都还可以，然而动画只要 quant 超过 3，锐利线条周围的斑点瑕疵就会明显到令人无法接受，所以动画如果不加任何 filter，要压到平均 quant 等于 4 左右，文件都会非常大，动态大的话大概一集（24 分钟左右）都要 350MB，一片 CD-R 只能装两集。
所以动画要能压得好，其实是最难的 ^^;

像一般制作良好的动画 DVD，影像码率全部都是 8Mbps 以上，只能用到 8Mbps 是因为声音部分为了追求完美，通常是放无压缩的 2ch LPCM，要占用 1.5Mbps。DVD 影像部分的极限码率是 9.8Mbps，影音总和的上限是 10.08Mbps。如果声音改放 DD 448kbps，影像部分的码率就可以上到 9Mbps。这种高规格对于一般电影 DVD 来说，实在是不可思议，电影 DVD 如果有知，大概会口水流满地，羡慕得要死 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">
然而动画即使码率高达 8Mbps，只要没有用上 IVTC，大动态的画面就会整个完全烂掉，是整个烂掉，不是只有一点小瑕疵而已 ^^;
要用上 IVTC，节省 20% 的码率，让 8Mbps 的实效等于 10Mbps，这样才能避免这些大动态的画面烂掉。
实摄讯源要做到这么难压，一般电影并不多见，倒是 MV(music video) 反而比较多这种难压的画面。

我现在手边只有一张实摄 DVD，而且这个算是「半动画」的电影吧 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);"> ，RC1 的 STAR WARS II。
STAR WARS II 是用 HDCAM 拍摄，影像直接存到硬盘，数字上特效，数字直入 Encoder，全程数字制作，画面干净无噪声，和传统的胶片拍摄制作流程不同。

Chapter. 42 YODA'S CAVALRY
这是一段动态大，有许多爆炸、光线变化的段落，不太好压。
目标文件大小是 XviD H.263 quantizer 2 (B-frame 1/1.50/1.00) 压出来的一半，也就是 50% 的压缩率。
再低下去我认为就没有转的必要了，画质损失太多，看起来很心痛 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">

这里要说明一点的就是，评估质量以码率来估计是不准的，因为不同讯源压缩的难易程度不同，对于好压的讯源，也许 600kbps 便已足够，对于难压的讯源，可能 10Mbps 都不够用；同样 750kbps，用在讯源 A 上可能已经是超高质量，用在讯源 B 上却是惨不忍睹。所以用码率来评估质量是不准的。
通常一部电影不会整部从头到尾都很难压缩，会有好压的地方，可能只需五六百 k，会有难压的地方，可能需要五六千 k，最后整部电影码率平均下来，只有 1500kbps。所以我们不能只从中抽取一段，然后用 1500kbps 来压，藉此估计整片的质量，因为谁知道那一段是好压还是难压，真正压缩的时候，那一段不会刚好是 1500kbps，用 1500kbps 去压，会错估质量。
所以比较好的做法，是根据 1st-pass 的 file size 去作估计，或者以固定质量压出来的 file size 去作推算，目标文件大小在 quant=2 的 80% 以上，通常是很好的质量，60% 以上，也不错，40% 以上，就有点不行，40% 以下，就太勉强，最好考虑加 filter，把讯源弄好压一点，或者缩小文件的分辨率。
如果讯源难压，还硬要把文件缩小，最后的结果就会惨不忍睹，遇到这种情况，只好多准备几张 CD-R，或者缩小分办率，降低压缩的困难度。

由于质量已经低到 50%，所以此时 PSNR 已经不太准确，不过还是可以参考，因为 PSNR 越高，虽然不一定肉眼看到的瑕疵就越少（因为人眼对于不同种类的失真敏感度不一样），但是 PSNR 越高，代表 Encoder 的工作（寻找最小数值上的误差）做得越好，所以 PSNR 数值可以做为我们改变「同一个」 Encoder 设定时的参考。

各个 codec 的设置
XviD VHQ-4, B-frame 1/1.50/1.00, 2-pass 07/10/10, H.263 quantization 的测试有开启 Trellis，其它一切用默认值。
WMV9 选最高质量，2-pass。
DivX 一样是最高质量，开 B-frame，2-pass。
DivX 2-pass modulation 选 low motion 的 PSNR 会比较高，不过没什么意义，我是选 0，平等分配。
我多做了一个 RV10 的测试，设定是

代码 (双击代码复制到粘贴板)

<codecProperties type="bag">
<firstPassComplexity type="uint">65</firstPassComplexity>
<encoderComplexity type="uint">100</encoderComplexity>
<customPacketSize type="uint">16000</customPacketSize>
<noisyEdgeFilter type="bool">false</noisyEdgeFilter>
<calcPSNR type="bool">true</calcPSNR>
</codecProperties>

最高码率根据 karl 的建议，设为平均码率的 ~5x，maxStartupLatency，也就是 MPEG-2 说的 VBV Buffer，VBV Buffer 会限制 I-frame 的最高质量，这个设定根据 karl 的建议，设为 60sec
<maxStartupLatency type="double">60</maxStartupLatency>

60sec 的 VBV Buffer，也实在太大了一点 ^^;
karl 是 RV9-EHQ, RV10 的开发者。
附带一题的是，设定成上面那样以后，RV10 的 2-pass 会 oversize，没有办法很准确的压出设定的码率，必须反复重压好几次。

PSNR 成绩

代码 (双击代码复制到粘贴板)

h.263 file size: 23,474,176 bytes
PSNR:   35.0274   40.9439   48.8748
Overall PSNR:   40.5017
rc2x 23,353,344
PSNR:   35.2375   40.8404   48.4172
Overall PSNR:   40.3801
tmpg 23,445,504
PSNR:   34.8886   40.7490   48.3105
Overall PSNR:   40.2670
tmpg+rc2x 23,351,296
PSNR:   34.8881   40.8587   48.3261
Overall PSNR:   40.3954
wmv9 23,889,920
PSNR:   34.9734   40.9213   46.9434
Overall PSNR:   40.5326
divx5 23,226,368
PSNR:   35.7261   40.4125   45.5385
Overall PSNR:   40.0806
rv10 23,588,564
PSNR:   35.5164   41.4313   47.2989
Overall PSNR:   40.6642

除了 RV10 的 DirectShow Filter 我不知道怎么关闭 Post-Processing 以外，其它的 decoder 都有关闭 PP。
PSNR 40.xxdB，比其它中低码率测试 PSNR 大约 42.xxdB 还低，可见这个文件大小的设定，质量够差、码率够低吧

rc2x, wmv9, divx5, rv10 四者的 PSNR 图


screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">
蓝色 rc2x，红色 wmv9，绿色 divx5，粉红色 rv10。
图会不会不清楚？ ^^;

引用 02-09-2004我把图上标明的各点所在位置的画面抽出来分析
（以下所有的图片统一由 Avisynth 做 YUV 4:2:2->RGB，codec 输出 YUV，不是由 codec 各自解码为 RGB）
a. 原始画面 frame #301
这样色彩够丰富吧？ screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">
XviD rc2xWMV9DivXRV10(RV9+EHQ)
由于有 PP，或者是 in-loop filter，整个画面糊化的现象很明显，例如画面左边的火花，男主角衣服的袖子，女主角的手臂，手上拿的光线枪枪管的环状纹路，还有很容易注意到的.... 女主角的胸口.....
胸口放大（简易放大补点 2x）
RV10rc2x
rc2x 有 block，不过实际上看的时候，如果经过显示卡较好的放大补点，block 并不明显。
如果开启 XviD 的 de-block filter
rc2x+pp
很好，胸形还在....
这个举例好像有点.... ^^;;
rc2x+pp 全图
由于各个 codec 压缩这个画面有的是用 P-frame，有的是用 B-frame，用的 quantizer 也不相同，所以如果只单独比较这一张画面，不太能描述实际看到的这一整段的情况，必须加上文字说明的补充。
这一段的光线变化很剧烈，太靠近画面左边的部分光线闪来闪去，其实不太好观察，倒是女主角的胸口是观察的重点部位..... 呃，所以，总之 DivX 在这一段会把许多变化太大的 frame 压成 keyframe，但是因为整体码率不高，所以这些 keyframe 的质量很差，block 很多，这个现象在这一张画面里面比较不是那么明显（这张不是 keyframe），其它画面会严重许多。

引用 02-09-2004b. 原始画面 frame #355XviD rc2xWMV9DivXRV10(RV9+EHQ)
RV10 的画面，YODA 身上（那个绿色的矮老头 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);"> ）灰色袍子的细节也实在删除得太夸张了一点，虽然这段袍子一直在飘动，但是可以看得很清楚啊。
左上角的沙地也变成「泥地」了，一块一块的，不过还好比较不是那么引人注意.....

引用 02-09-2004c. 原始画面 frame #367XviD rc2xWMV9DivXRV10(RV9+EHQ)
英明神武的 YODA 特写。
这一段 PSNR RV10 > WMV9 > rc2x > DivX，RV10 在静态画面的细节也是相当多，不过我觉得实际上看起来 WMV9 的脸部细节比 RV10 清晰锐利，只是背景的噪声和方块较差一点。
可以观察 YODA 头上的毛，耳朵左边的毛，哪一个比较稀疏，而且毛茸茸的黏在一起，看不清楚一根一根的毛发纤维，还有脸上的皱纹....

这个举例好像也有点不敬.... ^^;;
YODA 大师我错了，不该拿您开玩笑.... XD

引用 02-09-2004d. 原始画面 frame #499XviD rc2xWMV9DivXRV10(RV9+EHQ)
从这里开始，后面都是高动态的画面，可以看到 RV10 的 PSNR 在这里一路走低，成绩是四者最差的。这是因为 RV10 会把码率分配给静态画面，静态画面的细节不输其它 codec，一扫过去 Real Video 画面模糊、细节很少的印象，但是高动态画面 RV10 会减少码率，然后用 PP 或 in-loop filter 补强。PP 会降低 PSNR，所以这里的 PSNR 成绩并不是 RV10 真实的 PSNR 成绩。不过不管真实的成绩如何，我们看到的就是上面这个样子，除非 RV10 的 DirectShow Filter 可以让使用者关闭 PP。
如果 RV10 用的是内建在 Encoder 中，压缩时做的 in-loop filter，那么我们更是完全无法改变输出的结果。
RV10 这样的设计有一个好处，由于高动态的画面人眼的观察力降低，所以细节损失也看不出来，不过有时候也有例外的情况，当细节实在删除得太夸张的时候，我想要看不到也很难 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">
RV9+EHQ 2-pass 动态画面码率不足的问题，曾有人提出，karl 有做一些改良，不过对我来说还是删除太多细节，到了有点夸张的地步，例如上面的撷图。
这张画面简直像是一张泡过水的水彩图 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">

引用 02-09-2004e. 原始画面 frame #1935XviD rc2xWMV9DivXRV10(RV9+EHQ)
这一段是最后面，RV10 大胜，WMV9 大败的画面。
这一段画面完全静态，RV10 是压倒性的胜利，账面上的 PSNR 赢非常多，而且持续的时间很长，占全部画面的 1/4 强，RV10 从这里补回前面高动态画面因 PP 丢掉的 PSNR 分数。
WMV9 在这里完全大败，不只是 PSNR 成绩如此，实际上看时也是如此，如上图 WMV9 的背景细节完全消失，整个背景雾化、糊掉。而且实际看的时候画面劣化的瞬间变动的幅度太大，所以非常明显。
这里的画面之所以那么烂，是因为 WMV9 在前面已经耗光大部分的码率，后面的 keyframe 根本分不到太多码率，压得十分烂，下面这一张画面是前面 scene change 的 keyframe
WMV9 frame #1902

这个看起来像油画 screen.width-500)this.style.width=screen.width-500;" onclick="javascript:window.open(this.src);">
所以后面的 delta frame 也跟着烂下去。