Xvid和H.264完全对比及MeGUI压mp4格式AVC的方法.doc

首先简单介绍一下MPEG是什么： MPEG是Motion Picture Expert Group的缩写，简单讲就是个行业里的组织，专门对数字内容做出业界规范的组织。其实从MPEG1开始我们就广泛认识到这个组织和他们的标准了。VCD就是其中最主要的代表。在当时亚洲国家VCD格式十分流行，如果没记错VCD这个具体的格式是从日本而来的，并遵守MPEG1规格。 之后便是MPEG2，具体代表是DVD。知道现在都是主流数码格式。 说道这里大家应该开始明白MPEG这个组织其实他的责任就是推广每一代新的数字媒体规范或是规格，而不是实际的产品。换句白话就是说，政府来规定符合什么样标准的汽车可以上路，然后各个汽车公司按照这个具体的标准来制作自己的汽车，通过政府规定的汽车才可以上路。张三李四都可以开发自己符合mpeg规格的codec和container（这个是什么我之后会解释），并且理论上拿到别人同样按照这个规格开发的产品上照样可以工作。具体例子就好比制作DVD的方法千千万万，好莱坞用来做大片，个人也可以把自家拍的DV刻成DVD。理论上讲都可以在放在任何DVD机里播放（这里不考虑个别不兼容问题）。这也是为什么明明XVID编码的dvdrip大家用ffdshow也可以照样看。所以说这就是规格统一的好处！ 我们要讨论Xvid 和H.264同属于MPEG4格式。从名字就可以看出来她是高于MPEG1、2的新一代数字媒体格式 具体规格如下： - ISO 14496-1 (Systems) - 户动界面（有点像DVD里的菜单） - ISO 14496-2 (Video) - ASP（Advanced Simple Profile)就是其中一种，代表产品有Xvid，px5等等。 - ISO 14496-3 (Audio) - AAC (Advanced Audio Codec)。 - ISO 14496-10 (Video) - Advanced Video Coding (AVC)，也被叫做H.264。代表产品有x264。（看好这里，不要把h.264和x264搞混了，一个是规格的名字，一个是开源代码的兼容编码器，一个有一点，一个没有一点） - ISO 14496-14 (Container) - 文件格式，后缀名为.MP4。这个MP4规格唯一官方指定的格式。 - ISO 14496-17 (Subtitles) - 字幕。 AVC/H.264 是MPEG-4 标准所定义的最新，同时也是技术含量最高、代表最新技术水平的视频编码格式之一。 AVC/H.264 视频编码由ISO（International Organization for Standardization） 的MPEG （Moving Pictures Experts Group）和ITU（International Telecommunication Union） 的VCEG（Video Coding Experts Group） 两个组织于2003 年最终定稿。 而AVC/H.264 标准本身则是由包括来自MPEG 和VCEG 专家的Joint Video Team（JVT）开发。 ISO 14496-10 （Video） - Advanced Video Coding （AVC） 从MPEG 的角度来说，这个标准叫做MPEG-4 Part10（ISO 14496-10），从ITU 的角度来说，这个标准叫做H.264（ITU 文档编号）。作为这个标准的“官方名称”，Advanced Video Coding（AVC）是MPEG 由Advanced Audio Coding（AAC）这个音频格式的视频副本确定的。 AVC/H.264 Profiles AVC/H.264 规定了多种不同的Profile：最低Profile、主要Profile、扩展Profile、高端Profile（这些Profile 本身还要划分数个等级）。 -最低Profile，也叫做底线Profile（Baseline Profile）支持I/P 帧，只支持无交错（Progressive）和CAVLC； -扩展Profile（Extended Profile）支持I/P/B/SP/SI 帧，只支持无交错（Progressive）和CAVLC；-主要Profile（Main Profile）提供I/P/B 帧，支持无交错（Progressive）和交错（Interlaced），同样提供对于CAVLC 和CABAC 的支持； -高端Profile（High Profile，也叫FRExt）在主要Profile 的基础上增加了8x8 内部预测、自定义量化、无损视频编码和更多的YUV 格式（如4：4：4）。 或许只有在将来才能知道哪些Profile 或哪些功能会成为DVDRIP 的主流，但是我猜想会是Main 或是High Profile，包含下面的一些功能：（ 这里你可以不必看）CAVLC/CABAC Loop/Deblocking Filter Variable Block Sizes/Macroblock Partitions （可变区块尺寸/ 微块分割）Multiple Reference Frames （多重参照帧） Weighted Prediction （权重预测） Rate Distortion Optimisation （RDO ，评价变化优化）AVC profile的设置主要是针对兼容性的，一些特定的硬件播放器需要指定的profile编码才能被识别，具体的例子有PSP，iPOD视频等，他们都有自己指定的profile。PSP是main profile/level 3，其他可能会有兼容性问题，这点切记！要是这些profile已经把你搞糊涂了的话，AVC Level就更多了。level有十来个，每个profile都对应这些level。因此可以有更细致的分类。要是只是准备在自己PC上播放的话，可以不去管这些实际的profile和level，因为pc的好处就是通杀，无所谓。下面来完全对比一下Xvid和H.264，看看到底哪个更有前途 注意测试平台是PC，PSP由于有局限性，所以后面我会给出用MeGui压MP4格式AVC的方法MPEG-4 Video 中包含有2个标准：ISO 14496-2 (Video)和ISO 14496-10 (Video)，亦即通常说的 MPEG-4 ASP 和 MPEG-4 AVC。现在来看一下2个不同 Profile 的 Codec 在编码质量上的差别！我分别选了2个开源的Codec：XviD 和 x264进行简单测试尝尝AVC/H.264给我们带来了什么！考虑到动画比较能突出重点细节，且现在很多小孩喜欢看动画，所以先选一段源为動城Chapter 17的动画首先来看看视源的特性，使用XviD q2 的编码作为参考编码参数设置，目标码流设置为 xvid q2 码流的一半，使用2-pass编码xvid-1.2.cvs.2005.12.10QUOTE:VHQ4,Use VHQ for bframes too,BVOPs=2,ratio=1,offset=2,Max I-frame quantizer:2,Quarter Pixel,Global Motion Compensationfile size:37,130 KBY: PSNR: 37.8778 43.1724 49.8913U: PSNR: 37.6963 44.2841 50.6220V: PSNR: 38.1674 44.5764 51.4783Sum: PSNR: 38.3576 43.5519 50.0746x264 core:42 svn-388 + patchsQUOTE:x264.exe -keyint 300 -min-keyint 24 -bframe 3 -b-pyramid -nf -analyse none -weightb -me dia -subme 1 -pass 1 -stats x264_2pass.log -qcomp 0.7 -bitrate 1033 -qpstep 32 -ratetol inf -progress -output NUL -no-psnr -quiet 17.avsx264.exe -keyint 300 -min-keyint 24 -bframe 3 -b-pyramid -ref 16 -nf -analyse all -weightb -me umh -merange 64 -subme 7 -b-rdo -mixed-refs -8x8dct -trellis 2 -no-fast-pskip -pass 2 -stats x264_2pass.log -qcomp 0.7 -bitrate 1033 -qpstep 32 -progress -output 17.mp4 17.avs file size:37,189 KBY: PSNR: 39.8436 44.9354 49.9480U: PSNR: 39.5507 45.5019 51.1331V: PSNR: 39.6453 45.7164 51.4455Sum: PSNR: 39.8308 45.1482 50.0778frames size 图可以看到码流分布情况，所有的图x轴为帧数时间轴，由此可以得知影片时间的大致位置对应的具体情况。图为2帧平均显示compressibility 图显示影片可压缩性，50 parts of 140 framesmotion 运动侦测情况，红线为kblk，黑色为mblk。可以看到影片结尾部分的运动情况比较剧烈。PSNR 图，x264 使用 ffdshow-20051129 来解码。另外也可以使用最新 nero 7 的解码器来解码，终于修正了B帧的问题了，不过nero 7在解码器上做了手脚，能被它自己播放器调用。我使用MPC播放时出现错误的提示，尽管这样，还是可以通过使用秘籍来调用的。经过测试，解码的结果和 ffdshow是一样的，但速度比 ffdshow快。可以见到两者的曲线特性很相似，压不好的地方两者一起压不好，压得好的地方两者一起压得好，所不同的是x264的PSNR平均都高出xvid的。所有编码和解码过程都关闭PP,按照PSNR曲线图上标明的各点所在位置进行截图比较,以下所有的图片统一由Avisynth做YV12-RGB,codec输出YV12,而不是由Codec解码为RGB选点截图通常为PSNR曲线的低值区间，没有特别说明的都是为P帧的截图图片顺序依次为：视源x264xvid#120 a点PSNR x264：41.8131 xvid：40.0544此段的色彩较丰富，PSNR在整段视频中很低，由于高频比例较大，画面非常难压。对比一下之前的frames size 和 motion 图，可知道这是静态的场景，但是码流分配很高。不过画面都是花丛，看起来比较乱，就算压得不好，如果不看源来的画面，也不容易察觉出来。另外Avisynth中算x264的PSNR是调用了DirectShow Filter处理, 所以结果与x264编码时自带那个算出来的有些误差x264算的结果如下，图片为x264算的和Avisynth算的区别，使用了 Y channel 作对比QUOTE:x264 info: slice I:56 Avg QP:15.63size: 45931PSNR Mean Y:47.97 U:48.06 V:48.15 Avg:48.01 Global:47.80x264 info: slice P:2434Avg QP:17.77size: 11725PSNR Mean Y:45.44 U:46.03 V:46.17 Avg:45.64 Global:45.22x264 info: slice B:4559Avg QP:19.19size:1510PSNR Mean Y:45.20 U:46.11 V:46.24 Avg:45.50 Global:45.09x264 info: mb II16.4: 11.1% 48.0% 40.9%x264 info: mb PI16.4:1.8%4.1%2.8%P16.4: 49.4% 15.4% 13.8%1.6%0.6% skip:10.5%x264 info: mb BI16.4:0.0%0.1%0.1%B16.8: 48.8%1.3%1.8%direct: 0.9%skip:46.9%x264 info: 8x8 transformintra:47.0%inter:37.3%x264 info: ref P58.4% 12.4%8.4%3.2%3.7%2.3%2.4%1.4%1.4%1.1%1.1%0.9%0.9%0.8%0.8%0.7%x264 info: ref B79.0%8.6%5.1%1.8%1.1%0.9%1.0%0.7%0.4%0.3%0.3%0.3%0.2%0.2%0.1%x264 info: PSNR Mean Y:45.307 U:46.098 V:46.233 Avg:45.564 Global:45.149 kb/s:1033.93现在着重以MeGUI这个软件为中心介绍MP4格式AVC文件的制作全过程，由于PMP_AVC格式的特殊性，不能适用，但以后应该会支持或等视频高手们给出方法。MeGUI是一款开源（免费）软件，之所以我以它为主介绍是因为它免费，谁都可以获取，另外还有一个更大的好处是它是集合多款第三方开源软件，可以充分利用其它软件在各自领域的长处和优点。严格来讲MeGUI其实是一个“搭桥”性质的软件，它把分散的功能“单一”的软件紧密结合起来以此发挥他们的最大效能。这里我们只需要MeGUI的x264部分MeGUI相关的信息：支持输入格式Input: AviSynth scripts (AVS), AVI, D2V, VOB/TS/MPG/PVA支持输出的容器格式Output: MP4, MKV, AVI可用的视频编码Video Codecs: x264, XviD, Libavcodec MPEG-4, Snow可用的音频编码Audio Codecs: AAC (Nero, Faac), MP3所需软件：MeGUI （需要MS .NET Framework 2.0）这里要说一下,由于新版已具备自动更新功能,且更新很快,一般只是选项设置方面改动,所以可以不用盲目追新,推荐116否则会和本教程有些出入avisynth （版不被支持!）besweet 推荐1.5b30/31belight(besweet的GUI界面程序，功能强大）faac - free的aac音频编码器neroraw - nero的aac音频编码器,在MeGUI新版里名称有所改变Helix YV12 codec这个如果你装了最近更新的Xvid Encoder，可以不用这个，decoder是个“中间者”，任何视频时间的转换都不是直接的，而是需要介于“中间”的codec搭桥的。YV12是其中一种，特点是在两头的格式（目标文件和生成文件）都支持的情况下可以做到无损转换并可以达到最高到30速度上的提高,详细的就不讲了x264.exe这个也是本次制作的重点x264 CLI，你也可以使用mencoder，不过这里不推荐，我也没试验过PSP上能不能播放mp4box MP4的合成器 0.4.0及以后版本Atomchanger 由于PSP MP4格式AVC的特殊性,需要修改相关头信息才能使其支持PSP所有软件都会在帖子最后以打包形式给出，PSP压缩MP4格式的AVC Profile已包括首先我们点击菜单里的Tools-settings来做一些基本设置。在main这个选项栏里我们主要设置：Default Priority（默认级别）- 这个是设置CPU占用率的，一般不要设置超过normalx264 encoder选择x264.exeAutomatically set number of Threads这个选项请务必关闭!因为MeGUI会自动探测你CPU可支持的线程数，有可能会锁定为2线程，这样PSP某种情况下会拒绝播放勾选此选项制作的AVC,造成死机！设置完后点击旁边的Program Path选项栏,在这里设置MeGUI需要用到的所有外挂程序的路径,这里我们只选取制作AVC需要用到的软件进行配置mp4box- 选择mp4box.exe在你硬盘上所存放的路径x264 - 选择x264.exe在你硬盘上所存放的路径faac -选择faac.exe在你硬盘上所存放的路径Ok，到此,程序路径的设置就算告一段落,点击save保存PSP自制AVC标准(不包括unlock API的PMP_MOD_AVC)16:9 (widescreen) 368x208 4:3320x240视频AVC:Main profile/level 3音频AAC:48khz/LC (low complexity)视频制作MeGUI有别于其它传统编码软件的地方在于它只支持avisynth格式的文件输入，很多朋友在这里可能会碰到疑问。比如我有个avi或者mpg格式的文件要怎么让MeGUI识别呢？这里就必须要用到avisynth的avs文件格式了。首先检查你的avisynth是否成动安装：打开“记事本”或是任何你喜欢的文本编辑器（text editor），在里面写入version(),然后保存为avs后缀的文件（记住不是txt格式）。然后在你的播放器里（我这里使用Media Player Classic）打开这个文件。如果可以看到一段视频显示avisynth的版本信息的话就说明你的安装成功了，否则请重新安装。版本请重新安装!从这里大家可以看出avisynth是一个基于脚本编辑的frameserver。这里大家可能又要问，frameserver是什么？要解释这个不容易，最直观的解释是比如你用virtualdub编辑好了一段视频准备制作成rmvb格式的片子。可是不巧virtualdub不支持rmvb输出，而只有avi。传统的方法是用virtualdub生成avi，然后把它输入到另外一个支持avi输入的rmvb压缩软件里。这个过程中费了两遍力不说，还浪费了时间因为中间要生成avi，还浪费了空间因为生成的avi要占硬盘空间，而且通常很大（有时要无损压缩）因为你要保证输入到rmvb压缩软件里的avi质量要好。virtualdub的frameserver在这里的作用就是欺骗系统让它认为avi已经生成了，输入到rmvb压缩软件里后软件开始压缩，然后virtualdub就一帧一帧的生成avi然后“喂”给这个rmvb压缩软件。avisynth和virtualdub最大的区别就在于一个是基于脚本的一个是基于GUI的。脚本的坏处是上手难，需要一定的脚本编写能力（其实avisynth脚本还是不算很复杂的）；长处就是功能远远强大于GUI的程序，并且有很多人在给她编写插件，功能日益强大。看到这里没有编程经验的朋友根本不用害怕，因为MeGUI的脚本生成器完全能够应付我们大多数的需要了。点击菜单上的Tools-Avisynth Script Generator，见到如下窗口：首先在video input里指定你想导入的视频文件，这里默认只支持avi，mpg2，d2v和virtualdub frameserver文件。不要着急，点击“edit”标签，这里显示的就是你实际的脚本。比如我导入了G:JaspreetMummy_01VTS_01_0.d2v这个文件后，默认在“edit”里生成的具体脚本如下：QUOTE:LoadPlugin(D:ToolsMeGUIAddonsDgindexdgdecode.dll)mpeg2source(G:JaspreetMummy_01VTS_01_0.d2v)#blank deinterlace line#cropLanczosResize(368,208) # Lanczos (Sharp)#denoise具体avs的编写我就一笔带过了,记得编写后点击save保存接下来返回主界面.Input选项栏的avisynth Script输入你刚才编写保存的avs脚本Video Output 选择你所要输出到的文件路径codec选择x264,filetype选择rawvideo Profile选择我附件提供的profile中的一个(你也可以点击config自己编写设定码率,是否2 pass及更多的参数设置,但要注意符合psp的规范,这里牵涉到的参数很多,如果你不太感谢兴趣,可以不用关注)点击Queue进入批量处理队列点击Input旁边的Queue选项栏,查看先前压入队列的任务,确认无误后点击Start开始