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安卓手機錄制的視訊很大,如何壓縮視訊與什麽視訊壓縮軟體好?

2023-12-16手機

視訊記錄了影像的形態與變化,讓眼睛看到的景象能夠重現,同時視訊是傳遞資訊的最佳載體之一,一般比圖片加文字更加易於理解,視訊特有某些功能,可以玩出花樣。運動影像的載體由底片到光碟發生了數位化,直到現在仍然還是數位形態,但技術的叠代從未停止。人類觀看視訊的時長總和在總體上保持上升趨勢,時代的發展也推動視訊持續變革。

了解主流壓縮視訊參數設定—為了高畫質小體積。

視訊壓縮軟體的參數都有 分辨率 ,我們會誤以為只有降低分辨率才能實作檔縮小,代價太大。視訊參數很多, 幀率、位元率、編碼、關鍵幀間隔、像素格式 這些參數在格式轉換軟體出現的頻率依次減少,很多軟體不能自由調。

網上有教程,都是只降低位元率就行。這裏特別糾正,網上的教程中演示視訊位元率可與藍光碟相比,即使壓縮到原來的1/10觀感也不可能不好。正常的視訊不會是這樣,壓縮範圍不大,設定壓縮到1/2就有明顯的畫質損失,依然不適用。難道就沒有品質損失不明顯的方法了嗎?

視訊差不多是很多張圖片組成的,播放時視訊靜態畫面切換達到運動的效果。現在我們看到的視訊是先記錄一幀完整的圖片(I幀),接下來都記錄一幀與前一幀的差值(P幀);或者先記錄其後一幀(或幾幀)與前一幀的差值(P幀),再透過其已記錄的前後兩幀預測中間幀,記錄實際幀與預測中間幀的差值(B幀)(後幾幀的重復該過程補齊中間幀)。這裏的差值有位置上的,也有顏色上的,需要劃分區域,對有變化的記錄下來。達到一定幀數會劃分到下一個畫面組(GOP,其數值等於關鍵幀間隔數),一個GOP視訊幀的組合可能是IP…P,也有可能是IB…BPB…BP。其中I幀、P幀、B幀壓縮率依次增加,因此提升幀配置可以提高壓縮率(多數軟體預設都很高)。

視訊壓縮過後位元率就會降低。位元率在有些軟體叫畫質,位元率控制主要有三種模式,兩種可用,有數據量在時間上固定的 CBR 、降低不明顯區域畫質而視覺畫質固定的 CRF 。常見的是CBR,越高越大,GOP一定每段數據量一定,檔大小可以預估,適合線上視訊的網路傳輸,壓縮速度也最快;剩下是按需分配的CRF,越高越小,有的軟體叫它高品質或 VBR ,按需分配數據量,利用率高,靜態畫面壓縮率最高,畫面運動劇烈不會糊。所以VBR模式畫質最好,這樣壓縮手機錄制的視訊,即使檔平均減小了一半畫質不會差。

編碼是記錄視訊的根本方式。一般的安卓手機處理器的視訊硬體編碼器支持 MPEG-4、AVC、VP8、HEVC ,硬體解碼器支持 MPEG-2、MPEG-4、AVC、VP8、HEVC、VP9 ,而實際是什麽情況需要用Device Info HW與AIDA64檢測。常見編碼壓縮品質由高低到高是HEVC>VP9>AVC,壓縮速度由快到慢是AVC>HEVC>VP9。所以HEVC最好,有的格式轉換軟體直接轉HEVC就可以壓縮 (不包括下面測試的格式工廠),不用精打細算。

帶有硬體廠商名字簡寫且無sw字尾的是硬體,encoder是編碼器,decoder是解碼器

簡單介紹一下,AVC采用新的全新的運動影像記錄方式,效率差不多是MPEG-4的三倍;HEVC加入很多演算法,靜態畫面節省很多數據,而且在畫面內容單調的區域使用大區塊,提高數據利用率;VP9免專利費,是為了抗衡HEVC,支持透明視訊。

手機錄制的視訊幀率一直在變化,如果幀率有波動,會導致CBR模式每幀數據量不均勻,一定程度上會影響畫質,壓縮前可處理一下。(為什麽還要回去提CBR,下文會含答案)。

綜合來講, 視訊壓縮參數設定推薦不改變分辨率、幀率、色彩格式,用VBR高CRF、HEVC、高關鍵幀間隔GOP、采用B幀 (不一定是最好,因為更高的配置對硬體更挑剔),在媒體平台緩存的視訊自身壓縮率高,不建議再壓縮。

壓縮視訊最根本的條件—軟體的介紹。

軟體選擇方面,在PC端如果有能力購買軟體與硬體可以全部滿足,而且相關軟體與硬體廠商對編解碼器說明也很明確。然而手機端無論哪個都不能滿足,很少有軟體使用專用硬體,硬體支持的編碼配置不高,留下了遺憾。

軟體編碼與硬體編碼的區別在前者用CPU,後者用專用編碼硬體。軟體可延伸,相容性好,畫質好;硬體速度極快,功耗極低,硬體損傷小,硬體方案會越來越主流。

安卓內建編解碼框架 MediaCodec ,編碼可以配置的有 色彩格式、分辨率、級別、品質、位元率數值與模式、幀率、關鍵幀間隔 等,然而目前沒有一款支持的軟體可以進行全部設定。以下軟體全部都支持硬體編碼,介紹完還有畫質對比。

能找到的都聚齊了

格式工廠

在PC平台上做了十多年,手機端也釋出了。它支持HEVC硬體編碼,壓縮後視訊畫質保留得很好,不過硬體編碼只免費在軟體啟動24內用完僅有的一次。然而它呼叫硬體不能用VBR、不能修改關鍵幀間隔(可能是因為單位或範圍不對)。在視訊轉換界面下CBR位元率可以調整為任意數值,視訊壓縮界面就只能按百分比,所以最好在視訊轉換功能中處理。它存在著十分嚴重的問題,後面提到。

極速編碼不對音視訊數據流處理,只可以改變封裝格式;軟體編碼和硬體編碼上文解釋了

小視訊壓縮

它最高只支持窄邊1080像素,此外同分辨率畫質也要比其它軟體的更差。可以調位元率和分辨率,其它參數見不到。對於畫質問題解析在後面。

令人唏噓的分辨率

Video Compressor/視訊壓縮

破解版很多,去除了廣告。可以調位元率和分辨率,其他參數見不到。它有一個bug,位元率大於20Mbps一些會導致位元率失控,輸出檔非常大。

可以跟網上的方法一樣

Image Compressor

只支持英文。它只有20個檔位,不靈活;而且看不到位元率,很難知道合適值是多少;壓縮完成需要手動保存。可以調位元率和分辨率,其他參數見不到。

功能和上一個相似

如何選擇與優勢互補—對比與分析。

畫質對比,每一個視訊同樣畫質位元率都不一樣,測試條件說明。

硬體:trinket/SM6125 SOC

材料:4K、FHD與HD的30FPS視訊各兩個(按照測試順序,某個套用同參數HEVC VBR軟體編碼輸出碼率分別為15031、28933、2316、5989、2246、1542)

特殊設定:格式工廠HEVC,小視訊壓縮最高1080P

第一個4K視訊畫面運動不劇烈,設定16000kbps。格式工廠的畫質最好,幾乎看不出損傷;而小視訊壓縮分辨率太低,成為最差;其他兩個運動區域有點糊。

第二個4K視訊畫面運動劇烈。第一次設定16000kbps,相對偏低,情況全部比上一個差,只有格式工廠還看得過去;第二次設定26666kbps,除了視訊壓縮位元率失控輸出120000kbps,其它的情況與第一個4K視訊測試相似。

第一個1080P視訊場景變換少,設定2500kbps。後面三個軟體雖然分辨率、編碼相同,小視訊壓縮畫質明顯比最後兩個差,其它的情況與第一個4K視訊測試相似。

第二個1080P視訊場景變換多。第一次設定偏低值3000kbps,小視訊壓縮畫質比其它的差,其它的情況與第二個4K視訊第一次測試相似;第二次測試設定6000kbps,小視訊壓縮畫質仍舊令人堪憂,其它的情況與第一個4K視訊測試相似。

最後兩個720P視訊,格式工廠情況發生了巨大轉變,無論如何輸出視訊幀率都不足15FPS,極其卡頓,小視訊壓縮還在它該待的位置,反倒是最後兩個最好。

測試過程中發現了一些其它的不同之處。格式工廠轉換速度與原視訊規格呈負相關,4K用4~9倍視訊時長,1080P差不多1倍,720P不到1/2倍,而且放電電流偏高;其它三個耗時等於視訊時長,電流差不多是格式工廠的1/3。關鍵幀間隔雖然會因視訊不同而不同,但同個軟體GOP與幀率之比相同,格式工廠與小視訊壓縮是1s,剩下兩個是2s。

該測試測完之後補測了一個1920×800px 24FPS視訊,主要為了檢測格式工廠丟幀情況,壓縮時長差不多是原視訊的2/3,幀率也差不多是原視訊的2/3,而且輸出視訊時長比原視訊少差不多1s,重新檢查上面測試結果發現就只有格式工廠丟幀,其它的軟體幀率大小及波動與幀數完全沒變。

總之,格式工廠高分辨率特別強,低分辨率特別弱;小視訊壓縮一直都最弱;其它兩個一般,但低分辨率相對最強。

這裏分析兩個軟體單獨存在的問題。

格式工廠可能是軟體解碼,其進度與硬體不同,因為當解碼速度大於播放速度時,硬體編碼器沒有接受單位時間內多出的幀,引起視訊全程丟幀;此外由於視訊數據要輸入在CPU的解碼器再輸入編碼器,存在較大的延遲,一完全輸入解碼器就停止行程會導致解碼器沒有輸入到編碼器,編碼器沒有處理完,最終輸出的視訊末尾丟幀,視訊時長總會比原來短一些。

小視訊壓縮畫質一直比不過兩個國外的軟體,可能原因是GOP太小,I幀太多,數量最多的P幀數據量被迫降低了,畫質差。格式工廠雖然GOP小,但憑借著編碼的壓倒性優勢足以打敗其它選手。

下面是可能的疑難解惑,基本都在電腦上。

Q1:為什麽電腦支持HEVC,瀏覽器播放線上HEVC視訊卡頓/CPU滿載,或者瀏覽器播放本地HEVC視訊沒有畫面?

A1:瀏覽器幾乎都不支持HEVC視訊,不負責HEVC解碼,所以視訊得不到硬解,根本原因是HEVC專利費太高昂了,沒有瀏覽器適配。網上有教程如何讓瀏覽器硬解HEVC視訊。

Q2:電腦有沒有必要安裝7塊錢HEVC視訊擴充套件?

A2:非必要性。電腦硬體支持就推薦,不支持但效能強也是有價值的,而且網上有教程如何免費下載。硬體是否支持可以網上查資料或下載VideoProc檢測一下。

最後希望視訊處理軟體開發者能夠發現正確的方向,充分利用裝置硬體的內建專用功能,讓軟體流暢穩定執行,低耗損高效率執行任務;對存在問題和不足的軟體,開發者能夠改進最佳化。

註:提到可能的內容是本人根據規律的主觀判斷,無直接證據;數據僅是本人裝置上的結果,不代表全部裝置;本人收集到的資料有限,如有錯誤與不足歡迎指出糾正。