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安卓手机录制的视频很大,如何压缩视频与什么视频压缩软件好?

2023-12-16手机

视频记录了图像的形态与变化,让眼睛看到的景象能够重现,同时视频是传递信息的最佳载体之一,一般比图片加文字更加易于理解,视频特有某些功能,可以玩出花样。运动图像的载体由胶片到光盘发生了数字化,直到现在仍然还是数字形态,但技术的迭代从未停止。人类观看视频的时长总和在总体上保持上升趋势,时代的发展也推动视频持续变革。

了解主流压缩视频参数设置—为了高画质小体积。

视频压缩软件的参数都有 分辨率 ,我们会误以为只有降低分辨率才能实现文件缩小,代价太大。视频参数很多, 帧率、比特率、编码、关键帧间隔、像素格式 这些参数在格式转换软件出现的频率依次减少,很多软件不能自由调。

网上有教程,都是只降低比特率就行。这里特别纠正,网上的教程中演示视频比特率可与蓝光盘相比,即使压缩到原来的1/10观感也不可能不好。正常的视频不会是这样,压缩范围不大,设置压缩到1/2就有明显的画质损失,依然不适用。难道就没有质量损失不明显的方法了吗?

视频差不多是很多张图片组成的,播放时视频静态画面切换达到运动的效果。现在我们看到的视频是先记录一帧完整的图片(I帧),接下来都记录一帧与前一帧的差值(P帧);或者先记录其后一帧(或几帧)与前一帧的差值(P帧),再通过其已记录的前后两帧预测中间帧,记录实际帧与预测中间帧的差值(B帧)(后几帧的重复该过程补齐中间帧)。这里的差值有位置上的,也有颜色上的,需要划分区域,对有变化的记录下来。达到一定帧数会划分到下一个画面组(GOP,其数值等于关键帧间隔数),一个GOP视频帧的组合可能是IP…P,也有可能是IB…BPB…BP。其中I帧、P帧、B帧压缩率依次增加,因此提升帧配置可以提高压缩率(多数软件默认都很高)。

视频压缩过后比特率就会降低。比特率在有些软件叫画质,比特率控制主要有三种模式,两种可用,有数据量在时间上固定的 CBR 、降低不明显区域画质而视觉画质固定的 CRF 。常见的是CBR,越高越大,GOP一定每段数据量一定,文件大小可以预估,适合在线视频的网络传输,压缩速度也最快;剩下是按需分配的CRF,越高越小,有的软件叫它高质量或 VBR ,按需分配数据量,利用率高,静态画面压缩率最高,画面运动剧烈不会糊。所以VBR模式画质最好,这样压缩手机录制的视频,即使文件平均减小了一半画质不会差。

编码是记录视频的根本方式。一般的安卓手机处理器的视频硬件编码器支持 MPEG-4、AVC、VP8、HEVC ,硬件解码器支持 MPEG-2、MPEG-4、AVC、VP8、HEVC、VP9 ,而实际是什么情况需要用Device Info HW与AIDA64检测。常见编码压缩质量由高低到高是HEVC>VP9>AVC,压缩速度由快到慢是AVC>HEVC>VP9。所以HEVC最好,有的格式转换软件直接转HEVC就可以压缩 (不包括下面测试的格式工厂),不用精打细算。

带有硬件厂商名字简写且无sw后缀的是硬件,encoder是编码器,decoder是解码器

简单介绍一下,AVC采用新的全新的运动图像记录方式,效率差不多是MPEG-4的三倍;HEVC加入很多算法,静态画面节省很多数据,而且在画面内容单调的区域使用大区块,提高数据利用率;VP9免专利费,是为了抗衡HEVC,支持透明视频。

手机录制的视频帧率一直在变化,如果帧率有波动,会导致CBR模式每帧数据量不均匀,一定程度上会影响画质,压缩前可处理一下。(为什么还要回去提CBR,下文会含答案)。

综合来讲, 视频压缩参数设置推荐不改变分辨率、帧率、色彩格式,用VBR高CRF、HEVC、高关键帧间隔GOP、采用B帧 (不一定是最好,因为更高的配置对硬件更挑剔),在媒体平台缓存的视频自身压缩率高,不建议再压缩。

压缩视频最根本的条件—软件的介绍。

软件选择方面,在PC端如果有能力购买软件与硬件可以全部满足,而且相关软件与硬件厂商对编解码器说明也很明确。然而手机端无论哪个都不能满足,很少有软件使用专用硬件,硬件支持的编码配置不高,留下了遗憾。

软件编码与硬件编码的区别在前者用CPU,后者用专用编码硬件。软件可扩展,兼容性好,画质好;硬件速度极快,功耗极低,硬件损伤小,硬件方案会越来越主流。

安卓自带编解码框架 MediaCodec ,编码可以配置的有 色彩格式、分辨率、级别、质量、比特率数值与模式、帧率、关键帧间隔 等,然而目前没有一款支持的软件可以进行全部设置。以下软件全部都支持硬件编码,介绍完还有画质对比。

能找到的都聚齐了

格式工厂

在PC平台上做了十多年,手机端也发布了。它支持HEVC硬件编码,压缩后视频画质保留得很好,不过硬件编码只免费在软件启动24内用完仅有的一次。然而它调用硬件不能用VBR、不能修改关键帧间隔(可能是因为单位或范围不对)。在视频转换界面下CBR比特率可以调整为任意数值,视频压缩界面就只能按百分比,所以最好在视频转换功能中处理。它存在着十分严重的问题,后面提到。

极速编码不对音视频数据流处理,只可以改变封装格式;软件编码和硬件编码上文解释了

小视频压缩

它最高只支持窄边1080像素,此外同分辨率画质也要比其它软件的更差。可以调比特率和分辨率,其它参数见不到。对于画质问题解析在后面。

令人唏嘘的分辨率

Video Compressor/视频压缩

破解版很多,去除了广告。可以调比特率和分辨率,其他参数见不到。它有一个bug,比特率大于20Mbps一些会导致比特率失控,输出文件非常大。

可以跟网上的方法一样

Image Compressor

只支持英文。它只有20个档位,不灵活;而且看不到比特率,很难知道合适值是多少;压缩完成需要手动保存。可以调比特率和分辨率,其他参数见不到。

功能和上一个相似

如何选择与优势互补—对比与分析。

画质对比,每一个视频同样画质比特率都不一样,测试条件说明。

硬件:trinket/SM6125 SOC

材料:4K、FHD与HD的30FPS视频各两个(按照测试顺序,某个应用同参数HEVC VBR软件编码输出码率分别为15031、28933、2316、5989、2246、1542)

特殊设置:格式工厂HEVC,小视频压缩最高1080P

第一个4K视频画面运动不剧烈,设置16000kbps。格式工厂的画质最好,几乎看不出损伤;而小视频压缩分辨率太低,成为最差;其他两个运动区域有点糊。

第二个4K视频画面运动剧烈。第一次设置16000kbps,相对偏低,情况全部比上一个差,只有格式工厂还看得过去;第二次设置26666kbps,除了视频压缩比特率失控输出120000kbps,其它的情况与第一个4K视频测试相似。

第一个1080P视频场景变换少,设置2500kbps。后面三个软件虽然分辨率、编码相同,小视频压缩画质明显比最后两个差,其它的情况与第一个4K视频测试相似。

第二个1080P视频场景变换多。第一次设置偏低值3000kbps,小视频压缩画质比其它的差,其它的情况与第二个4K视频第一次测试相似;第二次测试设置6000kbps,小视频压缩画质仍旧令人堪忧,其它的情况与第一个4K视频测试相似。

最后两个720P视频,格式工厂情况发生了巨大转变,无论如何输出视频帧率都不足15FPS,极其卡顿,小视频压缩还在它该待的位置,反倒是最后两个最好。

测试过程中发现了一些其它的不同之处。格式工厂转换速度与原视频规格呈负相关,4K用4~9倍视频时长,1080P差不多1倍,720P不到1/2倍,而且放电电流偏高;其它三个耗时等于视频时长,电流差不多是格式工厂的1/3。关键帧间隔虽然会因视频不同而不同,但同个软件GOP与帧率之比相同,格式工厂与小视频压缩是1s,剩下两个是2s。

该测试测完之后补测了一个1920×800px 24FPS视频,主要为了检测格式工厂丢帧情况,压缩时长差不多是原视频的2/3,帧率也差不多是原视频的2/3,而且输出视频时长比原视频少差不多1s,重新检查上面测试结果发现就只有格式工厂丢帧,其它的软件帧率大小及波动与帧数完全没变。

总之,格式工厂高分辨率特别强,低分辨率特别弱;小视频压缩一直都最弱;其它两个一般,但低分辨率相对最强。

这里分析两个软件单独存在的问题。

格式工厂可能是软件解码,其进度与硬件不同,因为当解码速度大于播放速度时,硬件编码器没有接受单位时间内多出的帧,引起视频全程丢帧;此外由于视频数据要输入在CPU的解码器再输入编码器,存在较大的延迟,一完全输入解码器就停止进程会导致解码器没有输入到编码器,编码器没有处理完,最终输出的视频末尾丢帧,视频时长总会比原来短一些。

小视频压缩画质一直比不过两个国外的软件,可能原因是GOP太小,I帧太多,数量最多的P帧数据量被迫降低了,画质差。格式工厂虽然GOP小,但凭借着编码的压倒性优势足以打败其它选手。

下面是可能的疑难解惑,基本都在电脑上。

Q1:为什么电脑支持HEVC,浏览器播放在线HEVC视频卡顿/CPU满载,或者浏览器播放本地HEVC视频没有画面?

A1:浏览器几乎都不支持HEVC视频,不负责HEVC解码,所以视频得不到硬解,根本原因是HEVC专利费太高昂了,没有浏览器适配。网上有教程如何让浏览器硬解HEVC视频。

Q2:电脑有没有必要安装7块钱HEVC视频扩展?

A2:非必要性。电脑硬件支持就推荐,不支持但性能强也是有价值的,而且网上有教程如何免费下载。硬件是否支持可以网上查资料或下载VideoProc检测一下。

最后希望视频处理软件开发者能够发现正确的方向,充分利用设备硬件的内置专用功能,让软件流畅稳定运行,低耗损高效率执行任务;对存在问题和不足的软件,开发者能够改进优化。

注:提到可能的内容是本人根据规律的主观判断,无直接证据;数据仅是本人设备上的结果,不代表全部设备;本人收集到的资料有限,如有错误与不足欢迎指出纠正。