HEVC 的画质和压缩率的优势仅在超高清分辨率时才凸显，而 QSV 的画质和压缩率能和 AVC 持平，全高清及以下的分辨率， HEVC 基本上得不偿失

今天有(mo)空(yu)闲搞了个小实验，想看看 2K 以下的分辨率，包括 FHD(1920x1080)和 HD(1280x720)甚至更低分辨率时，HEVC 的画质和压缩率相比 AVC 到底有多少提升。

之前给家里影音资源大量二压的过程就隐约觉得，在 FHD 、HD 甚至更低分辨率的场景下，HEVC 似乎很得不偿失。

本来还想着通过实验找到个比较均衡的 CRF 参数供以后使用，但是结果让我大跌眼镜，很想放弃 HEVC 。

本文的 hevc 专指 ffmpeg 自带 x265 编码器，avc 专指 ffmpeg 自带 x264 编码器，qsv 专指 ffmpeg 自带 h264_qsv 编码器

[先放结论] [ 1 ] 如果画面细节是可以舍弃的，那么采用较高的 crf，25 以上甚至 28 以上，此时的 hevc 编码虽然很费时间，但是体积可以缩得很小，而且虽然细节丢失后的画面涂抹感严重，但是轮廓色块却能比较好得保留下来，相比之下此时的 avc 早已变成马赛克（实际上 avc 在默认的 crf=23 时轮廓线条已经开始轻微碎片化）。 [ 2 ] avc 的缺点随着分辨率的升高而被放大，到 4K 甚至更高的分辨率时，avc 将被 hevc 碾压，这同时符合 hevc 的设计目标和现实中的应用场景。 [ 3 ] 在 FHD 全高清乃至更低分辨率的条件下，hevc 在码率利用率上的优势不太明显，尤其在使用低 crf 压制时，hevc 相比于 avc 最多只能减小 30%左右的码率，而且相比于 avc 依然有轻微的涂抹感，会丢失一些细微细节，然而这却是耗费了几倍的编码时间换来的。

实验素材是个高码率 MMD，因为是 CG 动画，代表性还是不够广泛，但权且作为这类视频的典型例子。

软件全都是 FFmpeg，版本 4.0.2 。

codec   res     crf     ratio
+-------+-------+-------+----
hevc    x       16      .343
avc     x       16      .447
hevc    x       19      .226
avc     x       19      .322
hevc    x       22      .147
avc     x       22      .222
hevc    x       25      .099
avc     x       25      .154
hevc    x       28      .068
avc     x       28      .109
hevc    fhd     16      .257
qsv     fhd     16      .319
avc     fhd     16      .358
hevc    fhd     19      .165
qsv     fhd     19      .219
avc     fhd     19      .236
hevc    fhd     22      .109
avc     fhd     22      .159
hevc    fhd     25      .075
avc     fhd     25      .112
hevc    hd      16      .123
qsv     hd      16      .171
avc     hd      16      .176
hevc    hd      19      .083
qsv     hd      19      .12
avc     hd      19      .117
hevc    hd      22      .057
avc     hd      22      .08
hevc    hd      25      .04
avc     hd      25      .057

codec：编码器，qsv 专指 h264_qsv，我的 CPU 旧，不支持 hevc_qsv

res：输出分辨率，x 指原分辨率，fhd 指缩小到内切 1920x1080，hd 指缩小到内切 1280x720

crf：就是 crf 参数，顺便一提实验中除了 crf 和缩放没有其他参数

ratio：压缩比，输出文件相比源文件的体积比值，小数点前面的 0 省略了

有经验的人知道，avc 的 crf=23 和 hevc 的 crf=28 有点接近

但这并不代表 avc 和 hevc 输出相同画质对应的 crf 总是相差 5

crf 越小，这俩的输出画质越接近

实际上 23 以下的相同 crf 时，这俩的输出画质就已经不能一眼看出来了，得暂停、靠近、放大、截图……

但真实情况还要更复杂，因为 hevc 针对超高清优化，像素块涂抹感很严重

对于全高清以下的分辨率，hevc 细节其实丢得很多

但在 crf=16 时，hevc 、avc 、qsv 三者的画质非常接近

硬要说的话，avc 依然最佳，但与其他两个的差距可以忽略

但此时，这三者体积也很接近，hevc 顶多也就节约 20%-30%的码率

虽然对视频平台服务商来讲可以剩下很多成本

但在本地存储时，节约的空间不明显，而压制的时间却是成倍增加

所以说 hevc 得不偿失撒（对个人、家用）

如果增大 crf，19 也还行，22 算是个分水岭

再往上，细节的丢失可以被轻易地感知，但很多时候用户就是不需要保留这些细节

比如说，我之前一直把家里的电影统一缩小到内切 1280x720，用 crf=25 压制成 hevc

“看电影看的是故事不是像素点”

一些值得收藏的视频则会用 crf=28，当然也是 hevc

“以后重看时大概看个意思就行了”

这么看来，hevc 虽然非常耗时，但能用低码率牺牲细节保留轮廓，也是个很不错的应用面

那如果要保留细节、输出高画质、又要二压减小体积呢？

我以前一直采用 crf<22 的 hevc，但通过这次实验，我觉得该换思路

既然此时 hevc 画质没有优势，体积没有优势，耗时劣势拉满，那为什么不用 avc 呢

既既然此时 qsv 无论是画质、体积都和 avc 相差无几甚至偶有反超，而速度却数倍于 avc，那为什么不用 qsv 呢

全文完

ungrown

2020-08-26 11:28:47 +08:00

@darer #26
@minami #7
我组合尝试了 ctu 和 sao 的参数

单纯禁用 sao 会丢失涂抹细节，码率和不禁用一样，但是画质变得稍微更差了

```python
In [29]: c.config_hevc(crf=19)
In [30]: c.estimate_overwrite()
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\29.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error "o-0\29.mkv"
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\2.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error "o-0\2.mkv"
[h264 @ 000001fd7594f180] Increasing reorder buffer to 1
Out[30]: {'0': 0.226}

In [47]: c.config_hevc(crf=19,no_sao=1)
In [48]: c.estimate_overwrite()
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\29.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error:no-sao=1 "o-0\29.mkv"
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\2.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error:no-sao=1 "o-0\2.mkv"
[h264 @ 0000017a35d7f140] Increasing reorder buffer to 1
Out[48]: {'0': 0.222}
```

单纯调整 ctu 、cu 、tu 码率有略微上升，速度速度进一步降低，但是截图对比又看不出有保留更多细节，似乎和没调这些参数之前一样

```python
In [43]: c.config_hevc(crf=19,ctu=32,max_tu_size=4,min_cu_size=8)
In [44]: c.estimate_overwrite()
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\29.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error:ctu=32:max-tu-size=4:min-cu-size=8 "o-0\29.mkv"
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\2.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error:ctu=32:max-tu-size=4:min-cu-size=8 "o-0\2.mkv"
[h264 @ 0000022faaa9f1c0] Increasing reorder buffer to 1
Out[44]: {'0': 0.282}
```

然后我把这俩参数一起用，既调小块又禁用 sao，输出画质好像比默认参数时保留了更多的细节，好像有所改善，但又不明显，我也不知道是不是心理作用

```python
In [45]: c.config_hevc(crf=19,ctu=32,max_tu_size=4,min_cu_size=8,no_sao=1)
In [46]: c.estimate_overwrite()
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\29.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error:ctu=32:max-tu-size=4:min-cu-size=8:no-sao=1 "o-0\29.mkv"
[I][mylib.ffmpeg.FFmpegCaller] ffmpeg -hide_banner -loglevel warning -y -i "i-0\2.mkv" -crf 19 -vcodec hevc -x265-params log-level=error:ctu=32:max-tu-size=4:min-cu-size=8:no-sao=1 "o-0\2.mkv"
[h264 @ 000001e7e3eaf1c0] Increasing reorder buffer to 1
Out[46]: {'0': 0.274}
```