【网络通信 -- 直播】视频流编码 -- libx264 结构体 x264_param_t 说明与码率控制
【1】libx264 结构体 x264_param_t 详解
/* 结构体x264_param_t定义在x264.h中 */
typedef struct x264_param_t
{/* CPU 标志位 */unsigned int cpu;int i_threads; // 并行编码多帧; 线程数，为0则自动多线程编码int b_sliced_threads; // 如果为false，则一个slice只编码成一个NALU;// 否则有几个线程，在编码成几个NALU。缺省为true。int b_deterministic; // 是否允许非确定性时线程优化int b_cpu_independent; // 强制采用典型行为，而不是采用独立于cpu的优化算法int i_sync_lookahead; // 线程超前缓存帧数/* 视频属性 */int i_width; // 视频图像的宽int i_height; // 视频图像的高int i_csp; // 编码比特流的CSP，仅支持i420，色彩空间设置int i_level_idc; // 指明作用的level值，可能与编码复杂度有关int i_frame_total; // 编码帧的总数, 默认 0/*** hrd : hypothetical reference decoder (假定参考解码器) , 检验编码器产生的符合* 该标准的NAL单元流或字节流的偏差值。蓝光视频、电视广播及其它特殊领域有此要求*/int i_nal_hrd;/* vui参数集 : 视频可用性信息、视频标准化选项 */struct{/* 宽高比的两个值相对互素，且在(0, 65535] 之间 */int i_sar_height; // 样本宽高比的高度int i_sar_width; // 样本宽高比的宽度/* 0=undef, 1=no overscan, 2=overscan 过扫描线，默认"undef"(不设置)，可选项：show(观看) / crop(去除) */int i_overscan;/* 以下的值可以参见H264附录E */int i_vidformat; // 视频在编码/数字化之前是什么类型，默认"undef".// 取值有：Component, PAL, NTSC, SECAM, MAC 等int b_fullrange; // 样本亮度和色度的计算方式，默认"off"，可选项：off/onint i_colorprim; // 原始色度格式，默认"undef"int i_transfer; // 转换方式，默认"undef"int i_colmatrix; // 设置从RGB计算得到亮度和色度所用的矩阵系数，默认"undef"int i_chroma_loc; // 设置色度采样位置，范围0~5，默认0} vui;/* 比特流参数 */int i_frame_reference; // 最大参考帧数目int i_dpb_size; // Decoded picture buffer sizeint i_keyint_max; // 设定IDR帧之间的最间隔，在此间隔设置IDR关键帧int i_keyint_min; // 设定IDR帧之间的最小间隔, 场景切换小于此值编码位I帧, 而不是 IDR帧.int i_scenecut_threshold; // 场景切换阈值，插入I帧int b_intra_refresh; // 是否使用周期帧内刷新替代IDR帧int i_bframe; // 两个参考帧之间的B帧数目int i_bframe_adaptive; // 自适应B帧判定, 可选取值：X264_B_ADAPT_FAST等int i_bframe_bias; // 控制B帧替代P帧的概率，范围-100 ~ +100，// 该值越高越容易插入B帧，默认0.int i_bframe_pyramid; // 允许部分B帧为参考帧，// 可选取值：0=off, 1=strict hierarchical, 2=normalint b_open_gop; // Close GOP是指帧间的预测都是在GOP中进行的。// 使用Open GOP，后一个GOP会参考前一个GOP的信息。int b_bluray_compat; // 支持蓝光碟/* 去块滤波器需要的参数, alpha和beta是去块滤波器参数 */int b_deblocking_filter; // 去块滤波开关int i_deblocking_filter_alphac0;// [-6, 6] -6 light filter, 6 strongint i_deblocking_filter_beta; // [-6, 6] 同上int b_cabac; // 自适应算术编码cabac开关int i_cabac_init_idc; // 给出算术编码初始化时表格的选择int b_interlaced; // 隔行扫描int b_constrained_intra;/* 量化 */int i_cqm_preset; // 自定义量化矩阵(CQM), 初始化量化模式为flatchar *psz_cqm_file; // 读取JM格式的外部量化矩阵文件，忽略其他cqm选项uint8_t cqm_4iy[16]; // used only if i_cqm_preset == X264_CQM_CUSTOM uint8_t cqm_4py[16];uint8_t cqm_4ic[16];uint8_t cqm_4pc[16];uint8_t cqm_8iy[64];uint8_t cqm_8py[64];uint8_t cqm_8ic[64];uint8_t cqm_8pc[64];/* 日志 */void (*pf_log)( void *, int i_level, const char *psz, va_list ); // 日志函数void *p_log_private;int i_log_level; // 日志级别，不需要打印编码信息时直接注释掉即可int b_visualize; // 是否显示日志char *psz_dump_yuv; // 重建帧的文件名/* 编码分析参数 */struct{unsigned int intra; // 帧内分区unsigned int inter; // 帧间分区int b_transform_8x8; // int i_weighted_pred; // P帧权重int b_weighted_bipred; // B帧隐式加权int i_direct_mv_pred; // 时间空间运动向量预测模式int i_chroma_qp_offset; // 色度量化步长偏移量int i_me_method; // 运动估计算法 (X264_ME_*)int i_me_range; // 整像素运动估计搜索范围 (from predicted mv) int i_mv_range; // 运动矢量最大长度. -1 = auto, based on levelint i_mv_range_thread; // 线程之间的最小运动向量缓冲. -1 = auto, based on number of threads.int i_subpel_refine; // 亚像素运动估计质量int b_chroma_me; // 亚像素色度运动估计和P帧的模式选择int b_mixed_references; // 允许每个宏块的分区有它自己的参考号int i_trellis; // Trellis量化提高效率，对每个8x8的块寻找合适的量化值，需要CABAC，// 0 ：即关闭 1：只在最后编码时使用 2：在所有模式决策上启用int b_fast_pskip; // 快速P帧跳过检测int b_dct_decimate; // P帧变换系数阈值int i_noise_reduction; // 自适应伪盲区int b_psy; // Psy优化开关，可能会增强细节float f_psy_rd; // Psy RD强度float f_psy_trellis; // Psy Trellis强度int i_luma_deadzone[2]; // 亮度量化中使用的盲区大小，{ 帧间, 帧内 }int b_psnr; // 计算和打印PSNR信息int b_ssim; // 计算和打印SSIM信息} analyse;/* 码率控制参数 */struct{int i_rc_method; // 码率控制方式 ： X264_RC_CQP恒定质量, // X264_RC_CRF恒定码率, X264_RC_ABR平均码率int i_qp_constant; // 指定P帧的量化值，0 - 51，0表示无损int i_qp_min; // 允许的最小量化值，默认10int i_qp_max; // 允许的最大量化值，默认51int i_qp_step; // 量化步长，即相邻两帧之间量化值之差的最大值int i_bitrate; // 平均码率大小float f_rf_constant; // 1pass VBR, nominal QP. 实际质量，值越大图像越花,越小越清晰float f_rf_constant_max; // 最大码率因子，该选项仅在使用CRF并开启VBV时有效，// 图像质量的最大值，可能会导致VBV下溢。float f_rate_tolerance; // 允许的误差int i_vbv_max_bitrate; // 平均码率模式下，最大瞬时码率，默认0int i_vbv_buffer_size; // 码率控制缓冲区的大小，单位kbit，默认0float f_vbv_buffer_init; // 设置码率控制缓冲区（VBV）缓冲达到多满(百分比)，才开始回放，// 范围0~1.0，默认0.9float f_ip_factor; // I帧和P帧之间的量化因子（QP）比值，默认1.4float f_pb_factor; // P帧和B帧之间的量化因子（QP）比值，默认1.3int i_aq_mode; // 自适应量化（AQ）模式。 0：关闭AQ // 1：允许AQ在整个视频中和帧内重新分配码// 2：自方差AQ(实验阶段)，尝试逐帧调整强度float f_aq_strength; // AQ强度，减少平趟和纹理区域的块效应和模糊度/* MBTree File是一个临时文件，记录了每个P帧中每个MB被参考的情况。目前mbtree只处理P帧的MB，同时也不支持b_pyramid. */int b_mb_tree; // 是否开启基于macroblock的qp控制方法int i_lookahead; // 决定mbtree向前预测的帧数/* 2pass */int b_stat_write; // 是否将统计数据写入到文件psz_stat_out中char *psz_stat_out; // 输出文件用于保存第一次编码统计数据int b_stat_read; // 是否从文件psz_stat_in中读入统计数据char *psz_stat_in; // 输入文件存有第一次编码的统计数据/* 2pass params (same as ffmpeg ones) */float f_qcompress; // 量化曲线(quantizer curve)压缩因子。// 0.0 => 恒定比特率，1.0 => 恒定量化值。float f_qblur; // 时间上模糊量化，减少QP的波动(after curve compression)float f_complexity_blur; // 时间上模糊复杂性，减少QP的波动(before curve compression)x264_zone_t *zones; // 码率控制覆盖int i_zones; // number of zone_t'schar *psz_zones; // 指定区的另一种方法} rc;/* 裁剪矩形窗口参数：隐式添加到分辨率非16倍数的视频中 *//* 在码流层指定一个切除(crop)矩形。若不想x264在编码时做crop，但希望解码器在回放时进行切除，可使用此项。单位为像素。 */struct{unsigned int i_left;unsigned int i_top;unsigned int i_right;unsigned int i_bottom;} crop_rect;/* 编码3D视频时，此参数在码流中插入一个标志，告知解码器此3D视频是如何封装的。3D视频帧封装格式：帧封装、场交错、线交错、左右全景、左右半景、上下半景、L+深度、L+深度+图形+图形深度 */int i_frame_packing;/* Muxing复用参数 */int b_aud; // 生成访问单元分隔符int b_repeat_headers; // 是否复制sps和pps放在每个关键帧的前面int b_annexb; // 值为true，则NALU之前是4字节前缀码0x00000001；// 值为false，则NALU之前的4个字节为NALU长度int i_sps_id; // sps和pps的id号int b_vfr_input; // VFR输入。1 ：时间基和时间戳用于码率控制 0 ：仅帧率用于码率控制uint32_t i_fps_num; // 帧率的分子uint32_t i_fps_den; // 帧率的分母uint32_t i_timebase_num; // 时间基的分子uint32_t i_timebase_den; // 时间基的分母/* 以某个预设模式将输入流(隔行，恒定帧率)标记为软交错(soft telecine)。默认none. 可用预设有：none, 22, 32, 64, double, triple, euro. 使用除none以外任一预设，都会连带开启--pic-struct */int b_pulldown;int b_pic_struct; // 强制在Picture Timing SEI传送pic_struct. 默认是未开启/* 将视频流标记为交错(隔行)，哪怕并非为交错式编码。可用于编码蓝光兼容的25p和30p视频。默认是未开启 */int b_fake_interlaced;/* 条带参数 */int i_slice_max_size; // 每个slice的最大字节数，包括预计的NAL开销int i_slice_max_mbs; // 每个slice的最大宏块数，重写i_slice_countint i_slice_count; // 每帧slice的数目，每个slice必须是矩形
} x264_param_t;【2】libx264 控制码率参数设置示例
第一，profile，即设置使用baseline，main，high 编码
x264_param_apply_profile(x264Encoder.m_pX264Param, "baseline");第二 编码复杂度
param.i_level_idc=30;第三图像质量控制
rc.f_rf_constant是实际质量，越大图像越花，越小越清晰
param.rc.f_rf_constant = 25;
param.rc.f_rf_constant_max ，图像质量的最大值
param.rc.f_rf_constant_max = 45;第四 码率控制param.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;//参数i_rc_method表示码率控制，CQP(恒定质量)，CRF(恒定码率)，ABR(平均码率)
param.rc.i_vbv_max_bitrate=(int)((m_bitRate*1.2)/1000) ; // 平均码率模式下，最大瞬时码率，默认0(与-B设置相同)
param.rc.i_bitrate = (int)m_bitRate/1000;
注意，x264使用的 bitrate 需要除以 1000第五，使用实时视频传输时，需要实时发送spspps数据
param.b_repeat_headers = 1; // 重复SPS/PPS 放到关键帧前面
该参数设置是让每个I帧都附带sps/pps第六，I帧间隔
以下设置是每2秒刷新一个I帧
param.i_fps_num = (int)m_fr<x>ameRate;
param.i_fps_den = 1;
param.i_keyint_max = m_fr<x>ameRate * 2;第七编码延迟
在使用中，开始总是会有编码延迟，导致本地编码立即解码回放后，存在巨大的视频延迟，
通过如下设置，可以实现即时编码，注意主要设置zerolatency参数
x264_param_default_preset(¶m "fast" "zerolatency" );参考致谢
本博客为博主的学习实践总结，并参考了众多博主的博文，在此表示感谢，博主若有不足之处，请批评指正。
【1】(转)x264重要结构体详细说明（1）: x264_param_t
【2】x264编码器的参数设置