本部分列出了针对各种常见配置的 VP9 编码建议：

  • 针对网站和移动设备（VOD）高度优化的视频
  • 优质内容分发（视频点播）
  • 体育、动画、10 位内容 (VOD)
  • 直播编码
  • WebRTC

简介

在对视频进行编码时，需要考虑以下几个方面：

  • 您是创建单个版本的媒体内容，还是创建多个不同比特率和分辨率的版本？
  • 您要创建的是直播视频流还是点播视频文件？
  • 您要编码的是哪种类型的媒体 - 是否包含大量运动画面？详细信息？ 动画？
  • 您是希望以最高质量（例如付费内容）还是最快速度（例如网络会议）进行编码？

本部分首先介绍基本点播视频文件的设置，然后针对上述所有问题提供建议。

基本设置

编码码率

建议将以下比特率作为网页和移动设备分发的基准。这些建议可最大限度地降低比特率，同时实现适合在面向消费者的网站和移动设备上分发的视频画质；您可以将这些建议视为“低”比特率建议，但仍可实现合理的画质。

建议的目标比特率

帧大小/速率 平均比特率（视频点播，kbps） 平均比特率（直播，kbps）
320x240p @ 24、25、30 150 250
640x360p @ 24、25、30 276 386
640x480p @ 24、25、30 512（LQ）、750（MQ） 720 (LQ)、1024 (MQ)
1280x720p @ 24、25、30 1024 1440
1280x720p @ 50、60 1800 2500
1920x1080p @ 24、25、30 1800 2500
1920x1080p @ 50、60 3000 4200
2560x1440p @ 24、25、30 6000 8400
2560x1440p @ 50,60 9000 12600
3840x2160p @ 24、25、30 12000 16800
3840x2160p @ 50、60 18000 25200

图 2a：目标比特率

VOD 编码设置

适用于大多数类型内容的设置

对于大多数内容类型，我们建议使用受限质量 (CQ) 模式，并设置比特率上限。大多数视频都包含高动态场景（例如动作序列）和细节较少的场景（例如对话）的混合内容。在较长、较简单的场景中，CQ 模式可让编码器保持合理的质量水平（不会浪费比特），同时为复杂的序列分配更多比特。

我们还建议允许比特率范围为目标值的 50% 到 150%，并使用下表所示的质量值。此模式需要进行双遍编码，建议对 HD 及更高分辨率使用较快的设置，如下所示。

CQ 编码的编码器设置

帧高度 目标质量 (CQ) 编码模式
240 37 TWO_PASS_MEDIUM
360 36 TWO_PASS_MEDIUM
480 34（低质量）或 33（中等质量） TWO_PASS_MEDIUM
720 32 TWO_PASS_FAST
1080 31 TWO_PASS_FAST
1440 24 TWO_PASS_FAST
2160 15 TWO_PASS_FAST

图 2b：CQ 推荐的设置

最后，我们建议在关键帧之间放置 240 帧视频（对于 30fps 的内容，这相当于 8 秒）。关键帧是自给自足的视频帧；它们不依赖于任何其他帧来渲染（有关更详细的说明，请参阅“GOP 结构”）。对于网页和移动设备播放，我们允许在关键帧之间留出充足的间隔，因为这样编码器就可以选择“最佳”关键帧放置位置，从而最大限度地提高质量。

命令行参数示例：640x360 视频

根据上表，360p 视频的建议如下：

  1. CQ 水平为 36（见图 2b）
  2. 目标比特率为 276kbps（见图 2a）
  3. 允许的最低比特率为 138kbps（目标值的 50%）
  4. 允许的最大比特率为 414kbps（目标值的 150%）
  5. 关键帧间隔时间上限为 240 秒
  6. 双遍“中”配置文件

这会为 libvpx 和 FFmpeg 提供以下命令行参数：

libvpx

--end-usage=cq --cq-level=36 --target-bitrate=276 --minsection-pct=50 \
  --maxsection-pct=150 --kf-max-dist=240 --passes=2 --good --cpu-used=2

FFmpeg

-crf 36 -b:v 276k -minrate 138k -maxrate 414k -g 240 -good -speed 2

Premium 内容设置

在上面的示例中，我们使用了相当快的编码设置来高效创建视频流。不过，对于某些内容（例如付费电影），值得在编码期间花费更多时间，以获得更高质量的输出。

对于优质内容，我们建议采用与上述相同的设置，但使用不同的预设，指示编码器花费更多时间来优化质量：

优质内容编码模式和命令行参数

帧高度 编码模式 libvpx FFmpeg
240 TWO_PASS_VERY_SLOW --good --cpu-used 0 -good -speed 0
360 TWO_PASS_VERY_SLOW --good --cpu-used 0 -good -speed 0
480 TWO_PASS_VERY_SLOW --good --cpu-used 0 -good -speed 0
720 TWO_PASS_SLOW --good --cpu-used 1 -good -speed 1
1080 TWO_PASS_MEDIUM --good --cpu-used 2 -good -speed 2
1440 TWO_PASS_MEDIUM --good --cpu-used 2 -good -speed 2
2160 TWO_PASS_MEDIUM --good --cpu-used 2 -good -speed 2

图 2c：优质内容编码模式

体育、高动态内容设置

我们建议对体育内容使用 VBR 编码。体育内容往往具有相当一致的高运动和复杂性，与 QP 编码相比，使用 VBR 在运动较少的时段可实现更高的质量。

对于命令行，QP 模式与 VBR 模式之间的主要区别在于，您无需指定 CQ 级别；否则，建议的设置是相同的。

VBR 命令行参数示例：640x360 视频

libvpx

--end-usage=vbr --target-bitrate=276 --minsection-pct=50 --maxsection-pct=150 \
  --kf-max-dist=240 --passes=2 --good --cpu-used=2

FFmpeg

-b:v 276k -minrate 138k -maxrate 414k -g 240 -good -speed 2

动画和游戏设置

含噪声 / 低质量内容设置

对于噪声较大的内容，我们建议增加替代参考帧的数量和强度。替代参考帧是“不可见”的帧，永远不会向用户显示，但在创建最终帧时会用作参考（您可以在此处阅读更多信息）。

建议使用以下参数来指示 VP9 使用更多替代参考帧：

libvpx

--auto-alt-ref=1 --lag-in-frames-16 --arnr-maxframes=5 --arnr-strength=3

FFmpeg

10 位/HDR 编码

对于 10 位编码，您需要使用 VP9 Profile 2。10 位编码不需要更多位，因此其余参数相同：

libvpx

--profile=2

FFmpeg

-profile 2

直播编码设置

直播

实时编码通常以 CBR 模式完成，这会限制编码器最大限度提高质量的能力。因此，我们将使用更高的比特率，如图 2a 所示。

对于实时编码，我们还希望最大限度地提高线程数。这是通过以下操作实现的：

  1. 允许 VP9 将视频拆分为列（宽度不得小于 256 像素，且必须是 2 的幂）；
  2. 指示 VP9 使用更多 CPU 电源。下表列出了针对每种分辨率的建议。

平铺和线程建议

CQ 编码的编码器设置
帧大小 平铺列数 线程数
320x240 1 2
640x360 2 4
640x480 2 4
1280x720 4 8
1920x1080 4 8
2560x1440 8 16
3840x2160 8 16

图 2d。建议的实时编码分块和线程处理

实时编码还会将截止时间设置为“实时”，以确保性能，并指示备用参考帧不要预测未来（这会引入延迟）：

由此，我们针对 360p 直播视频给出的建议如下：

  1. CBR，目标比特率为 386kbps（见图 2a）
  2. 2 个图块列（参见图 2d）
  3. 4 个线程（见图 2d）
  4. 实时表现
  5. 没有因交替帧而产生的延迟（没有帧滞后）

这会为 libvpx 和 FFmpeg 提供以下命令行参数：

libvpx

--end-usage=cbr --target-bitrate=386 --cpu-used=4 --tile-columns=2 --rt --lag-in-frames=0

FFmpeg

ffmpeg -i tears_of_steel_1080p.webm -vf scale=640x480 -r 29.97 -b:v 386k \
  -minrate 386k -maxrate 386k -c:v libvpx-vp9 -c:a libopus output.webm

DASH/YouTube 的实时 VP9 编码

WebRTC 编码