视频编码中的CBR、VBR、CRF…是什么？

编解码 • 2023年2月22日上午11:51 • 技术文章

在视频编码中，有一个模块是码率控制，即通过选择一系列编码参数，使得视频编码后的比特率满足所需要的速率限制，并且使编码失真尽可能小。在实际应用中，存在好几种码率控制方法，分别是CBR、VBR、CRF、CQP、CVBR、ABR：

· CBR（Constant Bitrate，固定码率）

即在码率统计时间内保证编码码率平稳。有Motion发生时，由于码率恒定，只能通过增大QP来减少码字大小，图像质量变差，当场景静止时，图像质量又变好，因此图像质量不稳定。优点是压缩速度快，缺点是每秒流量都相同容易导致空间浪费。多用于网络流媒体视频编码，持续的码率可以保证视频在播放时，不会有卡顿缓冲等现象。

· VBR（Variable Bitrate，动态码率）

即允许在码率统计时间内编码码率波动，从而保证编码图像质量平稳。码率可以随着图像的复杂程度的不同而变化，因此其编码效率比较高，Motion发生时，马赛克很少。码率控制算法根据图像内容确定使用的比特率，图像内容比较简单则分配较少的码率，图像内容复杂则分配较多的码率，这样既保证了质量，又兼顾带宽限制。这种算法在画质相同的前提下，可以缩小文件体积。

· CRF（Constant Rate Factor，固定码率系数）

使用 CBR 和 VBR 时，需要选择一个目标码率，编码器会调整视频质量以达到该目标。这种方法的问题是，如果你对所有视频片段使用了相同的码率阶梯，那么就会在容易编码的视频上浪费很多不必要的带宽。

所以，当使用 CBR 和 VBR 编码时，编码器会调整所需的视频质量进而达到目标码率。相比之下，使用 CRF 编码，选择一种目标质量，编码器会通过调整码率达到该质量水平。CRF 值分布为从 0 到 51，一般来说这个取值越小，视频帧编码质量相对越高，取值为0则是无损压缩。

· CQP（Constant QP，固定质量参数）

每一帧图像在压缩的时候，采用相同的QP值。（QP值决定了量化编码时从像素宏块的原始信息中丢弃多少信息，QP越大压缩率越高同时质量越低，QP越小压缩率越低同时质量越高）

· CVBR（Constrained VariableBit Rate）

VBR的一种改进，兼顾了CBR和VBR的优点：在图像内容静止时，节省带宽，有Motion发生时，利用前期节省的带宽来尽可能地提高图像质量，达到同时兼顾带宽和图像质量的目的。这种方法通常会让用户输入最大码率和最小码率，静止时，码率稳定在最小码率，运动时，码率大于最小码率，但是又不超过最大码率。

· ABR（Average Bitrate，平均码率）

平均比特率，VBR的一种插值参数，是在CBR和VBR两者之间的一种权衡，即设定一段时间的平均码率，在此时间内，对简单、静态的图像分配低于平均码率的码率，对于复杂、大量运动的图像分配高于平均码率的码率；适合网络传输。