Fcda18c9ea377ecf0cd9e58ddf23f152 VP8的主要應用是滿足網路串流影片的需求,為了滿足著個目標,VP8特別針對中低資料流量的編碼進行最佳化,能夠在提供較低流量的同時,保持影片的可看性。言下之意,就是在合理的範圍內犧牲些微畫質,以換取更低的資料流量。

尖峰訊噪比是量化的畫質

在VP8的白皮書中有提到,其設計的概念為對尖峰訊噪比(PeakSignaltoNoiseRatio,PSNR)在30dB至45dB之間的表現做最佳化,官方之所以會制定這個範圍,就是因為這樣的畫質介於在「尚勘入目」(watchable)到「目視無損」(visually lossless)的品質間。
尖峰訊噪比的定義為「10 x log10(MAX2 / MSE)」,其中MAX為每個像素中,能夠表現出的最大可能性數量,若以8bit取樣深度為例,MAX將等於28-1 = 255。MSE為mean squared error的縮寫,中文可以翻譯為方均誤差,其數學上的定義為比較處理前後的影片,針對每一個像素計算其量化數據上差異,再將這個差異平方後加總計算,最後再將總和除以像素總數。

尖峰訊噪比也是訊噪比的其中一種,其核心概念就是計算有用訊號與雜訊之間的比值。簡單地說,尖峰訊噪比越大,就表示訊號越強、雜訊越小,反之若是數值很小的話,就表示訊號很弱,受雜訊干擾的情況嚴重。

尖峰訊噪比與畫質成正相關

筆者以vpxenc對影片進行編碼,將1920 x 1080的H.264影片,轉為1920 x 1080的VP8影片。在測試了15組不同的編碼參數後,發現尖峰訊噪比大致上與畫質表現呈現正相關,但是並無法完全反映人眼視覺上的觀感,在某些低畫質的樣本中,量測到的尖峰訊噪比值反而比較高。在統整過大部份的數據後,筆者挑選3組樣本做為本次測試的說明範例,請參考下方列表。

▲圖表為3組樣本的尖峰訊噪比隨時間的變化,crf=15的樣本大體上表現可以維持在45以上。

以較低的crf參數壓製影片時,得到的資料流量就會比較大,畫質也會比較好,量測到的尖峰訊噪比值也會比較大。大體上來說尖峰訊噪比值在40的樣本還是看得到些許馬賽克狀失真,但是情況很輕微,以HD影片來說,能夠在1286 Kbps流量下達成此這種質算是不錯的表現。當數值掉到35左右時,不用放大圖片也可以看到許多雜訊,但是不致於讓畫面產生嚴重錯誤。完整測試圖片請至http://pcadv.in/L8GoPc下載。

▲尖峰訊噪比在35左右時,物體邊緣已經變得比較模糊,其他2者的狀況比較輕微,但多少會有一些毛邊。(點圖可放大)

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