x265 Stable v2.4 Rip成品体积相关测试

最近两周时间的课余时间我做了一些有关x265 v2.4版本的测试,主要是两个新参数”–limit-tu”和”–limit-sao”。

昨天挂机测试加百列的堕落,发现在相近的参数下v2.4成品的体积异常的大。于是我开始寻找与体积变化有关的参数。我首先关闭limit-tu关闭SAO,统一v2.3与2.4的其他几项参数(CRF/PSY等)进行了5000帧长度的测试。

测试结果是这种条件下,x265 v2.4的成品体积达到了v2.3的131%。由于有部分参数是保持默认值的,因此我又将成品的mediainfo进行对比,确认差异。首先我注意到的一点是v2.4的mediainfo参数中多了一项–no-ssim-rd,且其他参数基本与v2.3相同。查询Release Note后发现这项参数实际上出现于v2.3版本。按照这项参数的描述,这个开关是对码率有明显影响的,因此我就做了一个测试。让v2.4版本启用–ssim-rd,最后成品体积降低了大约30%。但是测试v2.3版本后发现默认参数下,–ssim-rd是禁用的,也就是说这里都是未启用–ssim-rd参数的成品,因此在这里两个版本体积的差异与这项参数无关。

再次查看Release Note后我注意到”Lambda tables for 8, 10, and 12-bit encoding revised, resulting in significant enhancement to subjective visual quality.”这条变化,根据以往经验来看,增强感官优化这类涉及码率分配策略的参数往往会影响体积,于是我查看了一下x265的代码仓库。看到了以下变化:

在Tag2.4到2.3之间有一些对Lambda tables的修改(例如10bit):

-// lambda2 = pow(lambda, 2) * scale (0.85);
+// lambda2 = 0.038 * EXP(0.234 * QP) * 256;
 double x265_lambda2_tab[QP_MAX_MAX + 1] =
 {
-    13.6000,       17.1349,       21.5887,       27.2000,       34.2699,
-    43.1773,       54.4000,       68.5397,       86.3546,       108.8000,
-    137.0794,      172.7092,      217.6000,      274.1588,      345.4185,
-    435.2000,      548.3176,      690.8369,      870.4000,      1096.6353,
-    1381.6739,     1740.8000,     2193.2706,     2763.3478,     3481.6000,
-    4386.5411,     5526.6955,     6963.2000,     8773.0822,     11053.3910,
-    13926.4000,    17546.1645,    22106.7819,    27852.8000,    35092.3291,
-    44213.5641,    55705.6000,    70184.6579,    88427.1282,    111411.2000,
-    140369.3159,   176854.2563,   222822.4000,   280738.6324,   353708.5127,
-    445644.8001,   561477.2648,   707417.0237,   891289.6000,   1122954.5277,
-    1414834.0484,  1782579.2003,  2245909.0566,  2829668.0981,  3565158.4000,
-    4491818.1146,  5659336.1938,  7130316.8013,  8983636.2264,  11318672.3923,
-    14260633.6000, 17967272.4585, 22637344.7751, 28521267.1953, 35934544.9165,
-    45274689.5567, 57042534.4000, 71869089.8338, 90549379.1181, 114085068.8008
+    9.7280,        12.2880,       15.5136,       19.6096,       24.7808, 
+    31.3344,       39.6032,       50.0480,       63.2320,       79.8976, 
+    100.9664,      127.5904,      161.2544,      203.7504,      257.4848, 
+    325.3760,      411.1616,      519.5520,      656.5376,      829.6448, 
+    1048.3712,     1324.7744,     1674.0608,     2115.4048,     2673.1264, 
+    3377.8944,     4268.4416,     5393.7920,     6815.8464,     8612.8128, 
+    10883.5328,    13752.9344,    17378.8160,    21960.6528,    27750.4768, 
+    35066.7264,    44311.8848,    55994.4704,    70757.0944,    89411.8144, 
+    112984.7552,   142772.5824,   180413.7728,   227978.8800,   288084.2496, 
+    364036.0960,   460012.2112,   581291.8784,   734546.3040,   928205.3888, 
+    1172921.6256,  1482155.9552,  1872918.2208,  2366702.7968,  2990670.9504, 
+    3779144.8832,  4775495.6288,  6034528.7424,  7625499.0080,  9635919.8464, 
+    12176377.0368, 15386611.7888, 19443207.2448, 24569301.7344, 31046862.8224, 
+    39232197.1968, 49575549.9264, 62645870.6176, 79162109.3632, 100032763.4688
 };
 
 #elif X265_DEPTH == 10

可以发现这张表格的参数差距还是相当明显的。我决定先暂且忽视这张表格在x265中的实际意义,直接进行替换测试。首先我找来v2.4的源码,并且找到”./source/common/constants.cpp”中间有关这张lambda的参数,修改回2.3版本的参数,然后进行了编译。尽管编译一开始遇到了点小问题,不过最终还算顺利的编译出了一个特殊的版本:使用v2.3 lambda tables的x265 v2.4。编译我也使用了和www.msystem.waw.pl相同的msvc版本,同时开启所有asm优化。

最后跑了一下同样的5000帧测试,结果如下:

x265 2.3+1-7e225aefd389 x265 2.4+9-dccf02340c75 x265 2.4 Special ver
Size(KB) 137128 180286 137094
rate 100.00% 131.47% 99.98%

可以看出,在更换了lambda tables后,成品体积几乎等于v2.3,也就是说这里体积异常增大的主要理由就是由于lambda tables造成的码率分配策略发生了变化。接下去就是针对成品实际效果的比较了。

我将v2.4编码成品也控制到2.3相同的体积后发现,相比之下v2.4更加注重平面纹理的保护,也就是说,在相同参数下,平面会分配更多码率。那么显而易见的,psy以及一些prefix就应该进行相应的调节。首先是crf,若保持相同体积,则需要提高0.5~1.0,psy则是psy-rd基本不变,psy-rdoq相比之前需要略微降低,同时对于纹理的补偿锐化程度应该适当降低一些。那么这样调节后,能够有一个相对来说不错的体积质量比。

 

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