视频码率控制

CRF、ABR、VBR 核心区别（通俗理解）

在 H.264 视频编码（通常指使用 x264 编码器）中，CRF、ABR 和 VBR（2-Pass） 是三种控制码率（Bitrate）和画质之间平衡的模式。

核心区别在于编码器优先保证什么：是保证文件大小、保证画质，还是保证实时性？

1. CRF (Constant Rate Factor) —— 恒定质量因子

核心逻辑： “画质优先，文件大小随缘”

• 原理：
  这是 x264/x265 编码器的默认和推荐模式。你设定一个”质量值”（CRF值），编码器会根据画面的复杂程度自动分配码率。
• 简单场景（如静止画面）：分配极低码率，不浪费空间。

• 复杂场景（如动作戏、爆炸）：分配极高码率，保证不失真。

• 参数：
  范围通常是 0-51。数值越小，画质越好，文件越大。

• 0 = 无损。
• 18-23 = 标准范围（23 是默认值，18 被认为是视觉无损）。

• 28+ = 画质明显下降。

• 优点：
  编码效率最高（性价比最高）。它能保证整部视频的视觉质量是一致的，不会忽好忽坏。

• 缺点：
  无法预测最终文件大小。在编码结束前，你完全不知道视频会有多大。

• 适用场景：
  本地存档、压制电影、上传到 YouTube/Bilibili（因为平台会二压，提供高质量源文件最好）。

2. ABR (Average Bitrate) —— 平均码率（单遍）

核心逻辑： “主要控制文件大小，但为了画质可以小幅波动”

• 原理：
  你告诉编码器：”我希望整部视频的平均码率是 2000kbps”。编码器会在简单的片段用少一点，复杂的片段用多一点，但整体尽量向 2000kbps 靠拢。

• 区别：
  它是单次编码（Single Pass）。编码器在处理当前帧时，不知道后面的帧有多复杂，所以它的码率分配是”猜”的，不够精准。

• 优点：
  编码速度快（只需跑一遍），文件大小相对可控。

• 缺点：
  画质/体积比最差。因为它不知道全局情况，往往会在简单的场景浪费码率，而在复杂的场景因为码率不够导致马赛克。

• 适用场景：
  直播（非严格 CBR 模式下）、需要快速出片且对画质要求不高的场景。通常不推荐用于视频存储。

3. VBR (Variable Bitrate) —— 可变码率（通常指 2-Pass VBR）

核心逻辑： “精准控制文件大小，同时尽量优化画质”

• 注意：
  虽然 ABR 和 CRF 从技术上讲也是”可变的”，但在 H.264 讨论中，提到 VBR 通常是指 2-Pass VBR（二次编码）。

• 原理：

• 第 1 遍（Pass 1）： 编码器快速扫描整个视频，记录哪里简单、哪里复杂，生成一个日志文件（.log），但不输出视频。

• 第 2 遍（Pass 2）： 编码器读取日志，根据你设定的目标码率（或目标文件大小），精准地将有限的”比特”分配给最需要的复杂场景。

• 优点：
  精准控制文件大小，且画质比 ABR 好得多。

• 缺点：
  耗时最长。因为要跑两遍，编码时间是 ABR 或 CRF 的两倍。

• 适用场景：
  受限于存储介质（如必须把一部电影塞进 4.7GB 的 DVD，或 700MB 的 CD），或者受限于流媒体带宽上限。

快速选择指南

场景	推荐模式	原因
自己压片收藏，或要传 B站/YouTube	CRF（设置 CRF=18~23）	最省心且效果最好
被要求”视频必须刚好 500MB”	2-Pass VBR	精准控制文件大小
搞直播	CBR 或 ABR	取决于推流服务器的要求
快速预览/临时文件	ABR	编码速度快
高质量存档	CRF（CRF=18）	质量优先

总结对比表（通俗版）

特性	CRF (恒定质量)	ABR (平均码率)	VBR (2-Pass 二次编码)
主要目标	画质一致	编码速度 + 粗略大小	精准大小 + 最佳画质分配
文件大小	不可预测	基本可控	非常精准
编码次数	1次	1次	2次 (慢)
画质效率	⭐⭐⭐⭐⭐ (最高)	⭐⭐⭐ (较低)	⭐⭐⭐⭐ (高)
主要用途	收藏、上传视频网站	直播、快速预览	限制容量的存储 (DVD/蓝光)

注意： 尽量别用 ABR 压制存档视频，那是以前计算能力不足时的妥协产物。现在优先推荐 CRF 或 2-Pass VBR。

详细对比说明（技术细节）

CBR vs CRF
– CBR（VBV 约束）：带宽/峰值更可控，但复杂画面更容易牺牲画质
– CRF：质量更一致，但码率/大小不可预测
– 选择建议：
– 直播/网络受限传输：优先 CBR-like（或 capped CRF + VBV）
– 离线转码/存档：优先 CRF

VBR vs CRF
– VBR：只是“码率可变”的描述；如果你指的是“两遍 VBR”，它更适合做大小/平均码率控制。
– CRF：质量驱动的 VBR（码率可变），更适合做质量一致性。

ABR（平均码率）vs CRF
– ABR（单遍）：更偏“接近目标平均码率/大小”，但精度有限；想更准用两遍
– CRF：质量优先，大小不可预测

自适应码率流媒体 vs CRF
– 自适应码率流媒体：多档位 + 播放器自适应（传输/封装方案）
– CRF：单档位编码策略之一（也可用于每个档位的编码）

实际应用建议

1. 直播场景（带宽可控）：使用 CBR-like（VBV 约束）
   bash
ffmpeg -i input -c:v libx264 -b:v 2M -maxrate 2M -bufsize 4M -preset veryfast output

2. 点播转码（质量优先）：使用 CRF（推荐）
   bash
ffmpeg -i input -c:v libx264 -crf 23 -preset slow output

3. 存储/传输上限（质量优先但限峰值）：使用 capped CRF（CRF + VBV）
   bash
ffmpeg -i input -c:v libx264 -crf 23 -maxrate 3M -bufsize 6M output

4. 自适应流媒体：使用 HLS/DASH 多档位（每档位设置分辨率与 VBV 上限）
   bash
# 生成多个码率/分辨率版本，或直接输出 HLS/DASH
# 这是“传输/封装方案”，不是单一的编码码控模式