码率vs.分辨率，哪一个更重要？

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翻译、编辑：Alex 技术审校：章琦本文来自OTTVerse，作者为Krishna Rao Vijayanagar。

码率vs.分辨率

Easy-Tech

#037#

在本文中，我们将讨论OTT领域中视频压缩和处理的基本问题：码率vs.分辨率，哪一个对视频流更重要？很多人都有此困惑，因为这两个因素会对编码器的输出产生深远影响。

你认为该如何选择？

如果你不知道该如何选择，那就太好了。这就是我写作本篇文章的目的：深入浅出地解释码率和分辨率的关系，并帮助你正确选择编码器设置。

让我们先从理解码率（bitrate）开始。

什么是视频码率？

视频码率或者码率是指视频信息每秒传输的比特数目。码率的单位通常为：

当你在压缩视频时，你通常需要设置视频压缩软件不要超过某个特定码率。

比如，如果你将视频压缩软件的码率设置为3mbps，软件就会将视频压缩为每秒3mb的数据（平均）传输给解码器或者播放器。这就是码率。

当你在讨论码率时，你实际上是在讨论：视频压缩的比率与视频质量损失的平衡。你压缩得越多，视频质量越低（也并不总是这样，我们将在下文讨论）。

压缩视频时，以下几种算法可以用于码率控制，它们是：

本文不会详细讨论上述码率控制方法，想深入了解的朋友，欢迎阅读：了解速率控制模式：什么是 CBR、VBR、CRF和Capped-CRF？

所以，当我们在讨论码率时，需要注意以下几点：

高码率视频的质量通常高于低码率视频。我说通常，是因为视频质量到达某一点将不再提升（无论你如何增加码率）。
码率是指比特（bit）而非字节（byte）。
仅码率并不能决定视频质量，你必须考虑到分辨率、帧率、显示尺寸等因素。
用于视频压缩的编解码器：H.264/AVC、HEVC、VP9、AV1？如果你更改视频编解码器及其设置（或编码工具），那么相同的码率将提供截然不同的视频质量。

为了理解码率如何影响视频质量，我们需要先理解视频压缩的工作原理。当你在压缩视频时，压缩算法做了两件事：

通过DCT（离散余弦变换，Discrete Cosine Transform），将视频从“像素域”转换为“频率域”。如果你不了解DCT，可以阅读我们之前的文章：如何给5岁孩子解释DCT?
通过一种被称为量化的技术舍弃一些频域信息，同时期望人眼无法感知这种信息损失。

本质上，当你压缩视频时，你正是在丢弃一些信息，同时却希望视频质量没有损失。当你过度压缩视频时，你会丢弃大量信息，这时人眼就能感知到编码损失。如果你没有过度压缩视频，那么文件会很大，同时视频质量会很棒。

这被称为视频压缩中的“率失真平衡（RDT，rate-distortion tradeoff）”，码率越小，视频质量越差（假设分辨率是固定的）。

RDT意味着什么？

让我们来看下面的例子。我们使用FFmpeg分别以1.5 mbps和5 mbps压缩示例视频（CrowdRun）。通过下面的视频截图，你能告诉我哪一个来自较高码率视频，哪一个来自较低码率视频吗？

记住，它们都是1080p。

1.5mbps

5 mbps

很明显，上图的码率较低，下图的码率较高。当我们使用5 mbps@1080p的码率时，视频质量很棒。同一个视频，当我们使用1.5 mbps的码率时，CrowdRun视频的质量变得非常差。

但总是这样吗？低码率总是会产生质量差的视频吗？我们通过一个简单试验来回答这个问题。

让我们使用动画视频验证“低码率=低质量”这个假设。接下来的视频，我们使用了很受欢迎的《辛普森一家》的预告片，并使用H.264/AVC（确保所有编码器配置保持一致）分别以2.5 mbps和1 mbps压缩视频。

让我们现在来看输出。

1 mbps

2.5mbps

你可以告诉我哪一个看上去质量更好吗？它们看起来差不多，对不对？为什么会这样？

和上一个使用CrowdRun视频的例子（其中码率发挥了很大作用）不同，我们发现，即使在动画视频中使用低码率我们也能得到不错的视频质量。

这是因为动画视频中的运动相当小，而且视频中的平滑区域非常容易压缩。编码器便可以非常高效地压缩动画片，并在低码率时达到很棒的质量。

所以，在压缩前了解你的视频内容非常重要。

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