利用MeGUI進(jìn)行視音頻編碼壓縮的方法

康旭豐

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局微波傳輸總站 內(nèi)蒙古 呼和浩特市010050

隨著數(shù)字視頻拍攝設(shè)備、多媒體技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，人們可以方便的使用如手機(jī)、DV、運(yùn)動(dòng)相機(jī)、無(wú)人機(jī)等設(shè)備拍攝數(shù)字視頻，與此同時(shí)也催生了人們視頻分享及存儲(chǔ)的需求。人們?cè)谂臄z原始視頻素材時(shí)往往會(huì)選擇高分辨率、高碼率的編碼參數(shù)用來(lái)保證素材質(zhì)量，從而導(dǎo)致原始文件占用較多的存儲(chǔ)空間，在利用這些素材進(jìn)行剪輯時(shí)也將消耗更多的硬件資源。同時(shí)，在線視頻分享網(wǎng)站往往對(duì)上傳的視頻文件尺寸及編碼參數(shù)有限制，不滿足要求的視頻文件可能被視頻網(wǎng)站的自動(dòng)壓縮功能二次壓縮，導(dǎo)致視頻質(zhì)量的損失。MeGUI可以方便的滿足對(duì)數(shù)字視頻進(jìn)行編碼壓縮的需求。

1 MeGUI的軟件特性

MeGUI通過利用AviSynth的AVS腳本實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的處理［1］，比如視頻的縮放、裁切、降噪等。AVS腳本將處理后的結(jié)果提交給MeGUI進(jìn)行編碼。AviSynth是一種幀服務(wù)器，在處理數(shù)字視頻文件的過程期間不產(chǎn)生中間文件，可以顯著減少編碼時(shí)間。MeGUI內(nèi)置了多種開源視、音頻編碼器，如X264、X265等視頻編碼器，F(xiàn)Fmpeg AAC/AC-3、Flac、LAME MP3等 音 頻 編 碼器。它支持并行、可編輯的隊(duì)列任務(wù)功能，支持同時(shí)處理多個(gè)編碼壓縮任務(wù)，提高任務(wù)處理速度；支持自動(dòng)分析輸入視頻原文件，判斷其掃描方式、場(chǎng)序并進(jìn)行反交錯(cuò)；支持為視頻流添加內(nèi)嵌字幕及視頻水?。恢С殖槿》庋b容器中的音視頻流；支持封裝容器的轉(zhuǎn)換。

2 MeGUI的安裝配置

2.1 運(yùn)行環(huán)境

MeGUI可在其SourceForge上的開源項(xiàng)目［2］首頁(yè)處下載最新版本的發(fā)行包，下載完成后直接解壓縮即可。但是要正常運(yùn)行使用MeGUI，還可能需要配置以下運(yùn)行環(huán)境：

2.1.1 運(yùn)行環(huán)境要求

Microsoft.NET framework 2.0或包含2.0功能組件的.NET framework 3.5版本。MeGUI是依賴于.net運(yùn)行環(huán)境的應(yīng)用程序，需要.net運(yùn)行環(huán)境才能正常工作。

2.1.2 解碼器

MeGUI本身提供了X264、X265等數(shù)款視、音頻編碼器，但本機(jī)操作系統(tǒng)可能缺少對(duì)應(yīng)的解碼器。推薦選擇完美解碼或KLite Codec解碼包進(jìn)行安裝。

2.1.3 可選的外部AAC音頻編碼器

為滿足特殊需求，也可以有選擇的安裝NeroAAC或FDKAAC音頻編碼器，并在MeGUI的設(shè)置項(xiàng)中啟用這些可選的編碼器。

2.2 啟動(dòng)

在運(yùn)行環(huán)境配置完成后，啟動(dòng)MeGUI文件夾中的MeGUI.exe文件即可啟動(dòng)MeGUI。其主界面如圖1。

2.3 初次運(yùn)行

初次運(yùn)行MeGUI時(shí)，軟件會(huì)提示開啟每次啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)檢查更新的功能，建議啟用該功能，以保證最新版本的軟件更新。啟動(dòng)完成后，利用菜單欄Tools中的Updater工具進(jìn)行MeGUI工具組件的安裝與更新，建議在使用前將所有組件安裝并更新至服務(wù)端最新版本，即Local Date與Server Date相同，Status均 為no update available。如圖2所示。

圖1 MeGUI主界面

圖2 MeGUI Updater工具

圖3 AVS Script Creator界面

3 MeGUI的使用步驟

為滿足本地存儲(chǔ)及視頻在線分享等不同需求，我們?cè)谑褂肕eGUI時(shí)可以按需選擇視音頻流的編碼器的具體配置及封裝格式，并利用MeGUI所包含的工具進(jìn)行操作。

3.1 使用AVS Script Creator工具生成AVS腳本并創(chuàng)建索引文件

運(yùn)行MeGUI軟件，點(diǎn)擊Tools菜單欄中的AVS Script Creator項(xiàng)，打開AVS Script Creator的界面，如圖2所示。該界面的三個(gè)選項(xiàng)卡頁(yè)面分別對(duì)應(yīng)輸入/輸出、濾鏡及腳本功能頁(yè)。

在I/O頁(yè)面點(diǎn)擊Input欄中的Video Input右側(cè)的“…”按鈕選擇視頻輸入源，之后在MeGUI彈出的對(duì)話窗口中選擇File Indexer工具來(lái)創(chuàng)建索引文件。在File Indexer工具界面點(diǎn)擊Queue按鈕，開始創(chuàng)建視頻索引文件。索引創(chuàng)建完成后MeGUI將打開視頻預(yù)覽窗口，并自動(dòng)回到AVS Script Creator工具界面。

在I/O（輸入/輸出）面板上我們可以選擇在編碼時(shí)對(duì)視頻進(jìn)行Crop（裁切）、Resize（縮放）操作，在對(duì)應(yīng)項(xiàng)前方的復(fù)選框打鉤并填寫對(duì)應(yīng)數(shù)值即可。裁切中的四項(xiàng)數(shù)值分別對(duì)應(yīng)從視頻左、右、上、下起分別裁切掉的像素值?？s放項(xiàng)中兩項(xiàng)數(shù)值分別對(duì)應(yīng)編碼輸出結(jié)果的橫向像素值與縱向像素值。

在Filters（濾鏡）面板上我們可以利用Deinterlacing（反交錯(cuò)）功能對(duì)隔行掃描視頻進(jìn)行反交錯(cuò)操作。點(diǎn)擊Analyse按鈕分析視頻的掃描方式，得到視頻源的掃描方式及上下場(chǎng)優(yōu)先信息。勾選Deinterlace項(xiàng)前方的復(fù)選框并選擇Filed Deinterlace，即可設(shè)置編碼時(shí)進(jìn)行反交錯(cuò)。

在Script（腳本）面板中我們可以瀏覽自動(dòng)生成的AVS腳本，也可以對(duì)腳本進(jìn)行手動(dòng)編輯，調(diào)用其他dll擴(kuò)展濾鏡以實(shí)現(xiàn)特定功能。

（1）添加視頻內(nèi)嵌字幕，我們需要在創(chuàng)建AVS腳本時(shí)手動(dòng)編輯AVS腳本，在AVS Script Creator的Script界面添加如下腳本內(nèi)容，其中的擴(kuò)展dll及視頻源路徑需按實(shí)際修改：

LoadPlugin （“D：MeGUI oolsavisynth_pluginVSFilter.dll”）

TextSub（“D：SampleSubtitle.ass”）

腳本解釋：加載硬壓字幕擴(kuò)展，并指定字幕源文件路徑。

（2）添加視頻圖片水印，我們需要在創(chuàng)建AVS腳本時(shí)手動(dòng)編輯AVS腳本，在AVS Script Creator的Script界面對(duì)腳本進(jìn)行編輯：

LoadPlugin （“D：MeGUI oolslsmashLSMASH -Source.dll”）

LSMASHVideoSource（“D：Sample Video.mp4”）

ConvertToRGB32（）

LoadPlugin（“D：CompressMeGUI oolsavspluginsImageSeq.dll”）

Img=ImageSource（“D：Watermark.png”，pixel_type=“rgb32”）.LanczosResize（250，250）

Layer（Img，“add”，255，16，16）

ConvertToYV12（）

腳本解釋：由于MeGUI僅能處理YUV色彩空間的視頻，在添加色彩空間為RGB模式的圖片作為水印時(shí)需要先將視頻的色彩空間轉(zhuǎn)換為RGB32模式，之后再調(diào)用圖片源擴(kuò)展，創(chuàng)建變量名為Img的圖片來(lái)源，并定義圖片的色彩空間及縮放尺寸。接著在視頻之上增加包含Img的圖層，定義其不透明度及橫縱位置。最后將視頻的色彩空間轉(zhuǎn)換回YV12交由MeGUI編碼。

腳本編輯完成后，點(diǎn)擊界面下方的Save按鈕，完成創(chuàng)建視頻處理的AVS腳本。與此同時(shí)，MeGUI會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建音頻處理的AVS腳本。

3.2 選擇合適的視音頻編碼器進(jìn)行編碼

AVS腳本創(chuàng)建完成后，MeGUI在Input界面上會(huì)按AVS腳本內(nèi)容及軟件的默認(rèn)配置各項(xiàng)內(nèi)容，之后我們便可按照不同需求選擇合適的視、音頻編碼器，在MeGUI主界面上點(diǎn)選Enccoder Settings下拉欄選擇合適的編碼器。

3.2.1 儲(chǔ)存

在進(jìn)行本地存儲(chǔ)時(shí)，我們一般要求在盡量保證盡量少的畫質(zhì)損失前提下減少文件占用空間?；谝陨闲枨?，我們可以選擇X265或X264視頻編碼器中的Const.Quality（恒定質(zhì)量）模式進(jìn)行視頻文件的編碼，它是一種根據(jù)實(shí)際畫面需要自動(dòng)分配碼率的編碼方式，使得視頻保持幾乎一致的目測(cè)質(zhì)量。Const.Quality模式是一次編碼，速度較快。

首先在編碼器的設(shè)置頁(yè)面中，Encoding Mode選擇Const.Quality并在右側(cè)Quality欄填寫合適的視頻質(zhì)量量化值，Quality的數(shù)值越小，畫質(zhì)越高，碼率越高。我們可以在保證視頻質(zhì)量可接受的前提下選擇較大的量化值來(lái)?yè)Q取更小的存儲(chǔ)空間占用。推薦取值一般在18-26之間，通常Quality值取18時(shí)基本可以認(rèn)為視覺上是無(wú)損的。如圖4。

接下來(lái)選擇一個(gè)Preset（預(yù)設(shè)），預(yù)設(shè)作為一系列參數(shù)的集合，可以在不同的編碼質(zhì)量和壓縮效率之前取得平衡。預(yù)設(shè)按照編碼速度快慢可表示為：Ultra-Fast、SuperFast、VeryFast、Faster、Fast、Medium、Slow、Slower、VerySlow、Placebo。通 常 可以選擇Slow至VerySlow即可，Placebo預(yù)設(shè)消耗的大量編碼時(shí)間帶來(lái)的質(zhì)量提升并不明顯。

音頻部分可以選擇保留原始素材的音頻資源，待視頻部分編碼完成后利用菜單Tools-Muxer中的Adaptive Muxer工具將視頻流與音頻流重新封裝即可。

3.2.2 在線視頻分享

在進(jìn)行在線視頻分享時(shí)，用來(lái)上傳的視頻往往需要受到網(wǎng)站的各種限制，以某視頻網(wǎng)站為例，其要求：

最大分辨率1920x1080的逐行掃描視頻，視頻平均碼率最高6000Kbps（H264/AVC編 碼），High-Profile 4.1，視頻峰值碼率不超過24000kbps，平均至少10秒一個(gè)關(guān)鍵幀，色彩位深8bit；音頻碼率最高320kbps（AAC編碼），聲道數(shù)小于等于2，音頻采樣率44.1Khz。

圖4 X265編碼器Const.Quality編碼模式

圖5 X264編碼器自動(dòng)二次編碼模式配置

圖6 X264編碼器幀格式及碼率控制配置

圖7 AAC音頻編碼器配置

為滿足在碼率限制內(nèi)取得最佳的視頻質(zhì)量，我們可以選擇視頻編碼器中的Automated 2Pass（自動(dòng)二次編碼）模式進(jìn)行視頻編碼。在二次編碼模式中，編碼器首先將對(duì)視頻文件進(jìn)行分析，得到視頻的復(fù)雜度統(tǒng)計(jì)信息文件，然后在二次編碼時(shí)利用該信息在碼率限制下盡可能的合理分配碼率，從而獲得基本平穩(wěn)的全片視頻質(zhì)量。

首先，在X264編碼器配置界面鉤選Show Advanced Settings復(fù)選框，顯示高級(jí)設(shè)置。按照編碼參數(shù)限制，Encoding編碼模式選用Automated 2Pass模式，Bitrate平均碼率填寫6000，AVC Profile選 擇High Profile，AVC Level選擇4.1。編碼預(yù)設(shè)選擇Very Slow。如圖5。

其次，在Frame-Type選項(xiàng)卡的GOP Size項(xiàng)中，GOP的值應(yīng)為10*FPS。以上傳30FPS視頻為例，將Maximum GOP Size的值設(shè)置為300。在Rate Control選項(xiàng)卡中，將VBV Buffer Size及VBV Maximum Bitrate的值設(shè)為24000。至此視頻編碼器配置完畢。如圖6。

圖8自動(dòng)編碼配置

在MeGUI主界面的Audio Encoding項(xiàng)中選擇FFmpeg AAC或其他AAC音頻編碼器，點(diǎn)擊右側(cè)Config打開音頻編碼器界面。Output Channels選擇Downmix multichannel to Stereo，Sample Rate選 擇Change to 44100 Hz，根據(jù)不同AAC編碼器配置區(qū)別，選擇CBR編碼模式，滑動(dòng)滑塊將音頻碼率調(diào)整到320kbps。至此音頻編碼器配置完畢。如圖7。

編碼器分別配置完成后，回到MeGUI主界面，點(diǎn)擊下方的AutoEncode按鈕，打開自動(dòng)編碼界 面，Container選 擇MP4，Splitting選 擇No Splitting，Size and Bitrate選 擇No Target Size，點(diǎn)擊Queue將編碼任務(wù)加入序列進(jìn)行編碼。如圖8。待編碼任務(wù)完成后，用于上傳分享的視頻文件便編碼、封裝完成了。

結(jié)束語(yǔ)

利用MeGUI提供的豐富工具，我們可以輕松完成數(shù)字視頻的編碼壓制，滿足不同的編碼需求，有效提高工作效率。