Уменьшение размера видео с помощью avconv ... почему размер увеличивается?

Question

У меня есть видео для Android:

$ mediainfo 20140324_192544.mp4
General
Complete name                            : 20140324_192544.mp4
Format                                   : MPEG-4
Format profile                           : Base Media
Codec ID                                 : isom
File size                                : 7.65 MiB
Duration                                 : 19s 861ms
Overall bit rate                         : 3 232 Kbps
Encoded date                             : UTC 2014-03-24 18:26:05
Tagged date                              : UTC 2014-03-24 18:26:05

Video
ID                                       : 1
Format                                   : AVC
Format/Info                              : Advanced Video Codec
Format profile                           : Baseline@L1.0
Format settings, CABAC                   : No
Format settings, ReFrames                : 1 frame
Format settings, GOP                     : M=1, N=30
Codec ID                                 : avc1
Codec ID/Info                            : Advanced Video Coding
Duration                                 : 19s 780ms
Bit rate                                 : 3 112 Kbps
Width                                    : 640 pixels
Height                                   : 480 pixels
Display aspect ratio                     : 4:3
Frame rate mode                          : Variable
Frame rate                               : 30.283 fps
Minimum frame rate                       : 18.211 fps
Maximum frame rate                       : 30.405 fps
Color space                              : YUV
Chroma subsampling                       : 4:2:0
Bit depth                                : 8 bits
Scan type                                : Progressive
Bits/(Pixel*Frame)                       : 0.334
Stream size                              : 7.33 MiB (96%)
Title                                    : VideoHandle
Language                                 : English
Encoded date                             : UTC 2014-03-24 18:26:05
Tagged date                              : UTC 2014-03-24 18:26:05
Material_Duration                        : 19802
Material_StreamSize                      : 7693757
Material_FrameCount                      : 599

Audio
ID                                       : 2
Format                                   : AAC
Format/Info                              : Advanced Audio Codec
Format profile                           : LC
Codec ID                                 : 40

Duration                                 : 19s 861ms
Bit rate mode                            : Constant
Bit rate                                 : 128 Kbps
Nominal bit rate                         : 96.0 Kbps
Channel(s)                               : 1 channel
Channel positions                        : Front: C
Sampling rate                            : 48.0 KHz
Compression mode                         : Lossy
Stream size                              : 310 KiB (4%)
Title                                    : SoundHandle
Language                                 : English
Encoded date                             : UTC 2014-03-24 18:26:05
Tagged date                              : UTC 2014-03-24 18:26:05

Теперь я делаю некоторые агрессивные изменения размера:

$ avconv -i 20140324_192544.mp4  -c:v libx264 -c:a copy -s:v 24x18 -b:v 3k 20140324_192544_2.mp4
  avconv version 0.8.10-4:0.8.10-0ubuntu0.12.04.1, Copyright (c) 2000-2013 the Libav developers
  built on Feb  6 2014 20:56:59 with gcc 4.6.3
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from '20140324_192544.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 0
    compatible_brands: isom3gp4
    creation_time   : 2014-03-24 18:26:05
  Duration: 00:00:19.86, start: 0.000000, bitrate: 3231 kb/s
    Stream #0.0(eng): Video: h264 (Baseline), yuv420p, 640x480, 3108 kb/s, PAR 65536:65536 DAR 4:3, 30.25 fps, 90k tbr, 90k tbn, 180k tbc
    Metadata:
      creation_time   : 2014-03-24 18:26:05
    Stream #0.1(eng): Audio: aac, 48000 Hz, mono, s16, 128 kb/s
    Metadata:
      creation_time   : 2014-03-24 18:26:05
File '20140324_192544_2.mp4' already exists. Overwrite ? [y/N] y
[buffer @ 0x1bb3000] w:640 h:480 pixfmt:yuv420p
[scale @ 0x1baf7a0] w:640 h:480 fmt:yuv420p -> w:24 h:18 fmt:yuv420p flags:0x4
[libx264 @ 0x1bcb180] using SAR=1/1
[libx264 @ 0x1bcb180] using cpu capabilities: MMX2 SSE2Fast SSSE3 Cache64 SlowCTZ SlowAtom
[libx264 @ 0x1bcb180] profile Main, level 4.2
[libx264 @ 0x1bcb180] 264 - core 120 r2151 a3f4407 - H.264/MPEG-4 AVC codec - Copyleft 2003-2011 - http://www.videolan.org/x264.html - options: cabac=1 ref=3 deblock=1:0:0 analyse=0x1:0x111 me=hex subme=7 psy=1 psy_rd=1.00:0.00 mixed_ref=0 me_range=16 chroma_me=1 trellis=1 8x8dct=0 cqm=0 deadzone=21,11 fast_pskip=1 chroma_qp_offset=-2 threads=3 sliced_threads=0 nr=0 decimate=1 interlaced=0 bluray_compat=0 constrained_intra=0 bframes=3 b_pyramid=0 b_adapt=1 b_bias=0 direct=1 weightb=0 open_gop=1 weightp=2 keyint=250 keyint_min=25 scenecut=40 intra_refresh=0 rc_lookahead=40 rc=abr mbtree=1 bitrate=3 ratetol=1.0 qcomp=0.60 qpmin=0 qpmax=69 qpstep=4 ip_ratio=1.25 aq=1:1.00
Output #0, mp4, to '20140324_192544_2.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 0
    compatible_brands: isom3gp4
    creation_time   : 2014-03-24 18:26:05
    encoder         : Lavf53.21.1
    Stream #0.0(eng): Video: libx264, yuv420p, 24x18 [PAR 1:1 DAR 4:3], q=-1--1, 3 kb/s, 180k tbn, 90k tbc
    Metadata:
      creation_time   : 2014-03-24 18:26:05
    Stream #0.1(eng): Audio: libvo_aacenc, 48000 Hz, mono, 128 kb/s
    Metadata:
      creation_time   : 2014-03-24 18:26:05
Stream mapping:
  Stream #0:0 -> #0:0 (h264 -> libx264)
  Stream #0:1 -> #0:1 (copy)
Press ctrl-c to stop encoding
frame=1779206 fps=2348 q=-1.0 Lsize=   44331kB time=19.77 bitrate=18370.2kbits/s dup=1778607 drop=0    
video:23072kB audio:310kB global headers:0kB muxing overhead 89.594479%
[libx264 @ 0x1bcb180] frame I:7117  Avg QP:51.00  size:    25
[libx264 @ 0x1bcb180] frame P:441244 Avg QP:51.00  size:    17
[libx264 @ 0x1bcb180] frame B:1330845 Avg QP:51.00  size:    12
[libx264 @ 0x1bcb180] consecutive B-frames:  0.0%  0.8%  0.0% 99.2%
[libx264 @ 0x1bcb180] mb I  I16..4: 100.0%  0.0%  0.0%
[libx264 @ 0x1bcb180] mb P  I16..4:  0.0%  0.0%  0.0%  P16..4:  0.0%  0.0%  0.0%  0.0%  0.0%    skip:100.0%
[libx264 @ 0x1bcb180] mb B  I16..4:  0.0%  0.0%  0.0%  B16..8:  0.0%  0.0%  0.0%  direct: 0.0%  skip:100.0%
[libx264 @ 0x1bcb180] final ratefactor: 128.61
[libx264 @ 0x1bcb180] coded y,uvDC,uvAC intra: 0.0% 38.5% 0.0% inter: 0.0% 0.0% 0.0%
[libx264 @ 0x1bcb180] i16 v,h,dc,p: 50%  0% 50%  0%
[libx264 @ 0x1bcb180] i8c dc,h,v,p: 100%  0%  0%  0%
[libx264 @ 0x1bcb180] Weighted P-Frames: Y:0.0% UV:0.0%
[libx264 @ 0x1bcb180] kb/s:9560.28

В результате получается файл размером 45 МБ:

$ mediainfo 20140324_192544_2.mp4
General
Complete name                            : 20140324_192544_2.mp4
Format                                   : MPEG-4
Format profile                           : Base Media
Codec ID                                 : isom
File size                                : 43.3 MiB
Duration                                 : 19s 862ms
Overall bit rate mode                    : Variable
Overall bit rate                         : 18.3 Mbps
Encoded date                             : UTC 2014-03-24 18:26:05
Tagged date                              : UTC 2014-03-24 18:26:05
Writing application                      : Lavf53.21.1

Video
ID                                       : 1
Format                                   : AVC
Format/Info                              : Advanced Video Codec
Format profile                           : Main@L4.2
Format settings, CABAC                   : Yes
Format settings, ReFrames                : 3 frames
Codec ID                                 : avc1
Codec ID/Info                            : Advanced Video Coding
Duration                                 : 19s 769ms
Bit rate                                 : 9 563 Kbps
Nominal bit rate                         : 3 000 bps
Width                                    : 24 pixels
Height                                   : 18 pixels
Display aspect ratio                     : 4:3
Frame rate mode                          : Constant
Frame rate                               : 90 000.000 fps
Color space                              : YUV
Chroma subsampling                       : 4:2:0
Bit depth                                : 8 bits
Scan type                                : Progressive
Bits/(Pixel*Frame)                       : 0.246
Stream size                              : 22.5 MiB (52%)
Writing library                          : x264 core 120 r2151 a3f4407
Encoding settings                        : cabac=1 / ref=3 / deblock=1:0:0 / analyse=0x1:0x111 / me=hex / subme=7 / psy=1 / psy_rd=1.00:0.00 / mixed_ref=0 / me_range=16 / chroma_me=1 / trellis=1 / 8x8dct=0 / cqm=0 / deadzone=21,11 / fast_pskip=1 / chroma_qp_offset=-2 / threads=3 / sliced_threads=0 / nr=0 / decimate=1 / interlaced=0 / bluray_compat=0 / constrained_intra=0 / bframes=3 / b_pyramid=0 / b_adapt=1 / b_bias=0 / direct=1 / weightb=0 / open_gop=1 / weightp=2 / keyint=250 / keyint_min=25 / scenecut=40 / intra_refresh=0 / rc_lookahead=40 / rc=abr / mbtree=1 / bitrate=3 / ratetol=1.0 / qcomp=0.60 / qpmin=0 / qpmax=69 / qpstep=4 / ip_ratio=1.25 / aq=1:1.00
Language                                 : English
Encoded date                             : UTC 2014-03-24 18:26:05
Tagged date                              : UTC 2014-03-24 18:26:05

Audio
ID                                       : 2
Format                                   : AAC
Format/Info                              : Advanced Audio Codec
Format profile                           : LC
Codec ID                                 : 40
Duration                                 : 19s 862ms
Bit rate mode                            : Variable
Bit rate                                 : 128 Kbps
Channel(s)                               : 1 channel
Channel positions                        : Front: C
Sampling rate                            : 48.0 KHz
Compression mode                         : Lossy
Stream size                              : 310 KiB (1%)
Language                                 : English
Encoded date                             : UTC 2014-03-24 18:26:05
Tagged date                              : UTC 2014-03-24 18:26:05

Должно быть что-то не так с моими параметрами, верно !? Что я скучаю? Спасибо.

Answer 1

Увеличение размера происходит из-за того, что ваше выходное видео имеет частоту кадров более 90 кадров в секунду. Не спрашивайте меня, почему это происходит - это может быть ошибка в avconv, которая уже доступна в более поздней версии. Возможно, они уже исправили это.

Если вы хотите уменьшить размер файла исходного видео, я бы рекомендовал либо уменьшить разрешение (до чего-то вменяемого) при явной установке битрейта, либо просто перекодировать в режиме постоянного качества (CRF в x264), например:

avconv -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 28 -c:a copy output.mp4

Значения CRF, равные 28 или более, обеспечат вам "более низкое качество". Вы должны играть с этими настройками, конечно.

Answer 2

Я думаю, что ffmpeg / avconv не знает, как поместить VFR h.264 в контейнер MP4, поэтому им приходится дублировать много кадров. Он использует частоту кадров достаточно высокую, чтобы иметь возможность иметь кадр в выходном видео для каждого кадра во входном видео. Так как телефоны по какой-то причине действительно выполняют VFR, а не просто переключаются между парой частот кадров, avconv выбирает 90 тыс. Кадров в секунду. Похоже, что 90k пришли из временного числителя, на самом деле. (90k tbn) Я забываю, как ffmpeg / avconv хранит временные метки внутри себя, мне придется посмотреть на это снова. И IDK, если он соответствует дизайну mp4.

Вот почему средний QP вашего видео достигает 51, так как почти каждый кадр является точной копией предыдущего, и есть так много кадров, что независимо от того, что делает x264, кадр занимает по крайней мере несколько байтов. Простое кодирование всех этих дублирующих кадров с каждым макроблоком в виде пропуска (то есть, как и раньше) - это то, что раздувает ваш битрейт выше всякой причины.

ffmpeg (и я полагаю, avconv) может выводить VFR h.264 в контейнер Matroska. Ваша же командная строка с именем файла, оканчивающимся на .mkv, должна делать то, что вы ожидаете. IDK, если тогда возможно использовать другие инструменты, чтобы смонтировать VFR MKV в MP4. mkv - хороший формат контейнера, просто используйте его, если вам не нужна совместимость с чем-то, что досадно не поддерживает это.

Если вы настаиваете на потере некоторой информации о синхронизации кадров при создании выходного видео с постоянной частотой кадров, вам нужно будет найти другой подход. Может быть, фильтр libav? Или, может быть, просто используя опцию avconv, чтобы указать желаемый выходной FPS. x264 может кодировать дублирующий кадр всего за несколько байтов, но если у вас такой высокий FPS, что существует много дупликов, большинство потенциальных опорных кадров будут дубликатами, что на самом деле не полезно. Увеличение количества последовательных b-кадров является хорошей идеей, если вы вводите данные в формате x264 множеством повторяющихся кадров. Он будет использовать b-кадры для кодирования дубликатов, что занимает меньше места, и я думаю, что помогает сохранить не дубликаты в качестве опорных кадров.