264、x265、libaom、vvenc 对比测试实验
- 测试机器配置：Apple M1 Pro -16G
- 编码器版本（选择自己编译）：所有源码都是当前最新更新的状态，此外各类编码具体的编译过程可参考我的相关系列博客。
| 编码器 | GitHub |
|---|---|
| x264 | git clone https://code.videolan.org/videolan/x264.git |
| x265 | git clone https://bitbucket.org/multicoreware/x265_git.git |
| libaom | git clone https://aomedia.googlesource.com/aom |
| vvenc | git clone https://github.com/fraunhoferhhi/vvenc.git |
- 测试序列：
| 序列 | 分辨率 | 格式 | 位深 | 帧数 | 复杂度 |
|---|---|---|---|---|---|
| parkjoy | 1920x1080 | yuv420 | 8 bit | 500 | 复杂 |
| KristenAndSara | 1280x720 | yuv420 | 8 bit | 600 | 简单 |
-
parkjoy 示意图：
-
KristenAndSara 示意图：
- 命令行：统一设置 fps=25，其他保持默认，不区分 gop、帧类型等编码参数，libaom 也设置了额外参数，默认的需要 2pass 且太慢了。
| 编码器 | 命令行 |
|---|---|
| x264 | ./x264 --input-res wxh input.yuv --fps 25 --bitrate x -o 264.h264 |
| x265 | ./x265 --input input.yuv --input-res wxh --fps 25 --bitrate x -o 265.h265 |
| libaom | ./aomenc -w 1920 -h 1080 --fps=25/1 --target-bitrate=10000 --passes=1 --cpu-used=6 -o av1.ivf parkjoy1920x1080.yuv |
| vvenc | ./vvencFFapp -i parkjoy1920x1080.yuv --Size 1920x1080 -fr 25 --NumPasses 1 --TargetBitrate 8000k --BitstreamFile out.h266 |
- FFmpeg 计算 psnr 命令行：
bash
./ffmpeg -s <宽x高> -pix_fmt <像素格式> -i <受损YUV文件> -s <宽x高> -pix_fmt <像素格式> -i <原始YUV文件> -lavfi psnr=stats_file=psnr.log -f null -- 测试实验数据 ：
【注：ffmpeg 解码 h266 文件无法正确解码，但 ffplay 播放正确，还未排查到具体原因，所以 psnr 直接用的 vvenc 自带的计算方法 】
| 视频序列 | 编码器 | 输入 bitrate | 实际 bitrate | psnr | time |
|---|---|---|---|---|---|
| parkjoy | x264 | 20000 kb/s | 19381 kb/s | y:32.080550 u:34.560996 v:36.789507 | 41.46 fps |
| parkjoy | x265 | 15000 kb/s | 14368 kb/s | y:32.000424 u:34.508438 v:36.658605 | 19.91 fps |
| parkjoy | libaom | 10000 kb/s | 11786 kb/s | y:32.142619 u:34.909916 v:37.123507 | 1.48fps（good 模式太慢了，可以选择 rt 模式，但压缩率又不行） |
| parkjoy | vvenc | 8000kb/s | 8403 kb/s | y:32.0261 u:34.9815 v:37.7377 | 0.2 fps |
| 视频序列 | 编码器 | 输入 bitrate | 实际 bitrate | psnr | time |
|---|---|---|---|---|---|
| KristenAndSara | x264 | 2000 kb/s | 2007 kb/s | y:43.002695 u:47.506855 v:48.331598 | 103 fps |
| KristenAndSara | x265 | 1000 kb/s | 1003 kb/s | y:42.910271 u:47.303976 v:48.195422 | 87 fps |
| KristenAndSara | libaom | 400 kb/s | 395 kb/s | y:42.900337 u:48.015101 v:48.909220 | 10 fps |
| KristenAndSara | vvenc | 500kb/s | 490 kb/s | y:42.9935 u:48.1547 v:49.1280 | 1.2 fps |
- libaom 中的 rt 模式和 good 模式
| 视频 | 模式 | 码率 | psnr | time |
|---|---|---|---|---|
| KristenAndSara | good | 395 kb/s | y:42.900337 u:48.015101 v:48.909220 | 10 fps |
| KristenAndSara | rt | 1448 kb/s | y:42.970161 u:46.734927 v:47.505803 | 90 fps |
- 结论：
| 标准 | 压缩率（1080p） | 压缩率（720p） |
|---|---|---|
| H264 | 1×（基准） | 1×（基准） |
| H265 | 25.86%提升 | 50% 提升 |
| AV1 | 39.18%提升 | 80% 提升 |
| H266 | 56.64%提升 | 75.58% 提升 |
- H265 相较于 H264，BD-rate 平均可以提升 25.86% ～ 50%；
- AV1 相较于 H264，BD-rate 平均可以提升39.18% ～ 80%；
- H266 相较于 H264，BD-rate 平均可以提升 56.64% ～ 75.58%；
- 可以发现，在低分辨率简单场景视频下，AV1 的 RD 能力还比 H266 略微强点；
- libaom 中的 rt 模式下编码速度会更好，但 RD 能力不如 good 模式；
- 所得到的结论是粗略的，没有完全对齐所有编码参数，仅作参考。