视频编码器质量评价---你需要知道的一切

首先，对于单个的视频编码器，它将一个原始的YUV输入序列，经过有损压缩编码之后，变成视频码流，当我们将得到的码流再次解码为YUV序列的时候，由于视频编码环节中的变换量化环节，使得原YUV中的一些信息丢失了，那么如何衡量这些丢失数据对原始输入造成的损害，就成为评价一个编码器，编码质量的重要客观指标，而这个客观指标就是PSNR。

对于原始YUV与压缩后YUV的每一帧求取PSNR值，对整个序列求PSNR的算术平均值便可以，得到这个重要指标。

计算公式连接https://blog.youkuaiyun.com/XX_bai/article/details/89713343

当然一位的追求编码质量，有可能会使的编码速度非常之慢，如何衡量某个编码过程的编码效率，我们使用bitrate这一指标来衡量，对于原始的yuv序列，其拥有fps值，即正常情况下，每秒钟播放序列的帧数。在经过编码压缩后，我们依然要按照，这样的帧数来播放视频序列，由于现在视频被压缩为了码流，因此我们使用，每秒钟码流中的比特数衡量其编码效率。

其计算过程如下，将编码后码流的总比特数（注意单位是比特）除以编码后的总帧数，算出编码后每帧的比特数，然后用其乘以原视频序列的fps，就可以得到bitrate， 单位可以为kbit/s.

通常情况下，当我们改变编码器的量化参数QP的数值，PSNR与bitrate都会发生变化，因为这个参数与视频失真有着非常重要的关系，当我们对比两个不同的编码器，编码能力的时候，我们一般会取，四个不一样的qp数值，并测得他们各自的psnr ，与bitrate数值，这样，我们以bitrate为横坐标，以PSNR为纵坐标，可以画得两条曲线，以此来表征这两个编码器的编码能力。

现在我们知道了两个重要的衡量编码的指标，psnr，bitrate，一个表示编码质量，一个表示编码效率。然而鱼和熊掌不可兼得，一般编码质量越好，编码效率越低。编码效率越高，编码质量越差。

在比较两个编码器的编码能力时，我们使用两个曲线来表征他们的能力，可是大多数时候，这两条曲线很有可能是，交织在一起的，很难说哪个好，且有的编码器效率高，有的编码器质量好。如何综合起来衡量一个编码器的能力好坏呢？并进行比较呢？我们引入了新的评价指标，BDPSNR，BDBR。

量化曲线。很简单，定积分除以积分区间，得到曲线的均值。两个曲线的均值相减，量化出两个曲线的差距，也可以说是间隔。具体的公式省略了。

但要算积分，首先要得到曲线的表达式。而要得到一个稳定的，不会出现什么乱七八糟的参数的表达式。需要对坐标系进行一些调整。这里直接给出调整后的坐标系，具体怎么调整的可以参考文档VCEG-M33。

调整后的坐标系为10∗lg(bitrate)/PSNR

10∗lg(bitrate)/PSNR表示x/y

x/y轴。该坐标系下，表达式可以确定为一个三阶的多项式。

y=a+b∗x+c∗x2+d∗x3

y=a+b∗x+c∗x2+d∗x3

该表达式有四个参数，需要四组xy值，就可以确定这四个参数。因此需要取四个QP值得到四组PSNR/bitrate，确定多项式。

当前有两条曲线，线上分别有四个点，取所有点中的最大最小x值，作为积分区间，计算曲线均值，相减得到BDPSNR，单位为dB。

将x/y轴的对应关系互换，也就是PSNR/10∗lg(bitrate)PSNR/10∗lg(bitrate)表示x/yx/y轴，过程相同，相减得到BDBR，单位为%百分号。因为log(a)−log(b)log(a)−log(b)得到的是log(ab)log(ba​)，两个值相除，而不再是减。