一、概述
在视频编码中，码率控制是决定输出视频质量和文件大小的核心环节。不同的场景对码率和视频质量有不同的要求。所以非常有必要了解一下编码器是如何控制码率。
以便应对不同的应用场景。
二、码率控制模式说明
平均比特率 (ABR, Average Bitrate)
原理：编码器在整个视频中维持平均码率，但允许帧间波动（复杂场景高码率，简单场景低码率）。
作用：平衡画质与文件大小，适合带宽稳定的场景。
第一种方式：
AVCodecContext *c;
int br = 400000; //400kb
c->bit_rate = br;
第二种方式：
// FFmpeg示例（H.264）
av_opt_set(c->priv_data, "b:v", "2000k", 0); // 平均2Mbps
av_opt_set(c->priv_data, "maxrate", "3000k", 0); // 峰值3Mbps
av_opt_set(c->priv_data, "bufsize", "4000k", 0); // 缓冲区大小
应用场景：流媒体、本地存储。
恒定质量 (CQP, Constant Quantization Parameter)
原理：固定量化参数（QP），复杂场景自动分配更多比特，简单场景更少。
作用：保证视觉一致性，但文件大小波动大。
// FFmpeg示例（H.264）
av_opt_set(c->priv_data, "qp", "23", 0); // QP范围：0（无损）-51（最差）
应用场景：直播（如 Twitch）、网络带宽有限且波动小的场景。
恒定速率因子 (CRF, Constant Rate Factor)
原理：动态调整码率以维持目标画质，结合了 CQP 和 ABR 的优点。
作用：在文件大小和画质间取得最优平衡，推荐优先使用。
// FFmpeg示例（H.264）
av_opt_set(c->priv_data, "crf", "23", 0); // 默认值，范围18-28
// H.265（HEVC）推荐+2：
av_opt_set(c->priv_data, "crf", "25", 0);
应用场景：离线转码（如压制电影）、存储容量有限的场景。
约束编码 (VBV, Video Buffering Verifier)
原理：限制瞬时码率，确保解码器缓冲区不会溢出（通过maxrate和bufsize）。
作用：防止播放器卡顿，适合网络传输。
// FFmpeg示例（H.264）
av_opt_set(c->priv_data, "maxrate", "4000k", 0); // 最大4Mbps
av_opt_set(c->priv_data, "bufsize", "8000k", 0); // 2秒缓冲区
应用场景：流媒体（需适应不同带宽）、蓝光 / DVD 制作。
GOP详解
定义：GOP（Group of Pictures）是一组连续的视频帧，以 I 帧开始，包含 P 帧和 B 帧。
gop_size越大视频质量越高，反之视频质量越差。
参数：
gop_size：GOP 的长度（帧数）。
keyint_min：最小 I 帧间隔（避免场景切换时延迟插入 I 帧）。
bframes：两个参考帧之间的 B 帧数（影响编码延迟）。
作用：
随机访问：I 帧是解码起点，小 GOP（如 30）支持快速跳转。
压缩效率：大 GOP（如 120）允许更多 B/P 帧，提高压缩比。
// FFmpeg示例（H.264）
av_opt_set(c->priv_data, "gop_size", "120", 0); // 每120帧一个I帧
av_opt_set(c->priv_data, "keyint_min", "30", 0); // 场景切换时至少30帧
av_opt_set(c->priv_data, "bframes", "3", 0); // 两个参考帧间插入3个B帧
场景选择建议
场景推荐模式参数配置
直播（低延迟）
CBR + VBV
b:v=目标码率, maxrate=峰值, bufsize=小
流媒体（适应性）
ABR + VBV
b:v=平均码率, maxrate=2×平均, bufsize=大
离线存储（画质优先）
CRF
crf=18-20, preset=slow
实时监控（保留细节）
CQP
qp=20-25
蓝光 / DVD 制作
CRF + VBV
crf=18, maxrate=无, bufsize=大
性能对比
模式画质稳定性文件大小编码速度延迟带宽要求
CQP
高
波动大
快
低
不稳定
CBR
低
稳定
快
低
恒定
ABR
中
较稳定
中
中
波动小
CRF
高
较稳定
慢
中
波动中