前言

使用ffmpeg对视频进行压缩，如果都用肉眼去分辨是否合适，会比较主观，同时也会消耗大量时间。我们需要建立一种比较简便易行的视频质量比对方法。
调整参数->压缩视频->质量比对->调整参数，我们建立这么一个自动化压缩参数调优的流程，以争取达到质量与尺寸之间的平衡。

压缩参数

从上一篇文章我们知道，针对视频调优参数比较常用的有下面几个：

码率：可以限定码率方式-b:v，进一步可以配合2-pass全局调优；也可以采用固定码率比-crf。
分辨率：-s参数针对视频分辨率进行压缩。我们知道用户侧屏幕分辨率是千差万别的，低端机，高端机，平板电脑，宽屏的，折叠的；不同分辨率去适配不同屏幕播放需要，提升用户体验。-s需要指定长x宽，可以使用滤镜系统进行动态适配，-vf scale=720:-2，表示宽度720，高度等比拉伸。
帧率：-r参数视频每秒图像数量，一般情况下fps越高，视频尺寸会大；因为编码算法只会针对前后帧差异部分进行编码，以期望达到更高的压缩率。
编码器：-c:v选择h264/h265，h265一般情况下比h264在体积上优化30%左右的空间；-profile:v参数中，h264（main）比h264（high）来说，体积上又会大上10%左右。这里涉及2个概念，选用适当编码格式，针对该编码格式进行编码参数调优。
更多参数调优可以参考ffmpeg官方doc。

参考一下YouTube和netflix相关的优化参数。我们大概设定以下若干情况组合自动检测优化。

采用ffmpeg自带的psnr、ssim，再加上奈飞的vmaf质量评价体系作为打分依据。

psnr评估的是原视频帧与压缩视频帧之间像素值之间均方差，检测的是压缩后引入的噪声情况。用对数表示，单位db，40db+表示基本无损压缩；30sdb+表示压缩质量好；20db+表示压缩质量差；20db-压缩质量太差需要丢弃。这个评分受到分辨率，像素格式，帧率压缩影响较大。
ssim评估的是原视频帧与压缩视频帧之间像素值3个纬度之间的相似度情况，包括明亮度、对比度、结构相似程度。取值在0～1之间，0.99+表示基本无损压缩；0.95+表示压缩质量好；0.9～0.95之间表示压缩质量差；0.9-因为压缩后相似度太低需要丢弃。这个评分受到分辨率，像素格式，码率压缩影响较大。
vmaf是奈飞提出的质量评价体系。除了引入psnr和ssim两个评价分之外，还引入自由vif评价方法。取值在0～100之间，90+表示基本无损压缩；75+表示压缩质量好；50+表示压缩质量差；50-需要丢弃。

具体评分计算可以使用ffmpeg的vf进行。

计算psnr评分如下命令：
ffmpeg -i ref.mp4 -an -i dst.mp4 -an -lavfi "[0:v]scale=1080:-2:flags=bicubic,setpts=PTS-STARTPTS[reference];[1:v]scale=1080:-2:flags=bicubic,setpts=PTS-STARTPTS[distorted];[distorted][reference]psnr" -f null -

ref.mp4和dst.mp4分别是比较的两个视频。ref是原视频，dst是压缩后的视频。
-an参数表示只读取视频部分数据，不需要解析读取音频部分数据。
-lavfi就是执行后面的vf滤镜。具体写法参考ffmpeg的官网doc。
[0:v]表示引入输入-i参数的第一个视频，scale是第一个缩放滤镜，逗号表示当前多个滤镜序列，[reference]表示这次滤镜输出。分号表示另外一个滤镜的情况。
[distorted][reference]psnr表示psnr滤镜，[distorted][reference]这两个表示输入，没有输出。评分会打印在console上。
在整体评分计算过程，我们一般是针对压缩后视频进行参数对齐原视频。以保证原视频作为监督参考标准。所以dst.mp4压缩后视频会通过scale滤镜放大到1080p，使用bicubic算法进行填充。

在实际过程中，还可能遇到其他问题，譬如帧率不对齐，需要对齐原视频framerate=30；譬如tb没有对齐，需要设定settb=AVTB。一切以原视频参数为准，将压缩视频通过vf滤镜系统对齐原视频进行比较计算评分。

计算ssim评分如下命令：
ffmpeg -i ref.mp4 -an -i dst.mp4 -an -lavfi "[0:v]scale=1080:-2:flags=bicubic,framerate=30,settb=AVTB,setpts=PTS-STARTPTS[reference];[1:v]scale=1080:-2:flags=bicubic,framerate=30,settb=AVTB,setpts=PTS-STARTPTS[distorted];[distorted][reference]ssim" -f null -
计算vmaf评分如下命令：
ffmpeg -i ref.mp4 -an -i dst.mp4 -an -lavfi "[0:v]scale=1080:-2:flags=bicubic,framerate=30,settb=AVTB,setpts=PTS-STARTPTS[reference];[1:v]scale=1080:-2:flags=bicubic,framerate=30,settb=AVTB,setpts=PTS-STARTPTS[distorted];[distorted][reference]libvmaf=phone_model=1:n_threads=8:n_subsample=4" -f null -

具体vmaf的参数可以参考ffmpeg官网doc，可以下载奈飞指定的质量评价模型参数。也可以使用多线程，多彩样参数加快速度。