视频转码后有色差要如何处理呢？丨有问有答

遇到了视频转码后有色差，这种一般如何处理呢？

1、色差是如何产生的？

1）有损压缩产生的质量损失。

• 解决方法为尽可能的提高码率。
• 可以使用 FFmpeg 指令查看原码率与输出码率对比，如果使用硬件编码码率要高于原码率一些，因为原文件可能使用了更高级的编码方式（软件编码）或编码参数（HEVC）。

2）颜色空间转换产生的损失。

• 解决方法为尽量避免颜色空间的转换，如果必须转换需要找到正确的颜色转换矩阵。
• 可以使用 FFmpeg 指令对比色差文件与原文件 color_range、color_space。

$ ffprobe -show_streams -i test.mp4

2、如何做颜色空间转换？

颜色空间转换每个模块都会有所涉及，播放器、转码、获取缩略图等，但按照底层模块划分如下：

1）解码模块：需要获取出正确的 ColorSpace、ColorRange，然后传递给后面的模块。

• iOS 模块直接存在于 CVPixelBuffer，ColorSpace 为 CVImageBufferYCbCrMatrix，ColorRange 在 iOS15 后包含了 FullRange 参数，之前需要根据 CVPixelBufferGetPixelFormatType(buffer) == kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarFullRange 判断。
• Android 模块需要根据解码后 MediaFormat 获取，ColorSpace 为 KEY_COLOR_STANDARD，ColorRange 为 KEY_COLOR_RANGE。
• FFmpeg 模块需要根据解码后数据 AVFrame 获取，ColorSpace 为 colorspace，ColorRange 为 color_range。

2）编码模块：根据外层输入的 ColorSpace、ColorRange，设置给编码器即可。

• iOS VideoToolBox 编码设置与解码相对应 kVTCompressionPropertyKey_YCbCrMatrix。
• Android 编码设置与解码相对应 KEY_COLOR_STANDARD、KEY_COLOR_RANGE。
• FFmpeg X264 编码设置 x264_param_t 内 vui.b_fullrange、vui.i_colmatrix。

3）YUV 数据转换 RGBA 纹理模块。

• 数据转纹理主要涉及 GL 矩阵操作，根据解码后的 ColorSpace 与 ColorRange 生成合适的矩阵。
• GPUImage 矩阵生成，参考：GPUImage^[1]。
• libyuv 矩阵生成（搜索 『bt.』），参考：libyuv^[2]。

4）RGBA 纹理转换 YUV 数据模块。

• 纹理转数据与数据转纹理相反的流程，但具体转换为哪种 ColorSpace 与 ColorRange 都可以的。
• 参考 RGBA 转 YUV 即可：RGB2YUV^[3]。

5）RGB 数据与 YUV 数据转换模块。

• 通常数据间转换使用 libyuv，例如 I420 转换 RGBA，方法为 I420ToARGBMatrix，参数支持设置矩阵 YuvConstants。

3、其他建议

1）尽量减少自定义处理颜色空间转换。

Android 平台尽量使用 Surface 解码与编码，好处就是不需要手动处理。

2）ByteBuffer 编码必须设置 ColorSpace、ColorRange。

如果不设置底层不清楚输入进来的数据颜色格式，只能根据默认值随意发挥了。

3）ColorSpace、ColorRange 默认值。

• 本地文件 ColorSpace 为空，则直接默认为 601 即可。
• 本地文件 ColorRange 为空，则直接默认为非 FullRange。

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参考资料