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 Betreff des Beitrags: Xvid Secure HQ - optimierter adaptiver Quality/Quantizer Mod
BeitragVerfasst: Donnerstag 29. November 2007, 12:44 
Brennmeisteranwärter
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Hier die Xvid Secure HQ Settings zum einfachen Import in VirtualDub(Mod/MPEG2):
post230587.html#p230587


Vorbemerkung:
Die begriffliche Verwendung in der nun folgenden Abhandlung von ganzzahligen Q-Werten (z.B. Q3 oder Q2) ist eine theoretische Vereinfachung.
Praktisch wird davon abgewichen.
Konkret: wenn u.a. von max Q3 gesprochen wird (auch bezogen auf Enkoder Settings), können sich praktisch durch die innere Logik des Enkoders etwas höhere Quantizer ergeben (B-Frames z.B.).


Der übliche 2 Pass Modus ist ja schön und gut (sprich bewert), aber nicht unbedingt zielführend um ein bestimmtes (hohes) Qualitäts-Niveau punktgenau zu erreichen.
Und anders als bei MPEG2 wirken sich nach meiner Erfahrung insbesondere bei Xvid schon kleinere Abweichungen in der Quantizer-Relation oftmals stark auf die subjektive Qualität aus.

Mein Ansatz besteht also darin ein möglichst hohes Maß an (voraussagbarer !) Qualität zu erzielen.
Die verwendeten Auflösungen liegen grundsätzlich im Bereich 720 mal X (also z.B. 720x404 für echtes 16:9, etc.).
Die resultierende Dateigröße ist dabei eher nebensächlich.
Es soll lediglich aus Kompatibilitätsgründen die 1 GB Grenze für das Video im Normalfall nicht überschritten werden.

Traditionell bieten sich da die 1-Pass Quality Based (DivX Terminilogie) aka Fest-Quantizer Modi an.
Nun ist es jedoch so, dass bei Xvid ein gewählter Quantizer nur die Basis
bildet und durch die voreingestellten B-VOPs faktisch auch größere Quantizer zumindest in den B-Frames zum Einsatz kommen.
Es ergibt sich bei Xvid daher folgende Problematik:
Im Prinzip kann man mit Q3 schon für den Großteil von Szenen eine optisch sehr gute Qualität erzielen.
Es gibt jedoch eindeutig starke Qualitäts-Einbrüche in sehr dunklen und ruhigen Szenen, da diesen faktisch zu wenig Bitrate zugewiesen wird und es dementsprechend zu starken Artefakten durch die hohen Quantizer insbesondere der B-Frames führt.
Für solche dunklen Szenen bringt Q2 eine optisch wesentlich bessere Qualität.
Q2 ist jedoch für viele andere normale Szenen (hell und/oder bewegt) nicht notwendig, sprich es würde übermäßig und ohne Notwendigkeit
Bitrate verschenkt und das Video-File insgesamt zu groß werden (in Richtung 1 GB - mal drunter, mal drüber).
Hier trumpft im Normal-Fall der 2-Pass Modus auf.

Optimal (nach meiner Auffassung) wäre ein adaptiver Low-Motion-Q2 / High-Motion-Q3 Modus.
Insbesondere für 16:9 Fernseh-Film-Produktionen aus dem DVB-S Bereich die eben verstärkt auch relativ dunkle und ruhige Szenen beinhalten.
So etwas funktioniert z.B. sehr gut und einfach mit dem alten DivX Pro 5.02 Enkoder.
Bloß ist der Enkoder natürlich nach heutigen Maßstäben nicht mehr effizient genug (zu Schweigen von den instabil pulsierenden Flächendarstellungen).
In höheren 5er Versionen konnte man keinen Einfluß mehr auf max und min Quantizer nehmen.

Nach einigem Herumprobieren mit den verschiedenen Xvid Settings wie so etwas am besten zu realisieren sei (u.a. Veränderung der B-VOP Setings bzw. deren Deaktivierung - führt leider nur zu sehr viel höheren Bitraten) bin ich zu einer sehr simplen Lösung gekommen:

Man benutzt Xvid mit den unrestricted Standard (voreingestellten) Einstellungen im 1-Pass Bitrate Modus (und eben nicht Quantizer Modus ! Das ist der Clou.) mit folgenden Abweichungen:
Grundsätzlich werden auf der max/min Quantizer Einstellungs-Seite
alle (I, P, B Bereich) max Quantizer von 31 auf 3 herabgesetzt.
Um in dunklen Bereichen eine Q2 Charaktersitik zu erzielen hat sich in meiner Praxis eine Bitrate im Bereich 1000 bis 1200 kbps herausgemendelt.
Ich verwende nach Möglichkeit 1200 kbps was praktisch zu noch geringerer Quantisierung als Q2 in extrem dunklen/ruhigen Szenen führt.
Das effizienteste Verhältnis von Filegröße (möglichst klein) zur erzielbaren optischen Qualität (möglichst hochwertig) liegt dagegen eher bei 1000 kbps.
Der normale 1-Pass Modus hat ja die grundlegende Schwäche, dass er bei einer Bitrate von 1000 zwar die dunklen/ruhigen Szenen sehr gut konserviert, jedoch in hellen Szenen mit viel Bewegung zu starken Quantisierungen (und eben Artefakten) führt, weil ja nur so die Ziel-Bitrate von 1000 einzuhalten ist.
Wie schon weiter oben geschrieben, würde man normalerweise deshalb einen 2-Pass Modus verwenden, der im zweiten Durchgang einen möglichst intelligenten Ausgleich zwischen den ruhigen/dunklen Szenen und den hellen/bewegungsreichen herstellt.

Durch die Begrenzung der maximalen Quantizer auf Faktor 3 bauen wir in den normalen (dummen) 1-Pass sozusagen ein qualitatives Sicherheitsventil ein.
Dunkle/ruhige Szenen wird bis zu einer gewissen (geringen) Komplexität Q2 zugewiesen.
Komplexere Szenen (heller und mit etwas Bewegung) erhalten Q2 solannge sie mit 1000 kbps auskommen.
Szenen die mehr Bitrate als 1000 kbps bräuchten um Q2 zu verwenden, werden stärker in Richtung Q3 quantisiert um möglichst die Bitrate von 1000 zu halten.
Sehr hellen Szenen mit sehr starker Bewegung wird maximal Q3 zugewiesen und bei diesen die Bitrate mehr oder minder frei nach oben angepasst um Q3 zu halten (was zum Glück nur in wenigen Szenen notwendig ist).

Von der erzielbaren Charakteristik ist das faktisch ein adaptiver Low-Motion-Q2 / High-Motion-Q3 Modus.
Dieser ist wesentlich effizienter und intelligenter als ein normaler 1-Pass (sowieso) aber eben auch als die normalen Fest-Quantizer (Quality Based) Modi.

Um eine genaue Zielgröße zu treffen ist ein 2-Pass Modus sicherlich besser.
Um einen qualitativen (selbst gewählten) Qualitäts-Standard zu erzielen,
ist dieser adaptive 1-Pass Ansatz jedoch besser geeignet und ist vorallem
wesentlich effizienter (bezogen auf das Verhältnis File-Größe/optische Qualität) als ein fester Q-Modus.

Deswegen habe ich in der Überschrift von "Xvid Secure HQ" gesprochen.
In der Praxis ergibt sich gemittelt folgendes Bild bei Vergleichen
(über den Daumen aus der Erinnerung gepeilt):

100 Minuten 16:9 Film:

Fest-Q3 Filegröße (Video) bei ca. 600-700 MB

Fest-Q2 Filegröße (Video) bei ca. 900-1100 MB

Low-Motion-Q2 / High-Motion-Q3 Filegröße (Video) bei ca. 750-900 MB


Entscheidend ist dabei, dass der adaptive Q2/Q3-Modus in der optischen
Qualität nahezu nicht vom reinen Q2 zu unterscheiden ist.
Hingegen liefert der reine Q3 Modus zu viele und offensichtliche Verblockungen in dunklen/ruhigen Szenen.


Nochmal zu den Settings vereinfacht zusammengefasst:

Xvid unrestricted (wie installiert, also auch inklusive B-VOPs etc.)
1-Pass Modus

Bekannte Änderung:
Für PAL das maximale Key-Frame Intervall von 300 auf 250 (=10 Sekunden !) umstellen

Alle drei (I, P, B) maximalen Quantizer Werte von 31 auf 3 herabsetzen
und alle minimalen Quantizer Werte von 1 auf 2 erhöhen
(so ergibt sich sich die adaptive q2q3 Charakteristik)

Bitrate im 1-Pass
1200 kbps
(damit wird die Qualität im mittleren Bitraten Bereich ausbalanciert effektiv ergeben sich am Ende andere mittlere Bitraten - abhängig von der Komplexität des Quellmaterials !)

Das ist der ganze Zauber.
Minimaler Aufwand.
Maximaler Effekt.

Vielleicht kann das irgendjemand gebrauchen oder zumindest mal testen ?



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BeitragVerfasst: Samstag 1. Dezember 2007, 15:15 
Brennmeisteranwärter
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Mir war da ein kleiner Fehler hinsichtlich der korrekten Xvid Version unterlaufen.
Ich meinte die (aktuelle ?) Version 1.1.3 und nich die alte 1.0.3 !
Sollte jedoch im Prinzip mit beiden funktionieren.

Ich hatte jetzt Gelegenheit das alles nochmal mit einem 42 Zoll Panasonic Viera Plasma Fernseher an dem ein Silver Crest Player per RGB (!) angeschlossen ist, zu testen (Vergleich zu Q3 bzw. Q2).

Fazit:
Da treten die Schwächen vom reinen Q3 in dunklen/ruhigen Szenen noch deutlicher zutage.
Hingegen holt der adaptive Q2/Q3 wirklich das Maximum an Qualität raus
(besser als ich hochskaliert erwartet hatte).
Ganz an anamorphes MPEG2 mit hoher Bitrate (ZDF/3sat Transponder) kommt das natürlich nicht ran.
Man hat aber immer noch ein besseres Bild als z.B. derzeit auf ProSieben etc.
(bezieht sich auf DVB-S):
bessere Schärfe und weniger Artefakte.

Am Rande:
Ich kann wirklich allen nur empfehlen ihren HD Fernseher per RGB zu versorgen (DVB-S Receiver).
Nur so gelingt das Hochskalieren von SD Signalen hochwertig.
Alles außer RGB ist dagegen Sch...
Und dann sieht es eben eher so grottig wie in den Ausstellungen von MM etc. aus.

Und (ihr habt mich nicht gefragt, ich sage es aber trotzdem):
Von LCD würde ich grundsätzlich die Finger von lassen.
Für ein Wohnzimmer (mehrere Zuseher) bietet Plasma grundsätzlich eine bessere Qualität.

Out of the Box ist die Qualität aber bei allen derzeitigen Geräten nicht wirklich gut.
Man sollte sich schon einige Zeit nehmen die diversen Einstellungen auszuloten und auf die eigenen Bedürfnisse abzustimmen.
Insbesondere der Grad der diversen Filterfunktionen wirkt sich dramatisch auf die Qualität aus.
Auch sollte man häufiger insbesondere die Farbsättigung umstellen (z.B. ein Fußball-Rasen ist schon viel früher satt als ein blasser TV-Krimi).



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BeitragVerfasst: Samstag 1. Dezember 2007, 16:11 
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Vielen Dank, werde ich gleich einmal ausprobieren!


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BeitragVerfasst: Freitag 4. Januar 2008, 01:26 
Brennmeisteranwärter
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So, habe mir unterm Tannenbaum noch was überlegt.
Quantizer 1 ist praktisch wirklich eher sinnlos.
Auf alle Fälle mit der voreingestellten B-VOP Relation.
Man hat ganz tolle (superscharfe) I-Frames in sehr ruhigen Szenen auf die jedoch wesentlich weichere B-Frames folgen.
So dass man im Prinzip auf Quantizer 1 I-Frames verzichten kann, weil man beim Betrachten keine Unterschied zu Quantizer 2 I-Frames im laufenden Film sieht.
Quantizer 1 kostet einfach nur sehr viel Bitrate.
Konkret: die Bitrate geht nicht effektiv runter, weil wir als "Ziel" 1000 - 1200 kbps eingestellt haben.

Deshalb folgende Änderungen (Optimierungen):

Alle Minimum Quantizer werden von 1 auf 2 raufgesetzt.
Um dann trotzdem eine sehr hohe Qualität in ruhigen/dunklen Szenen zu bekommen, müssen dann aber gleichzeitig die B-VOP Settings wie folgt geändert werden:
Quantizer Ratio wird von 1.50 auf 1.83 erhöht und Quantizer Offset von 1.00 auf 0.00 herabgesetzt.


Rein rechnerisch:

vorher:
Q1 x 1,50 + 1 = Q2,5
Q2 x 1,50 + 1 = Q4 !
Q3 x 1,50 + 1 = Q5,5

jetzt:
Q1 (entfällt ja wegen is nich mehr, siehe oben)
Q2 x 1,83 + 0 = Q3,66 !
Q3 x 1,83 + 0 = Q5,49

Die Folgen:
Die Qualität ist in weiten Bereichen (Q3,66 statt vorher Q4) eher besser.
In einigen wenigen Überblendungen von reinem Schwarz zu einer farbigen Fläche
(z.B. am Anfang oder Ende des Films) kann es gegenüber dem alten Setting zu einigen geringfügigen Klötzelchen kommen (durch den Verzicht auf Q1 als Basis).
Dafür wird aber nicht mehr an anderen Stellen unsinnig Bitrate für Quantizer 1 verschwendet -> 10 bis 15 Prozent effizienter hinsichtlich einer geringeren Datei Größe für das Video und das bei einer gleichwertigen (überwiegend eher minimal besseren durch Q2 -> Q3,66) Bildqualität insgesamt betrachtet.


Hier nochmal zusammengefasst die neuen von mir empfohlenen Settings:

Xvid unrestricted (wie installiert, also auch inklusive B-VOPs etc.)
1-Pass Modus

Bekannte Änderung:
Für PAL das maximale Key-Frame Intervall von 300 auf 250 (=10 Sekunden !) umstellen

Alle drei (I, P, B) maximalen Quantizer Werte von 31 auf 3 herabsetzen
und alle minimalen Quantizer Werte von 1 auf 2 erhöhen
(so ergibt sich sich die adaptive q2q3 Charakteristik)

Bitrate im 1-Pass
1200 kbps
(damit wird die Qualität im mittleren Bitraten Bereich ausbalanciert -> effektiv ergeben sich am Ende andere mittlere Bitraten - abhängig von der Komplexität des Quellmaterials !)

Quantizer Ratio von 1.50 auf 1.83 erhöhen
Quantizer Offset von 1.00 auf 0.00 absenken


!!! Bitte nicht auf die Idee kommen diese Settings auf einen 2-Pass zu übertragen, weil das zu völligem Schrott führt.
Dafür ist es nicht gedacht.
Es funktioniert nur als adaptiver 1-Pass !!!

Wer selbst mal mit anderen Quantizer Ratios und Offsets rumprobieren will, dem wünsch ich viel Spaß.
Setzt man z.B. die Q-Ratio wieder niedriger an (und behält jedoch Q-Offset 0 bei) dann sollte man gleichzeitig die Bitrate wesentlich erhöhen,
sonst klötzelt es mitunter ungewollt vor sich hin.

Bitrate, Quantizer Ratio, Quantizer Offset und Min und Max Quantizer müssen aufeinander ausbalanciert werden.



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 Betreff des Beitrags: Re: Xvid Secure HQ - optimierter adaptiver Quality/Quantizer Mod
BeitragVerfasst: Mittwoch 14. Januar 2009, 19:53 
Brennmeisteranwärter
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Registriert: Dienstag 11. April 2006, 00:42
Beiträge: 815
Zur Vereinfachung habe ich hier mal Processing Settings für VirtualDub(Mod/MPEG2) und zwei .png angehängt.
Diese .vcf enthalten nur die Einstellungen für den Xvid Enkoder.

Einfach in VirtualDub(Mod/MPEG2) über -> File -> load processing settings
importieren und dann habt ihr die Einstellungen für Xvid ohne extra Handarbeit.

Da alle anderen Tools (meGUI etc.) sowieso auf 2-Pass bestehen, kann man da auch nichts mit dem Mod anfangen.
Von daher ist die Beschränkung auf VirtualDub(Mod/MPEG2) logisch.

Unser Ziel ist hier ja auch nicht eine bestimmte File Größe genau zu treffen, sondern ein effizienter High Quality Modus, welcher intelligent eben adaptiv was Quantizer und Bitrate betrifft sich automatisch den unterschiedlichen Anforderungen anpasst.

Man hat dadurch einen sicheren Qualitäts-Standard.
Im Prinzip optisch einen Q2 jedoch mit wesentlich kleineren Files.


Dateianhänge:
Dateikommentar: Xvid q2q3 Mod Encoder Settings
xvid Secure HQ Quantizer Adaptive q2q3 Mod.zip [19.83 KiB]
367-mal heruntergeladen

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 Betreff des Beitrags: Re: Xvid Secure HQ - optimierter adaptiver Quality/Quantizer
BeitragVerfasst: Mittwoch 14. Januar 2009, 20:37 
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Schnullerbacke hat geschrieben:
Zur Vereinfachung habe ich hier mal Processing Settings für VirtualDub(Mod/MPEG2) und zwei .png angehängt.
Diese .vcf enthalten nur die Einstellungen für den Xvid Enkoder.

Einfach in VirtualDub(Mod/MPEG2) über -> File -> load processing settings
importieren und dann habt ihr die Einstellungen für Xvid ohne extra Handarbeit.


SUPER!!! Recht Herzlichen Dank!!!

für die schnelle Umsetzung meiner Anfrage per PN :aok:



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