QP原理讲解

一．什么是QP调节

        QP参数调节，指的是量化参数调节。它主要是来调节图像的细节，最终达到调节画面质量的作用。QP值和比特率成反比，QP值越小，码率越高，画面质量越好；反之QP值越大，码率越低，画面质量越低，而且随着视频源复杂度，这种反比的关系会更加明显。但是要注意的是，在设置QP值的时候会容易造成码率的波动，有时候画面质量提升了会导致码率大幅度提升，所以在提升画面质量的时候也需要考虑码率的情况。在编码中，亮度的QP最大值是51、色度的QP最大值是39，在真正开发中调节亮度的QP值为主。

        QP与码率成反比示意图：

二．QP调节的基本概念

        QP调节一般由QStep（调节的是整体画面）、MinQp、MaxQp（细节有这两个参数进行调节）这三个参数进行调节。下面我们来看看，这三个参数的作用。

2.1、Q_Step

        QStep指的是量化步长，QStep随着QP的增加而增加。每当QP值增加6，QStep增加一倍。在一般的编码器，H264/H265采用的是标量量化技术，用数学表达式就是：FQ = round(y/QStep)(FQ是量化的值、y是输入样本点编码、QStep是量化步长、round是取整函数)。QP值越小，整体画面越精细，否则越粗糙；QP的取值范围是[0,51]，当值为0的时候表示画面最精细，当值为51的时候画面最粗糙。

        如图取样点有10个取样点，通过调节量化步长，来根据公式计算出的FQ的值，Fq（量化程度参数，）的值越大相当于质量越高（调节效果越明显），所以Q_STEP越小质量越高；而Q_step和QP属于线性关系，QP值越小，画面质量越高。

2.2. minqp最小量化步长

        设置最小量化器，限制最好的图像质量(重点在静止画面)，当QP达到这个值的时候，数值不会变。这就会使得在静止场景下，码率到达一定数量后不会进行调整。minqp越小，静止时候码率越大，质量越好，minQp取值范围是[0,48]。下面就是利用minQp做静止画面调节的细节，minqp越大，静止画面的质量越低。

2.3. maxqp最大量化步长

        设置最大量化器，最大QP值，限制最差的画面(重点在运动的时候)，maxQp越小，运动时候码率就越大，质量相对越好。同样道理，当运动情况下到达一定码率后就不会调整，取值范围是[8,51]。下面就是利用maxQp做运动画面调节的细节。

三、QP参数讲解

1、RV1126的QP调节参数结构体

上面就是QP调节的结构体VENC_RC_PARAM_S，这个结构体有一个公用的参数就是s32FirstFrameStartQp(初始化QP值)、还有Union联合体里面的三个通道参数的结构体，分别是stParamH264(H264的QP调节参数)、stParamH265(H265的QP调节参数)、stParamMjpeg(mjpeg的QP调节参数)，这三个结构体分别对应不同的编码格式的QP调节参数。s32FirstFrameStartQp值一般填-1，-1代表的是第一帧的起始QP由编码器内部进行计算。若是其他值，则由用户指定该合法值为第一帧起始QP。注意：当VENC没有进行QP量化参数调节的时候，所有参数都是默认最差值，比如：maxQp默认值是51、minQp默认值是48、maxIQp默认值是51、minIQp默认值是48。

1.1.H264的QP参数结构体的讲解(VENC_PARAM_H264_S)：

MAXQP是调节运动的，MINQP是调节静止的；

上面是H264的QP调节参数

        H264的码流结构，I帧是一个完整的画面，P帧需要参考前一帧的画面；每一个帧都可以进行QP量化调节，以下的三个API都是对p或者I进行QP调节

1.1.1​​​​​​​. u32StepQp：QP的Step步长的整数，QStep的值越小，画面整体质量越好，相反值越大画面总体质量越粗糙。注意：这里的值填整数，所以QStep的值最小是1，最大值是224

​​​​​​​1.1.2. u32MaxQp：主要是调节P帧、B帧的最大QP值(最主要还是P帧)，取值范围是[8,51]。当u32MaxQp等于8的时候，P帧在运动画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MaxQp等于51的时候P帧在运动调节的时候效果最差，但是码率最节省。

​​​​​​​1.1.3.u32MinQp：主要是调节P帧、B帧的最小QP值(最主要还是P帧)，取值范围是[0,48]。当u32MinQp等于0的时候，P帧在静止画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MinQp等于48的时候P帧在静止画面调节的时候效果最差，但是码率最节省。

1.1.4.​​​​​​​u32MaxIQp：主要是调节I帧的最大QP值，取值范围是[8,51]。当u32MaxIQp等于8的时候，I帧在运动画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MaxIQp等于51的时候P帧在运动调节的时候效果最差，但是码率最节省。

1.1.5​​​​​​​u32MinIQp：主要是调节I帧的最小QP值(最主要还是P帧)，取值范围是[0,48]。当u32MinIQp等于0的时候，I帧在静止画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MinIQp等于48的时候I帧在静止画面调节的时候效果最差，但是码率最节省。

1.2.​​​​​​​H265的QP参数结构体的讲解(VENC_PARAM_H265_S)：

1.2.1​​​​​​​.u32StepQp：QP的Step步长，QStep的值越小，画面整体质量越好，相反值越大画面总体质量越粗糙。注意：这里的值填整数，所以QStep的值最小是1，最大值是224

1.2.2.​​​​​​​u32MaxQp：主要是调节P帧、B帧的最大QP值(最主要还是P帧)，取值范围是[8,51]。当u32MaxQp等于8的时候，P帧在运动画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MaxQp等于51的时候P帧在运动调节的时候效果最差，但是码率最节省。

​​​​​​​1.2.3.u32MinQp：主要是调节P帧、B帧的最小QP值(最主要还是P帧)，取值范围是[0,48]。当u32MinQp等于0的时候，P帧在静止画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MinQp等于48的时候P帧在静止画面调节的时候效果最差，但是码率最节省。

1.2.4 u32MaxIQp：主要是调节I帧的最大QP值，取值范围是[8,51]。当u32MaxIQp等于8的时候，I帧在运动画面的时候画面调节最好，但是码率最高；相反当u32MaxIQp等于51的时候P帧在运动调节的时候效果最差，但是码率最节省。

1.3​​​​​​​MJPEG的QP参数结构体的讲解(VENC_PARAM_MJPEG_S)：

四、RV1126的QP调节参数的API

第一个参数：VENC_CHN是编码通道号

第二个参数：VENC_RC_PARAM_S的结构体指针