fix: Исправление ошибок конвертации dash

2025-12-01 12:33:18 +03:00
parent 3b54c059f0
commit 196b8b3b04
10 changed files with 1182 additions and 287 deletions
--- a/docs/VIDEO_QUALITY_TESTING.md
+++ b/docs/VIDEO_QUALITY_TESTING.md
@@ -0,0 +1,558 @@
+# Тестирование качества видео и сравнение кодеков
+
+Руководство по анализу качества видео, сравнению кодеков и измерению эффективности сжатия.
+
+## 📋 Содержание
+
+1. [Метрики качества](#метрики-качества)
+2. [Протестированные кодеки](#протестированные-кодеки)
+3. [Результаты тестирования](#результаты-тестирования)
+4. [Команды для тестирования](#команды-для-тестирования)
+5. [Интерпретация результатов](#интерпретация-результатов)
+6. [Рекомендации](#рекомендации)
+
+---
+
+## Метрики качества
+
+### PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio)
+
+**Что измеряет:** Отношение сигнал/шум в децибелах (dB). Показывает математическое отличие между оригиналом и сжатым видео.
+
+**Интерпретация:**
+- `> 45 dB` - Отличное качество (практически неразличимо)
+- `40-45 dB` - Очень хорошее качество
+- `35-40 dB` - Хорошее качество
+- `30-35 dB` - Приемлемое качество
+- `< 30 dB` - Плохое качество (видимые артефакты)
+
+**Формула расчета:**
+```
+PSNR = 10 × log₁₀(MAX²/MSE)
+```
+где MAX - максимальное значение пикселя (255 для 8-bit), MSE - средняя квадратичная ошибка.
+
+### SSIM (Structural Similarity Index)
+
+**Что измеряет:** Структурное сходство изображений. Более точно отражает восприятие человеческим глазом.
+
+**Интерпретация:**
+- `1.0` - Идентичные изображения (100%)
+- `> 0.99` - Отличное качество (99%+ схожести)
+- `0.95-0.99` - Хорошее качество
+- `0.90-0.95` - Приемлемое качество
+- `< 0.90` - Заметная потеря качества
+
+**Преимущества SSIM:**
+- Учитывает яркость, контраст и структуру
+- Лучше коррелирует с субъективной оценкой качества
+- Более устойчива к локальным искажениям
+
+---
+
+## Протестированные кодеки
+
+### 1. H.264 / AVC
+
+**Описание:** Широко распространенный кодек, поддерживается всеми устройствами.
+
+**Энкодеры:**
+- `libx264` - CPU энкодер (отличное качество/размер)
+- `h264_nvenc` - NVIDIA GPU энкодер (быстрее, но менее эффективен)
+
+**Параметры качества:**
+- CRF: 0-51 (меньше = лучше качество)
+- Рекомендуемый диапазон: 18-28
+- Пресеты: ultrafast, fast, medium, slow, slower, veryslow
+
+### 2. VP9
+
+**Описание:** Открытый кодек от Google, часть WebM. На 20-50% эффективнее H.264.
+
+**Энкодеры:**
+- `libvpx-vp9` - CPU энкодер
+- `vp9_vaapi` - аппаратное ускорение (Intel/AMD)
+
+**Параметры качества:**
+- CRF: 0-63 (меньше = лучше качество)
+- Рекомендуемый диапазон: 28-35
+- cpu-used: 0-5 (меньше = лучше качество, медленнее)
+
+### 3. AV1
+
+**Описание:** Современный кодек, следующее поколение после VP9. На 30-50% эффективнее H.264.
+
+**Энкодеры:**
+- `libsvtav1` - CPU энкодер (быстрый, хорошее качество)
+- `libaom-av1` - CPU энкодер (лучшее качество, очень медленный)
+- `av1_nvenc` - NVIDIA GPU энкодер (быстро, но менее эффективен)
+- `av1_amf` - AMD GPU энкодер
+- `av1_qsv` - Intel GPU энкодер
+
+**Параметры качества:**
+- CRF (libsvtav1): 0-63 (меньше = лучше качество)
+- CQ (av1_nvenc): 0-51 (меньше = лучше качество)
+- Рекомендуемый диапазон: 30-40
+
+---
+
+## Результаты тестирования
+
+### Тестовое видео
+
+**Параметры:**
+- Файл: `tenexia.mp4`
+- Разрешение: 1920×1080 (Full HD)
+- FPS: 25
+- Длительность: 135 секунд (2:15)
+- Оригинальный размер: 167 MB
+- Оригинальный кодек: H.264 (битрейт ~10 Mbps)
+
+### Сводная таблица результатов
+
+| Кодек | Энкодер | Параметр | Размер | PSNR | SSIM | Сжатие | Скорость |
+|-------|---------|----------|--------|------|------|--------|----------|
+| **Оригинал** | - | - | 167 MB | - | - | 1.0x | - |
+| **VP9** | libvpx-vp9 | CRF 32 | 13 MB | 47.42 dB | 0.9917 | 12.8x | ~5-10 мин |
+| **AV1** | libsvtav1 | CRF 35 | 9.5 MB | 48.01 dB | 0.9921 | 17.6x | ~10-15 мин |
+| **AV1** | av1_nvenc | CQ 32 | 20 MB | N/A | N/A | 8.3x | ~10 сек |
+| **AV1** | av1_nvenc | CQ 40 | 9.3 MB | 47.13 dB | 0.9914 | 18.0x | ~10 сек |
+| **AV1** | av1_nvenc | CQ 45 | 7.1 MB | 45.49 dB | 0.9899 | 23.5x | ~10 сек |
+| **H.264** | libx264 | CRF 28 | 9.7 MB | 44.85 dB | 0.9904 | 17.2x | ~3-5 мин |
+| **H.264** | h264_nvenc | CQ 28 | 20 MB | 47.88 dB | 0.9922 | 8.4x | ~10 сек |
+| **H.264** | h264_nvenc | CQ 32 | 12 MB | N/A | N/A | 14.0x | ~10 сек |
+| **H.264** | h264_nvenc | CQ 35 | 7.9 MB | 44.48 dB | 0.9891 | 21.1x | ~10 сек |
+
+### Победители по категориям
+
+🥇 **Лучшее качество:** AV1 CPU (CRF 35) - PSNR 48.01 dB, SSIM 0.9921
+
+🥇 **Лучшее сжатие при сохранении качества:** AV1 GPU (CQ 40) - 9.3 MB, PSNR 47.13 dB
+
+🥇 **Максимальное сжатие:** AV1 GPU (CQ 45) - 7.1 MB, PSNR 45.49 dB (всё ещё отличное)
+
+⚡ **Лучший баланс скорость/качество:** AV1 GPU (CQ 40) - быстро + малый размер + хорошее качество
+
+---
+
+## Команды для тестирования
+
+### 1. Анализ исходного видео
+
+#### Получить метаданные с помощью ffprobe
+
+```bash
+# Полная информация в JSON формате
+ffprobe -v error -show_format -show_streams -print_format json input.mp4
+
+# Краткая информация о видео
+ffprobe -v error -select_streams v:0 -show_entries stream=codec_name,width,height,r_frame_rate,bit_rate -of default=noprint_wrappers=1 input.mp4
+
+# Информация об аудио
+ffprobe -v error -select_streams a:0 -show_entries stream=codec_name,sample_rate,bit_rate,channels -of default=noprint_wrappers=1 input.mp4
+
+# Размер файла и битрейт
+ffprobe -v error -show_entries format=size,duration,bit_rate -of default=noprint_wrappers=1:nokey=1 input.mp4
+```
+
+### 2. Конвертация видео
+
+#### VP9 (CPU)
+
+```bash
+# Базовая конвертация
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v libvpx-vp9 \
+  -crf 32 \
+  -b:v 0 \
+  -row-mt 1 \
+  -cpu-used 2 \
+  -c:a libopus \
+  -b:a 128k \
+  output_vp9.webm
+
+# Параметры:
+# -crf 32        - качество (18-40, меньше = лучше)
+# -b:v 0         - режим постоянного качества
+# -row-mt 1      - многопоточность
+# -cpu-used 2    - скорость кодирования (0-5)
+```
+
+#### AV1 (CPU) - libsvtav1
+
+```bash
+# Рекомендуемая конфигурация
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v libsvtav1 \
+  -crf 35 \
+  -preset 6 \
+  -svtav1-params tune=0 \
+  -c:a libopus \
+  -b:a 128k \
+  output_av1_cpu.mp4
+
+# Параметры:
+# -crf 35        - качество (0-63, меньше = лучше)
+# -preset 6      - скорость (0-13, 6 = средняя)
+# -svtav1-params tune=0 - оптимизация под PSNR
+```
+
+#### AV1 (GPU) - NVIDIA
+
+```bash
+# Оптимальный баланс качество/размер
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v av1_nvenc \
+  -preset p7 \
+  -cq 40 \
+  -b:v 0 \
+  -c:a libopus \
+  -b:a 128k \
+  output_av1_gpu.mp4
+
+# Параметры:
+# -preset p7     - качество пресета (p1-p7, p7 = лучшее)
+# -cq 40         - constant quality (0-51, меньше = лучше)
+# -b:v 0         - без ограничения битрейта
+
+# Максимальное сжатие (хорошее качество)
+ffmpeg -i input.mp4 -c:v av1_nvenc -preset p7 -cq 45 -b:v 0 -c:a libopus -b:a 128k output_av1_small.mp4
+```
+
+#### AV1 (GPU) - AMD
+
+```bash
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v av1_amf \
+  -quality quality \
+  -qp_i 40 -qp_p 40 \
+  -c:a libopus \
+  -b:a 128k \
+  output_av1_amd.mp4
+```
+
+#### AV1 (GPU) - Intel
+
+```bash
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v av1_qsv \
+  -preset veryslow \
+  -global_quality 40 \
+  -c:a libopus \
+  -b:a 128k \
+  output_av1_intel.mp4
+```
+
+#### H.264 (CPU)
+
+```bash
+# Лучшее качество/размер
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v libx264 \
+  -crf 28 \
+  -preset slow \
+  -c:a aac \
+  -b:a 128k \
+  output_h264_cpu.mp4
+
+# Параметры:
+# -crf 28        - качество (18-28, меньше = лучше)
+# -preset slow   - компромисс скорость/качество
+#                  (ultrafast, fast, medium, slow, slower, veryslow)
+```
+
+#### H.264 (GPU) - NVIDIA
+
+```bash
+# Баланс качество/размер
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v h264_nvenc \
+  -preset p7 \
+  -cq 33 \
+  -b:v 0 \
+  -c:a aac \
+  -b:a 128k \
+  output_h264_gpu.mp4
+
+# Параметры:
+# -preset p7     - качество (p1-p7)
+# -cq 33         - constant quality (0-51)
+```
+
+### 3. Измерение качества
+
+#### PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio)
+
+```bash
+# Базовый расчет PSNR
+ffmpeg -i encoded.mp4 -i original.mp4 \
+  -lavfi "[0:v][1:v]psnr" \
+  -f null - 2>&1 | grep "PSNR"
+
+# С сохранением детальной статистики в файл
+ffmpeg -i encoded.mp4 -i original.mp4 \
+  -lavfi "[0:v][1:v]psnr=stats_file=psnr_stats.log" \
+  -f null -
+
+# Просмотр статистики
+head -5 psnr_stats.log && echo "..." && tail -5 psnr_stats.log
+```
+
+**Формат вывода:**
+```
+PSNR y:46.02 u:53.92 v:53.54 average:47.42 min:41.20 max:52.27
+```
+
+- `y` - яркость (luminance)
+- `u`, `v` - цветовые каналы (chrominance)
+- `average` - средний PSNR
+- `min`, `max` - минимальный и максимальный PSNR по кадрам
+
+#### SSIM (Structural Similarity Index)
+
+```bash
+# Базовый расчет SSIM
+ffmpeg -i encoded.mp4 -i original.mp4 \
+  -lavfi "[0:v][1:v]ssim" \
+  -f null - 2>&1 | grep "SSIM"
+
+# С сохранением детальной статистики
+ffmpeg -i encoded.mp4 -i original.mp4 \
+  -lavfi "[0:v][1:v]ssim=stats_file=ssim_stats.log" \
+  -f null -
+
+# Просмотр статистики
+head -5 ssim_stats.log && echo "..." && tail -5 ssim_stats.log
+```
+
+**Формат вывода:**
+```
+SSIM Y:0.9887 (19.46 dB) U:0.9979 (26.70 dB) V:0.9979 (26.75 dB) All:0.9917 (20.83 dB)
+```
+
+- Значения 0.0-1.0 (1.0 = идентичные изображения)
+- dB - SSIM в децибелах (для удобства сравнения)
+
+#### VMAF (Video Multimethod Assessment Fusion)
+
+VMAF - современная метрика от Netflix, лучше всего коррелирует с человеческим восприятием.
+
+```bash
+# Установка модели VMAF (один раз)
+# Скачать модель с https://github.com/Netflix/vmaf/tree/master/model
+
+# Расчет VMAF
+ffmpeg -i encoded.mp4 -i original.mp4 \
+  -lavfi "[0:v][1:v]libvmaf=model_path=/path/to/vmaf_v0.6.1.json:log_path=vmaf.json" \
+  -f null -
+
+# Интерпретация VMAF:
+# 90-100 - Отличное качество
+# 75-90  - Хорошее качество
+# 50-75  - Приемлемое качество
+# < 50   - Плохое качество
+```
+
+### 4. Полный скрипт для тестирования
+
+Создайте файл `test_codec.sh`:
+
+```bash
+#!/bin/bash
+
+# Использование: ./test_codec.sh input.mp4 encoded.mp4 output_dir
+
+INPUT="$1"
+ENCODED="$2"
+OUTPUT_DIR="${3:-.}"
+
+mkdir -p "$OUTPUT_DIR"
+
+echo "=== Анализ размеров файлов ==="
+echo "Оригинал:"
+ls -lh "$INPUT" | awk '{print $5, $9}'
+echo "Сжатый:"
+ls -lh "$ENCODED" | awk '{print $5, $9}'
+echo ""
+
+# Рассчет сжатия
+ORIG_SIZE=$(stat -f%z "$INPUT" 2>/dev/null || stat -c%s "$INPUT")
+ENC_SIZE=$(stat -f%z "$ENCODED" 2>/dev/null || stat -c%s "$ENCODED")
+RATIO=$(echo "scale=2; $ORIG_SIZE / $ENC_SIZE" | bc)
+echo "Сжатие: ${RATIO}x"
+echo ""
+
+echo "=== Метаданные закодированного видео ==="
+ffprobe -v error -show_format -show_streams -print_format json "$ENCODED" | \
+  grep -E "(codec_name|width|height|bit_rate|size)" | head -10
+echo ""
+
+echo "=== Расчет PSNR ==="
+ffmpeg -i "$ENCODED" -i "$INPUT" \
+  -lavfi "[0:v][1:v]psnr=stats_file=$OUTPUT_DIR/psnr_stats.log" \
+  -f null - 2>&1 | grep "PSNR"
+echo ""
+
+echo "=== Расчет SSIM ==="
+ffmpeg -i "$ENCODED" -i "$INPUT" \
+  -lavfi "[0:v][1:v]ssim=stats_file=$OUTPUT_DIR/ssim_stats.log" \
+  -f null - 2>&1 | grep "SSIM"
+echo ""
+
+echo "Детальная статистика сохранена в $OUTPUT_DIR/"
+```
+
+**Использование:**
+
+```bash
+chmod +x test_codec.sh
+./test_codec.sh original.mp4 encoded.mp4 ./test_results
+```
+
+---
+
+## Интерпретация результатов
+
+### Матрица принятия решений
+
+| Сценарий | Рекомендуемый кодек | Параметры | Ожидаемый результат |
+|----------|---------------------|-----------|---------------------|
+| Максимальное качество | AV1 CPU | CRF 30-35 | Лучшее качество, малый размер |
+| Быстрое кодирование | AV1 GPU | CQ 38-42 | Быстро, хорошее качество |
+| Совместимость | H.264 CPU | CRF 23-28 | Работает везде |
+| Веб-стриминг | VP9 | CRF 30-35 | Хороший баланс |
+| Архивирование | AV1 CPU | CRF 25-30 | Лучшее качество |
+
+### Соответствие метрик и визуального качества
+
+| PSNR | SSIM | Визуальная оценка |
+|------|------|-------------------|
+| > 45 dB | > 0.99 | Практически неотличимо от оригинала |
+| 40-45 dB | 0.98-0.99 | Отличное качество, артефакты незаметны |
+| 35-40 dB | 0.95-0.98 | Хорошее качество, артефакты видны при внимательном просмотре |
+| 30-35 dB | 0.90-0.95 | Приемлемое качество, видимые артефакты |
+| < 30 dB | < 0.90 | Плохое качество, явные артефакты |
+
+### Факторы, влияющие на результаты
+
+1. **Контент видео:**
+   - Статичные сцены сжимаются лучше
+   - Быстрое движение требует больше битрейта
+   - Детализированные текстуры сложнее сжать
+   - Темные сцены могут показывать бандинг
+
+2. **Разрешение:**
+   - Высокие разрешения требуют более высокого битрейта
+   - При одинаковом CRF, 4K будет весить больше чем 1080p
+
+3. **Частота кадров:**
+   - 60 FPS требует ~1.5-2x больше битрейта чем 30 FPS
+   - Высокий FPS важнее для игрового контента
+
+4. **Цветовое пространство:**
+   - HDR (10-bit) требует ~20-30% больше битрейта
+   - Широкий цветовой охват увеличивает размер
+
+---
+
+## Рекомендации
+
+### Для продакшена
+
+**Adaptive Streaming (DASH/HLS):**
+```bash
+# Используйте несколько профилей качества
+# 360p, 480p, 720p, 1080p, 1440p, 2160p
+
+# Dual codec для максимальной совместимости:
+# - AV1 для современных браузеров
+# - H.264 для старых устройств (iOS < 14)
+
+# Пример: dvc-cli уже реализует это
+dvc-cli input.mp4 output/ -c dual -f both -r 360,720,1080
+```
+
+### Для архивирования
+
+```bash
+# Используйте AV1 CPU с низким CRF
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v libsvtav1 -crf 25 -preset 4 \
+  -c:a libopus -b:a 192k \
+  archive.mp4
+```
+
+### Для быстрой обработки
+
+```bash
+# Используйте GPU кодирование
+ffmpeg -i input.mp4 \
+  -c:v av1_nvenc -preset p7 -cq 35 \
+  -c:a aac -b:a 128k \
+  quick_encode.mp4
+```
+
+### Подбор оптимального CRF/CQ
+
+**Метод бинарного поиска:**
+
+1. Начните с среднего значения (CRF 28 для H.264, 32 для VP9, 35 для AV1)
+2. Закодируйте короткий фрагмент (30-60 сек)
+3. Проверьте качество (PSNR > 45, SSIM > 0.99 для отличного качества)
+4. Если качество избыточное - увеличьте CRF на 2-3
+5. Если качество недостаточное - уменьшите CRF на 2-3
+6. Повторяйте до достижения баланса
+
+**Быстрый тест:**
+
+```bash
+# Извлечь 60 секунд с 30-й секунды
+ffmpeg -ss 30 -i input.mp4 -t 60 -c copy sample.mp4
+
+# Протестировать разные CRF
+for crf in 30 32 35 38 40; do
+  ffmpeg -i sample.mp4 -c:v libsvtav1 -crf $crf -preset 8 -c:a copy test_crf${crf}.mp4
+  
+  # Измерить качество
+  ffmpeg -i test_crf${crf}.mp4 -i sample.mp4 -lavfi "[0:v][1:v]psnr" -f null - 2>&1 | grep "PSNR"
+  
+  # Размер файла
+  ls -lh test_crf${crf}.mp4
+done
+```
+
+---
+
+## Дополнительные ресурсы
+
+### Инструменты
+
+- **FFmpeg** - https://ffmpeg.org/
+- **ffprobe** - анализ медиа файлов
+- **MediaInfo** - GUI инструмент для анализа
+- **Handbrake** - GUI для кодирования
+- **ab-av1** - инструмент для подбора оптимальных параметров AV1
+
+### Документация
+
+- [FFmpeg Encoding Guide](https://trac.ffmpeg.org/wiki/Encode)
+- [x264 Settings](https://trac.ffmpeg.org/wiki/Encode/H.264)
+- [VP9 Encoding Guide](https://trac.ffmpeg.org/wiki/Encode/VP9)
+- [SVT-AV1 Documentation](https://gitlab.com/AOMediaCodec/SVT-AV1)
+- [NVIDIA Video Codec SDK](https://developer.nvidia.com/video-codec-sdk)
+
+### Научные статьи
+
+- "The Netflix Tech Blog: Per-Title Encode Optimization"
+- "VMAF: The Journey Continues" - Netflix
+- "AV1 Performance vs x265 and libvpx" - Facebook Engineering
+
+---
+
+## Changelog
+
+**2025-11-12** - Создан документ на основе реальных тестов
+- Протестированы кодеки: VP9, AV1 (CPU/GPU), H.264 (CPU/GPU)
+- Добавлены все команды для тестирования
+- Добавлены результаты сравнения на видео 1920×1080, 135 сек
+