《FFmpeg Basics》中文版-08-模糊，锐化和其他去噪

写在前面如果您对音视频技术感兴趣，可以订阅我的专题:音视频专辑也可以关注我的简书账户：张芳涛，我后期会发布更多的音视频以及图像处理方面的文章。正文包含各种噪声的视频输入可以使用去噪滤波器和选项来增强。 在视频编码之前，去噪是视频预处理的一部分。模糊视频效果模糊效果用于提高图像（视频帧）中某些类型的噪声的质量，其中每个输出像素值是根据相邻像素值计算的。 例如，模糊效果可以改善从印刷的半色调图片扫描的图像。 为了模糊输入视频，我们可以使用表中描述的均值模糊过滤器：

描述使用均值模糊算法在输入上创建一个模糊效果语法boxblur=luma_r:luma_p[:chroma_r:chroma_p[:alpha_r:alpha_p]]filter expects 2 or 4 or 6 parameters, r =半径, p = 权重，程度，功率**********参数alpha_r-用于模糊相关输入平面(以像素为单位)的盒子的半径- value是下面描述的变量的表达式-默认值来源于luma_radius和luma_poweralpha_p- alpha功率，确定过滤器被应用到相关平面的次数-默认值来源于luma_radius和luma_powerchroma_r-用于模糊相关输入平面(以像素为单位)的box的色度半径- value是下面描述的变量的表达式-默认值来源于luma_radius和luma_powerchroma_p-色度功率，确定过滤器被应用到相关平面的次数-默认值来源于luma_radius和luma_powerluma_r-用于模糊相关输入平面(以像素为单位)的box的半径- value是下面描述的变量的表达式luma_p- luma功率，确定过滤器被应用到相关平面的次数***********在表达式中，对阿尔法，色度和luma半径的变量w,h输入宽度和像素高度cw, ch输入色度图像的像素宽度和高度hsub水平色度子样本值，为yuv422p像素格式为2vsub垂直色度子样本值，为yuv422p像素格式为1半径是一个非负数，并且不能大于luma和阿尔法平面的表达式min(w,h)/2的值，以及对chroma平面的min(cw,ch)/2的值例如，在输入视频中，当luma半径值为1.5,luma功率值为1时，我们可以使用下一个命令:ffmpeg -i input.mpg -vf boxblur=1.5:1 output.mp4我的测试命令是：ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4 -vf boxblur=1.5:1 /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4之前的视频界面如下：

之前的视频转换之后的视频如下：转换之后的视频另一个FFmpeg过滤器与模糊效果是一个smartblur过滤器在表中描述:描述模糊输入而不影响轮廓语法smartblur=luma_r:luma_s:luma_t[:chroma_r:chroma_s:chroma_t]parameters in [] are optional, r = radius, p = power, t = threshold***********参数的描述chroma_r色度(颜色)半径，从0.1到5.0的浮点数，它指定用于模糊图像的高斯滤波器的方差(如果更大)chroma_s色度强度，在范围-1.0到1.0之间的浮点数，配置模糊;从0.0到1.0的值将模糊图像，从-1.0到0.0的值将增强图像chroma_tchrominance treshold，一个从-30到30的整数，它被用作一个系数来决定一个像素是否应该被模糊;0的值将过滤所有的图像，0到30的值将过滤平坦区域，从-30到0的值将过滤边缘luma_r亮度(亮度)半径，从0.1到5.0的浮点数，指定用于模糊图像的高斯滤波器的方差(如果更大的话，会更慢)luma_s亮度强度，从-1.0到1.0的浮动数值，配置模糊;从0.0到1.0的值将模糊图像，从-1.0到0.0的值将增强图像luma_t亮度treshold，一个整数，范围从-30到30，作为一个系数来决定一个像素是否应该被模糊;0的值将过滤所有图像，0到30的值将过滤平面区域，从-30到0的值将过滤edgese图像如果色度参数没有设置，则使用luma参数来实现像素的色度例如，为了改进半色调图像，我们将luma半径设为最大值5，亮度强度为0.8，亮度阈值为0，因此整个图像是模糊的:ffmpeg -i halftone.jpg -vf smartblur=5:0.8:0 blurred_halftone.png我的测试命令如下：ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/timg.jpeg -vf smartblur=5:0.8:0 /Users/zhangfangtao/Desktop/newTimg.jpeg原来的图像：原来的图像新的图像：转换之后的图像锐化视频为了锐化或模糊视频帧，我们可以使用表中描述的不清晰的过滤器。描述根据指定的参数增加或模糊输入视频语法l_msize_x:l_msize_y:l_amount:c_msize_x:c_msize_y:c_amountall parameters are optional, if not set, the default is 5:5:1.0:5:5:0.0***********参数的描述l_msize_x,luma_msize_xluma矩阵水平尺寸，3和13之间的整数，默认值为5l_msize_y,luma_msize_yluma矩阵的垂直大小，整数在3和13之间，默认值是5l_amount,luma_amountluma效应强度，介于-2.0和5.0之间的浮点数，负值创建模糊效果，默认值为1c_msize_x,chroma_msize_x色度矩阵的水平大小，整数在3和13之间，默认值是5c_msize_y,chroma_msize_y色度矩阵的垂直大小，整数在3和13之间，默认值为5c_amount,chroma_amountchroma效果强度，-2.0和5.0之间的浮动值，负值创建模糊效果，默认值为0.0锐化滤波器可以作为普通的不锐掩模和高斯模糊。例如，要使用默认值锐化输入，我们可以使用该命令。ffmpeg -i input -vf unsharp output.mp4我的测试命令是：ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4 -vf unsharp /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4之前的视频界面如下图：转换之后的视频界面如下：（不是太明显，不过还是有一些效果的，锐化了）输出将使用尺寸为5x5的亮度矩阵和亮度效果强度为1.0的锐化。 为了产生高斯模糊效果，例如，我们可以使用负数来表示亮度和/或色度值ffmpeg -i input -vf unsharp=6:6:-2 output.mp4这里面我有一个问题，我用书上的测试命令，但是终端给出的错误提示是： Invalid even size for luma matrix size 6x6（对于亮度矩阵大小为6x6的均匀尺寸无效）所以我就测试城5*5的矩阵模式我的测试命令如下：ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4 -vf unsharp=5:5:3 /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4效果图：（感觉每一个图像都加了一个边框）下一个复杂的图像说明了不锋利的过滤器的使用价值:图片1:美国国家航空航天局(NASA)在2012年6月5日记录了金星凌日的情况，这段视频可以从NASA的网站上下载。图2:-vf unsharp(没有参数，默认值被使用)黑点更明显，没有可见的工件。图像3:-vf unsharp=6:6:3(相对较强的锐化效果)黑点更明显，但可见是轻微的扭曲。图4:-vf unsharp=6:6:-2(相对较强的模糊效果)-2的luma量参数模糊了结果，在金星周围形成了一个虚拟的环。降噪与denoise3d视频过滤器denoise3d减少了噪音，它是mp过滤器的一部分(来自MPlayer项目)。描述生成质量更好的平滑视频帧，并尝试提高可压缩性。语法mp=denoise3d[=luma_spatial[:chroma_spatial[:luma_tmp[:chroma_tmp]]]](所有参数都是可选的)***********参数的描述luma_spatial空间luma强度，非负浮点数，默认值为4.0chroma_spatial空间色度强度，非负浮点数，默认值为3.0luma_tmp时间luma强度，非负浮点数，默认值为6.0chroma_tmp时间色度强度，非负浮点数，默认值为luma_tmp*chroma_spatial/luma_spatial例如，要使用denoise3d过滤器的默认值来增强输入，我们可以使用该命令ffmpeg -i input.mpg -vf mp=denoise3d output.webm我这边测试失败，错误代码是：No such filter: 'mp'（没有'mp'这个过滤器）这张图片展示了NASA阿波罗计划中使用denoise3d filter默认值的增强存档视频降噪与hqdn3ddenoise3d过滤器的高级版本是hqdn3d过滤器，它已经在libavfilter库中，是一个本地的FFmpeg过滤器。过滤器的名称是高质量的denoise三维过滤器的缩写，它在表中描述:描述生产高质量的平滑视频帧，并尝试提高压缩率，它是一个增强版的denoise3d过滤器语法hqdn3d=[luma_spatial[:chroma_spatial[:luma_tmp[:chroma_tmp]]]]***********参数的描述luma_spatial空间luma强度，非负浮点数，默认值为4.0chroma_spatial空间色度强度，非负浮点数，默认值为3.0*luma_spatial/4.0luma_tmp时间luma强度，非负浮点数，默认值为6.0*luma_spatial/4.0chroma_tmp时间色度强度，非负浮点数，默认值为luma_tmp*chroma_spatial/luma_spatial例如，为了减少视频输入中带有默认hqdn3d值的噪声，我们可以使用以下命令:ffmpeg -i input.avi -vf hqdn3d output.mp4我的测试命令：ffmpeg -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4 -vf hqdn3d /Users/zhangfangtao/Desktop/newTest.mp4显示的效果图：好像看不出来什么特殊的差别下一个图像说明了hqdn3d过滤器的各种值的用法。使用nr选项进行降噪如何减少视频输入中的噪音的其他方法是-nr（降噪）选项。 它的值是一个从0到100000的整数，其中0是默认值，范围1-600对公用内容有用。 如果视频包含强烈的噪音，请尝试使用更高的值。 由于此选项比denoise3d和hqdn3d过滤器使用的计算机资源少得多，因此当速度很重要时，它是消噪的首选方式。 例如，在较旧的计算机上，我们可以使用以下命令改善观看稍微噪声的视频：ffplay -i input.avi -nr 500我的测试命令：ffplay -i /Users/zhangfangtao/Desktop/test.mp4 -nr 500效果图（确实是用ffplay播放出来的）