Кодек н 264 максимальная последовательность кадров. Кодирование (сжатие) в формат H264

Во время 1-го прохода, компрессор анализирует видео и делает отметку о своих выводах в. Файл статистики. 2-й проход делает реальным кодирования и выделяет битрейт правильно. Вы также можете сделать больше, чем 2 прохода, но обычно разница в качестве практически мала.

Делая SinglePass или 1pass кодирование означает, что компрессор только смотрит на видео один раз. Это не слишком хорошо, так как компрессор не знает, какая сцена придет следующий, и может выделять слишком много или слишком мало битрейта на сцену. Действительно, разница между 1 и 2pass кодирования день и ночь. Всегда делайте 2pass кодирование, если можно.

Видеокодеки предназначены для воспроизведения или конвертирования видеофайлов на компьютере. Существует несколько видов таких кодеков, например, DivX, Xvid, K-Lite Codec Pack, MPEG-2 и другие. x264 Video Codec осуществляет высокий уровень сжатия пользовательского видео, при этом оставляя его в высоком качестве. Благодаря этому кодек широко применяется в разных программах для воспроизведения или конвертирования видеозаписей, например, VirtualDub, MediaCoder, VLC media player, The KMPlayer. Для обеспечения качественного кодирования видеофайлов на компьютере необходимо наличие х264 Видео Кодек. Скачать бесплатно его новую версию может каждый пользователь.

Возможности:

• поддержка четырех и более потоков 1080p в реальном времени;
• разные режимы управления скоростью видеопотока;
• разные ссылочные кадры;
• наличие режима «сжатия без потерь».

Принцип работы:

итак, мы скачали для пробы бесплатную версию x264 Video Codec и установили ее на компьютер. Процесс установки занимает всего несколько секунд и происходит с запуском командной строки. Следует отметить, что эта библиотека компонентов для кодирования видеозаписей не имеет графического интерфейса и интегрируется в разные видеопроигрыватели или конвертеры. Тем не менее, вы можете с помощью других программ использовать этот кодек для кодирования H.264-видео. Установить х264 Видео Кодек можно на Windows XP, Vista, 7 и 8.

Плюсы:

Минусы:

• нет графического интерфейса.

При тестировании х264 Видео Кодек показал себя только с наилучшей стороны, и мы остались довольными его функционалом. Он выполняет высокий уровень сжатия видеофайлов, при этом практически не теряя их качества. На многих тестах и сравнениях видеокодеков он был признан лучшим, и это говорит само за себя.

Основная задача настоящего тестирования - сравнить результаты работы нового поколения MPEG4-кодеков (называемых MPEG-4 AVC или H.264) при записи домашнего видео простыми пользователями. Такие пользователи, как правило, используют простые известные программы для того, чтобы считывать DVD или оцифровывать сигнал с тюнера и редко изменяют настройки кодеков. Мы прекрасно понимаем, что писать кодеки так, чтобы они хорошо работали в разных ситуациях без специальной настройки (автоматически подстраиваясь под тип видео) сложнее, но тем больше чести авторам, если их кодеки хорошо справляются с такой задачей. DivX Pro 5 использовался для сравнения, как один из лучших кодеков предыдущего поколения, стандарта MPEG-4 ASP. Подробнее о разновидностях MPEG-4 можно прочитать .

Использованные кодеки

Учитывая специфику H.264 (очень большое время работы при включении "по максимуму" всех опций и возможностей), мы в дальнейшем введем два набора настроек, получаемых от производителей кодеков (и только от них). Первый набор - "tuned" - настройки, дающие максимальное качество, но долгую работу и "fast" - настройки, обеспечивающие быструю работу, но с меньшим качеством. Причем и время, и качество будут измеряться в обоих случаях. Это позволит кодекам продемонстрировать, на что они способны по качеству и даст возможность более корректно сравнивать скорость, чем в варианте сравнения настроек по умолчанию.

Часть 1: Методика тестирования

Метрика PSNR

Описание метрики

В рамках данного тестирования критерием качества сжатия служит метрика (peak signal to noise ratio/пиковое отношение сигнала к шуму, измеряется в дБ). Использование именно этой метрики обусловлено ее популярностью. Ее используют в большинстве научных статей и сравнений в качестве меры потерь качества. Как и все существующие метрики, она не идеальна и имеет свои достоинства и недостатки. Для понимания приведенных ниже цифр, необходимо знать лишь то, что значение метрики тем больше, чем больше разница между сравниваемыми изображениями.

Примечание: PSNR – это наиболее общепринятая метрика для оценки различий между двумя последовательностями. Несомненно, у неё есть множество недостатков. Можно придумать огромное количество последовательностей, на которых эта метрика не совсем адекватно себя ведёт. Например, два кадра, яркость одного из которых подняли на одну единицу (из, скажем, 255). Или два кадра, отличающихся одним пикселем – на первом пиксель белый, а на втором – чёрный. В обоих примерах вы с трудом сможете уловить различия в кадрах на глаз, но с точки зрения PSNR кадры будут значительно отличаться! Однако, несмотря на все недостатки, именно метрикой PSNR до сих пор пользуется большинство разработчиков кодеков для анализа своих результатов. Эта метрика понимается и признаётся всеми профессионалами в области кодирования видео. Именно по этой причине мы выбрали PSNR в качестве основной метрики.

Смысл графиков PSNR/Frame size

На графике изображена зависимость показателя метрики от среднего размера кадра. Каждая ветвь соответствует определенному кодеку. Ветви построены на опорных точках, каждая из которых соответствует конкретному битрейту. Хорошо видно, что на каждой ветви находится по десять точек (каждая последовательность сжимается на 10 настройках битрейта). Бывает, что кодек не удерживает битрейт и с разными настройками битрейта сжимает одинаково. В таких случаях, очевидно, на ветви кодека расположено менее десяти опорных точек. Для сравнения кодеков на этих графиках следует обращать внимание на то, как высоко расположены ветви кодеков. Чем выше находится ветвь – тем выше в среднем качество последовательности, сжатой данным кодеком. На вышеприведенном в качестве примера рисунке видно, что на высоком битрейте Videosoft сжал последовательность с меньшими потерями качества по сравнению с другими кодеками.

Методика тестирования

Последовательность действий

В тестировании участвует девять фильмов (см. ниже). Каждый фильм сжимается десять раз с разными битрейтами (кбит/с): 100, 225, 340, 460, 700, 938, 1140, 1340, 1840, 2340. Таким образом, для каждого кодека генерируется 50 фильмов. Затем для каждого фильма вычисляется метрика PSNR. Причем указанная метрика вычисляется для каждого кадра. Далее для построения графика используются соответствующие числа, в зависимости от типа графика.

Задачи и правила тестирования

Основной задачей ставилась сравнительная оценка качества кодеков при их непрофессиональном использовании для сжатия фильмов. Соответственно оценка проводилась на последовательностях, обработанных простым распространенным фильтром деинтерлейсинга, а параметры кодека брались по умолчанию. Правила тестирования:

• Подсчет PSNR производился с помощью программы luv_avi.
• Размер кадра считался как частное размера фильма и количества кадров.
• Значение ординаты на графиках Delta вычисляется как разница PSNR для этих кодеков и кодека DivX.
• При тестировании кодеков, которые накладывают свой логотип на сжатый фильм, логотип заменялся на черный прямоугольник и на исходный несжатый фильм накладывался такой же прямоугольник. Далее производилось сравнение
• Для кодеков, являющихся VfW (Video for Windows), сжатие проводилось при помощи программы VirtualDub 1.5.4.
• Для кодеков, работающих по интерфейсу DirectShow, сжатие проводилось при помощи программы GraphEdit (build 011008).
• Для кодеков, которые устанавливались как отдельные приложения для сжатия, сжатие проводилось при помощи этого приложения.
• Для кодеков, которые сжимали фильм не в формат avi, а в свой внутренний формат, для получения avi использовалась программа GraphEdit (build 011008) и декодер, поставляемый с кодеком.
• Кодек MainConcept вставлял лишние кадры в декодированную последовательность. Для покадрового сравнения приходилось удалять эти кадры вручную при помощи программы VirtualDub. При этом файл считался пригодным для сравнения, если в исправленном фильме последний кадр визуально совпадал с последним кадром в исходным фильме.

Самый распространённый вопрос по поводу этого тестирования – «А с какими настройками тестировались кодеки?». В полном тексте документа , в разных местах мы ответили на него 8 раз – с настройками по умолчанию! Это означает следующее. Мы брали чистую операционную систему и инсталлировали на неё кодек. Настройки, которые он выставил при этом, мы считали настройками по умолчанию. В процессе тестирования мы меняли только один параметр – битрейт. Таким образом, чтобы посмотреть все параметры, вам надо всего лишь заново проинсталлировать интересующий вас кодек.

Последовательности

На разных последовательностях кодеки показывают разные результаты. Например, эффективно сжать последовательность из одинаковых кадров намного легче, чем последовательность, состоящую из существенно различающихся картинок. Есть и другие характеристики последовательностей – размер кадров, зашумлённость, длина последовательности, тип движения камеры и т.д. Для нашего тестирования мы выбрали стандартные последовательности. Многими из них пользуются производители кодеков для тестирования своих продуктов. Конечно, эти последовательности не покрывают всего множества фильмов – тут нет ни мультфильмов, ни видео с тюнера. В дальнейшем мы планируем расширить число последовательностей.

Часть 2: Графики по PSNR для всех кодеков

Графики Y-PSNR - Frame Size

На этих графиках хорошо видна динамика зависимости качества сжатого фильма от его размера. Координатами опорных точек диаграммы являются средние по фильму значения метрики и размера кадра. Таким образом, каждая ветвь имеет по десять точек, соответствующих разным битрейтам.

Delta Y-PSNR – это графики относительного PSNR. В качестве референсного кодека выбран DivX 5.1.1. Для каждого замера на графике конкретного кодека бралась разница этого замера и значения PSNR для референсного кодека с тем же битрейтом. При отсутствии значения, PSNR референсного кодека получался линейной интерполяцией.

Y-PSNR Sequence battle

Delta Y-PSNR Sequence battle

Выводы

• На низких битрейтах DivX сильно уступает кодекам VSS_main, Fraunhofer, Ateme.
• На средних и высоких битрейтах кодек от Ateme опережает все остальные кодеки.