7.3 监控视频编码标准在线视频

大家好

本节主要讲一下

HM编码器的一个使用

前一节已经讲过

H.265/HEVC

是目前最新的

面向高清视频的国际编码标准

H.265/HEVC标准

他会推荐相应的测试模型

测试模型有时候也叫做参考软件

这个测试模型就是HM

HM就是由视频编码联合协作组

简称为JCT-VC开发的

基于H.265/HEVC标准的测试模型

HM下载网址

见这个网址

HM其实就是由C++语言编写的

符合H.265/HEVC编码技术的

这么一个工程

大家在网址下载之后

就可以把它进行打开

下载HM的时候

HM的网址里边有各个版本

因为H.265/HEVC这个标准

它是经历了几年的一个更新迭代

最后形成一个标准

相应的技术被引进

也有相应的技术被剔除

所以说在更新的过程当中

HM也有相应的版本

大家最好就是下载最新的版本

来进行学习

大家把HM最新版本

下载到电脑之后

可以打开相应的文件夹

然后在bulid这个文件夹里边

再双击进行打开

就可以看到一些

.sln的一些相关链接

因为刚才说过HM是由C++语言

写的一些工程

你要打开的话

就得需要下载

微软开发的VS这个软件

然后这个软件也有相应的版本

比如说我们下载的HM16.7里边

就支持4个VS的相关版本

如果大家下载的vs版本过低的话

也是没法打开HM的

然后大家安装了VS相应的版本

然后双击相应的链接

就可以打开相应的HM这个软件了

如图2

在HM打开的界面里边

它有多个项目

因为我们研究的是编码器

所以说大家就打开相应的编码器

对应的项目

然后鼠标右击

选择设为启动项目

然后再右击

选择调试

然后配置相应的工作目录和配置文件

这样的话

就可以正常的工作了

如果大家对HM编码器里面

的编码技术

不做任何操作的话

就可以直接点击生成编码器

如图2所示的右图

点击生成

然后重新生成解决方案

就可以在他这个工作目录里边

生成相应的编码器

如果大家想修改HM里的

编码技术的话

也可以在HM里边

双击相应的.cpp文件

找到相应的代码

然后进行修改

修改完之后

点击保存

然后再如图2所示的右图

点击生成

就可以生成修改后的一个编码器

然后我们有了HM编码器之后

然后我们就要需要对视频执行

一次编码操作

对视频执行编码操作

需要4个文件

PPT里面列的第二个文件

就是我们前面已经生成的一个

编码器

它的名字是TAppEncoder.exe

他就是一个Windows环境下的

可执行性的文件

另外我们是要对视频进行编码

我们除了编码器之外

还得需要有一个待编码的视频

或者是称为原始视频

目前能够编码的一个视频的格式

主要就是YUV的一个视频格式

YUV是一种颜色空间

他跟RGBHSV等等颜色空间都类似

但是因为YUV颜色空间

有一些他自身的特点

所以说我们在视频编码当中

通常使用YUV的一个视频格式

它有哪些特点呢

主要有两方面

第一方面

在YUV的空间中

他是把亮度信号

放在Y这个里面去

然后UV是表示色度信号

也就是说YUV空间

把亮度信号单独拿出来

成为一路

这样做的一个好处就是

因为视频编码

它最初的一个应用就是广播电视

大家都知道

我们最开始的广播电视

是黑白信号的

然后慢慢的才有了彩色信号

为了同时兼容黑白电视和彩色电视

YUV空间是可以做到这一点的

如果你是一个黑白的

你可以把Y信号直接拿出来

如果你是彩色的

就把UV再加上

其他的颜色空间

比如说RGB空间

它是亮度信号

是混在RGB三个信道里边的

想单独把亮度信号拿出来

是很难的

这是一方面

第二方面

视频编码当中

因为视频编码

是对视频做的一个处理

基于人眼视觉的相关研究

发现人眼对于亮度信号的敏感性

要比色度要更加敏感

也就是说在视频录像当中

我们要对亮度和色度要分开处理

这样可以提高编码的一个性能

要分开处理

首先就是在信号端就要能够分开

刚才讲过

YUV空间

它是把亮度是能够分开的

它能够很简单的

把亮度和色度进行分开

能够分开处理

这样也有效的

可以提升编码器的一个性能

所以说

综上两个原因

在视频编码端

我们通常使用的一个视频格式

是YUV的一个视频格式

另外YUV格式的视频

根据 Y分量

和UV分量的一个比例

有常见的几种子格式

比如说YUV444格式

YUV420格式等等

比如说YUV444格式

就是说一个像素

它既有一个Y分量

也对应一个U和V分量

在YUV420子格式里边

他Y分量都是有的

但是色度分量

会相应的进行减少

前面讲了

我们执行编码

一共有4个文件

前面已经讲了

前2个

第一个需要编码器

第二个需要YUV的一个视频

然后第三个文件是什么

第三个文件就是要配置文件

配置文件

目前在HM里边

它主要有三类的配置文件

三类配置文件

这三类配置文件

主要是面向三种编码结构

这三种编码结构

第一个是All-intra

第二个是Low-delay

第三个是随机接入

这三种编码结构

每一个结构

对应一个配置文件

配置文件是干什么的呢

配置文件就是要对本次编码中

涉及的一些编码参数的取值

要做一个明确的定义

就是说你要用编码器

对我这个YUV视频进行编码

编码器里边

它涉及几十甚至上百的编码参数

在这次编码当中

这些编码参数到底取多大值呢

需要在配置文件里边

一一的配置

一一的配置

你像在配置文件里边

有一个非常重要的参数

是量化参数叫QP

QP的取值显著影响了

视频编码的一个码率和失真

然后QP的备选取值有52个

0-51中间取整数

但是在一次编码的过程当中

它只可以取一个值

然后取多少呢

就需要在配置文件里边

相应的QP参数的后面

把这个值给填上

然后图3所示

就是针对

All-intra的一个配置文件

它部分编码参数的一个实例

你像第一个参数

就需要配置输入的一个

编码视频的一个名字

然后下面还有相应的

比特深度帧率图像的宽高

编码的帧数等等

最后一个需要执行编码的

一个文件叫做批处理文件

他的后缀名字叫.bat文件

bat文件

它的主要的一个作用

就是要告诉Windows系统

我要执行的是什么命令

然后这个图4就是一个

比较标准的一个bat命令行

比如说命令行里边

它分了三部分

首先要给出TAppEncoder.exe

就说我要执行编码了

然后我的编码器

的名字叫什么呢

叫做TAppEncoder.exe

然后这次编码的参数

你在哪里找呢

告诉系统

你在这里边找-C后边就是

配置文件的名字

叫encoder下划线intra下划线main.cfg

系统你编码的时候

你去这个文件里边

把参数拿出来就可以了

然后最后还有个大于等于号

后面是一个点txt的文档

这个就是告诉系统

你编码完之后

你把编码的一些中间的一些信息

存储在这个点txt文档里边去

然后编码者你编码完之后

你要看编码性能

你就去这个文档里边去找就可以了

然后有前面这4个文件之后

这4个文件

都放在同1个文件夹底下

然后你就双击bat文件

然后就会弹出图5所示的

这么一个框

如果能够弹出图5所示的一个框

就说明系统正在执行编码操作

然后他如果执行完了

它这个框就会自动的消失

然后相应的编码后的一些文件

它就会在你这个工作目录下

就会生成

然后你去找相应的文件

去看编码的性能就可以了

然后我们编码后

可以生成哪些文件呢

主要就是三类文件

一个就是.bin文件

我们叫bin文件

这个文件是一个码流文件

这个码流文件其实就是我们在网络中

经过传输的一个视频的码流

也是我们电脑中存储视频的

一个类型

也就是说我们电脑中存储的一个视频

它不是原始视频

也不是重建视频

而是一个码流

大家如果想打开这个视频的话

需要用相应的播放器

来进行打开

播放器在打开视频的时候

它执行的一个主要的操作

就是要解码

解码显示

然后编码生成的第二个文件

叫做重建视频

这个视频就对应的

我们编码后的一个

视频编码后的一个视频

如果我们编码的QP选择比较大的话

编码的视频相比原始视频来说

他会更加的模糊

图像会变得不清楚

然后最后一个编码的生存的文件

就是刚才说过的.txt文档

它主要就是记录编码过程中的

一些编码输出信息的

图5就是我们编码生成的

一个txt文件的一些部分信息

比如说第一行POC对应的就是

编码的相应图像的时候

他记录的一个信息

视频他在编码的时候

它是以图像为单位

来进行编码信息输出的

比如说这幅图像的一个类型

QP的一个选择

编码的一个比特数

相应的YUV三个信号的PSNR等等

这些值都会相应的有输出

另外视频编码完成之后

它还有一个SUMMARY

就是总结

它会把这个视频的

总体的一个性能也进行评价

比如说在SUMMARY里面

有一个比特率

这个比特率就是

衡量视频的总的编码比特率

比特率跟每一个图像编码出来

比特数都有关

另外SUMMARY里面

还有一个YUV三个信号的PSNR

这个PSNR

是整个视频的一个PSNR

比如说对于Y的PSNR

它是视频里边所有图像的

PSNR的一个平均值

当然最后我们的文档里边

还有相应的编码的一个时间

如果你的算法是

来验证这个算法的一个复杂度

或者说提出一个快速方法的话

主要关注一下

编码时间的信息的一个输出

好的

以上就是本节的内容

谢谢大家