HEVC代码:HM使用+码流分析教程,亲测可用


一、HM使用教程

1.下载
HM为HEVC的参考软件,下载地址:https://hevc.hhi.fraunhofer.de/svn/svn_HEVCSoftware/

分成三个大类:
trunk:主干程序,是最新的HM主线版本。
branches:分支程序,是扩展的HM版本。
tags:各个版本的HM版本。

这里下载需要使用TortoiseSVN,网上可以直接下载,这是一个版本控制工具软件,具体介绍见百度百科。安装SVN后,在桌面右键可以看到多了一个SVN Checkout,点击后会出现一个对话框。

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找到要下载的HM版本,打开到如下界面,将地址复制到SVN文件下载地址对应的对话框处,点OK开始下载。

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在保存地址可以找到下载的HM版本。


附加:

JEM下载地址:https://jvet.hhi.fraunhofer.de/svn/svn_HMJEMSoftware/

JEM使用方法见https://blog.csdn.net/lin453701006/article/details/79941425,与HM类似,使用中改动在于cfg。

HM/JEM+360Lib下载地址:https://jvet.hhi.fraunhofer.de/svn/svn_360Lib/


2.HM使用方法

2.1 HM工程

以HM16.6为例,在HM-16.6目录下打开build文件夹,用VS打开对应版本的sln,可以看到HM包含的工程。

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早期的HM解决方案包含了7个工程:
(1) TAppCommon 编码器和解码器共用的应用函数
(2) TAppDecoder 解码器的应用函数
(3) TAppEncoder 编码器的应用函数
(4) TLibCommon 编码器和解码器共用的库函数
(5) TLibDecoder 解码器的库函数
(6) TLibEncoder 编码器的库函数
(7) TLibVideoIO 视频输入、输出库函数
后来又增加了2个工程:TAppDecoderAnalyser和TLibDecoderAnalyser。

使用时首先右键TAppEncoder-设为启动项目,配置设为debug x64,生产解决项目。


HEVC标准规定的是解码端,编码端可以随意改动,因此一般的工作都是集中于编码器方面。


 2.2 配置cfg文件

HM使用是需要配置参数的,参数包括cfg和输入参数。HM目录下cfg文件夹中存储了公共测试的配置文件,分为4种,下面就以encoder_randomaccess_main.cfg为例,打开encoder_randomaccess_main.cfg。在cfg下的per-sequence文件夹中,还有公共测试序列的配置文件,任意打开一个将其复制(进行拷贝,然后再修改内容,不要直接在cfg文件中修改!)到encoder_randomaccess_main.cfg中的#======== Profile ================前,覆盖原始的#======== File I/O ===============部分,如下图。

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这里面通过英文可以了解参数对应内容,不做具体解释了。一般需要修改的就是输入文件、分辨率和编码帧数,再就是QP。

注意: 第一行的inputfile 是你的视频文件的地址,需要进行修改!因为下载的HM中没有自带的测试文件。需要在以下网址中下载。

https://media.xiph.org/video/derf/

下载的文件是 .y4m格式的,需要使用一下的命令生成 1280x720.yuv(前提是已经安装了ffmpeg)

ffmpeg.exe -i src.avi -c:v rawvideo -pix_fmt yuv420p 1280x720.yuv


2.3 改输入参数

设置TAppEcoder的工程属性:鼠标选定TAppEncoder,然后按Alt+Enter;或者鼠标选中TAppEncoder,右键,选择Properties。

         在Configuration Properties->Debuging中设置Command Arguments(注意-c 并添加两个cfg文件)和WorkingDirectory(是HM的bin文件夹下的...)

         将配置用的两个cfg文件encoder_intra_main.cfgxxx.cfg(我的文件名是1280x720.cfg)考到HM\bin\vc10\x64\Debug下,以及编码用的视频文件xxx.yuv(我的文件名是1280x720.yuv)也考到这个文件夹下。

         如果是x64的系统,可以将Plaform设置成Active(x64)

         确定后,按Ctrl+F5就可以运行HM代码开始编码yuv视频了。

如果想要将输出保存成文档的形式,需要将命令参数末尾加上>1.log(>out.txt

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2.4 运行

编码结束会在命令行下输出编码后的bit数、YUV、编码时间等信息,为记录方便,生成单独的文件1.log(>out.txt)。编码结束找到输出文件打开可以看到相关信息,如下图:

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2.5 编码输出信息
上图是HM输出在命令行窗口的信息,很多新手都会想知道编码质量在哪看,就在这里,下面大概介绍下 编码输出的信息。
编码结束后输出的信息中给出了编码质量、时间,这也是就是为什么强调用>out.txt保存这些信息。

在当前的工作文件夹生成的.bin文件是码流,在作为解码器的输入文件之一。


首先会输出一些编码的输入参数:

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然后就是在每编完一帧后,会输出一个该帧的编码信息,其中重要的是:POC(对应图像编码顺序的序号,这里POC 0 就是编码第一帧)、TId(对应播放顺序的索引,这里TId 0即播放的第一帧),总比特数,YUV各自的PSNR值。注意因为存在分层B帧结构,因此编码顺序和播放顺序可能不同。

最后就是在编完要求的帧数后输出的总的编码信息,包括全部帧的总bit数、YUV各自及总的PSNR值,以及I、P、B帧的帧数、bit数、YUV各自及总的PSNR值,还有编码时间。I帧、P帧、B帧的概念这里不再赘述。

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论文中在说编码性能时一般会提到BD-rate和编码时间,时间就是这里Total Time,而BD-rate是根据总的bitrate和YUV三通道的PSNR计算得到的,但一般要使用4个QP的测试结果来进行比较,如下图。这里就不再详细介绍BD-rate的具体计算方法。



3. 解码器Decoder

在进行如上配置后,正常情况下编码器就能将你指定的yuv测试文件编码为二进制码流文件了。

 

再说解码器的使用:在到填入“Command Arguments”之前,跟编码器是完全一样的,这里就不再重复了,输入的命令如下-b xxx.bin -o deco.yuv,-b指定输入的二进制码流,即编码输出码流文件,-o指定输出的yuv文件。设置完毕之后,运行解码器,应该能够解码出deco.yuv文件来了。





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