主题 : 目前电脑主流视频编码解析
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0 目前电脑主流视频编码解析

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01.主流视频编码解析


你知道这些电影最常用的视频压缩编码是什么吗?在目前流行的视频压缩编码中,哪种编码的压缩速度最快?哪种编码生成的视频文件画质最好?我们应该如何选择最合适的视频压缩编码?2004年5月中旬,开源编码组织XviD发布了XviD编码1.0 Final版,作为现在绝大多数DVDrip影片采用的编码格式,XviD的口碑一直不错。那么,新版本的XviD 1.0 Final编码能给我们带来新的惊喜吗?和XviD编码相比,其他流行的视频编码比如DivX、RealVideo、VP6以及WMV的表现又如何呢?我们能找到集高制作速度和优秀画面质量于一身的视频压缩编码吗?为此,CHIP将为你带来“真枪实弹”的精彩视频编码测试。同时,通过这次测试,也希望大家能够对本次测试用的各款软件的使用方法有一定了解。和普通软件测试不同,视频编码的效果优劣要通过最终的影片画质来衡量,而不同编码的参数设置会对最终结果造成较大的影响。考虑到多数读者对视频压缩软件及具体的视频压缩参数设置并不熟悉,所以,在本次测试中,对于主要测试流程CHIP采用了“看图说话”的方式,整个测试过程完全对读者透明。感兴趣的读者可以根据图示自己动手学习各视频编码参数的设置方法。



参测编码简介


首先,让我们一起来看看本次参测的流行视频压缩编码都有哪些以及它们的简单介绍。

DivX



测试版本:DivX 5.1.1 Pro 1243。
DivX 是一项由DivXNetworks公司发明的、类似于MP3编码标准的数字多媒体压缩技术。它基于MPEG-4标准,可以把MPEG-2格式的多媒体文件压缩至原大小的10%,更可把VHS格式录像带格式的文件压至原大小的1%。通过 DSL或Cable Modem等宽带设备,它可以让你欣赏全屏的高质量数字电影。



RealVideo



测试版本:RealNetworks RealVideo10 based on RealProducer Plus 10.0。
RealNetworks 公司新版本的视频CODEC(多媒体数字信号编解码器)RealVideo 10提高了视频画质。RealNetworks宣称,RealVideo 10的效率约比以前的多媒体数字信号编解码器RealVideo 9提高了30%,它能以约1Mbps的速度传送DVD品质的影像、以约5Mbps的速度传送高清晰视频影像。



VP6



测试版本:VP6 build 6.2.0.10。
VP6是由开发自主格式图像编码技术的美国On2科技公司出品的视频编码。据ON2介绍,与该公司原来的技术VP5相比,VP6在播放录像时最大可削减CPU负荷的50%。在图像质量方面,ON2的发表资料称“和原来相比,提高了大约40%”。



WMV



测试版本:Windows Media Video 9 VCM。
WMV是微软公司最新的视频压缩编码标准,它同样采用了MPEG-4编码技术。在高码率环境下,和以往的WMV视频编码相比,WMV9编码能够将视频画质提高15%~50%。
WMV9编码提供在低码流下对屏幕截取的支持,可广泛用于计算机远程教育等领域。创新的WMV9 Professional技术可以在一张DVD上保存高清晰度(720p)的视频文件。



XviD



测试版本:XviD 1.0 Final。
XviD是遵循GPL标准的开源视频压缩编码。该格式继承自OpenDivX Encore 2编码技术,并在性能和效率方面都实现了较大的提升,被认为是目前最快的MPEG-4编码。




02.片源选择及测试环境


为了测试不同编码在不同视频场景下的画质表现,CHIP本次选择了以下4个典型视频片断作为本次测试用片源。

动态场景:动态场景的特点是动态画面很多,相邻帧之间的差异很大。此类场景可以用来考察视频编码的码率分配能力,通过观察最终动态画面的精细程度(画面中的方格)来进行对比。示例片断:Matrix 1(《黑客帝国1》)中的一段打斗场景,长度为3分15秒。
昏暗场景:此类场景可以用来考察视频编码对渐进颜色的控制能力,通过观察渐进颜色区的平滑度来进行对比。示例片断:Dark City(《黑暗都市》)的一段昏暗场景,长度为2分12秒。
明亮鲜亮场景:此类场景可以用来考察视频编码对亮色的控制能力,主要观察点有:色彩的控制、边缘规则以及变色和越位现象。示例片断:麦当娜Music MV片头,长度为1分34秒。
动画片场景:动画片的特点是线条多而画面相对简单。此类场景可以用来考察视频编码对画面清晰度和细节的控制能力。主要通过观察动画的线条、清晰锯齿程度和细节保留进行对比。示例片断:动画片《青出于蓝》的片头,长度为59秒。

本次测试中,CHIP采用的硬件平台为AMD Athlon XP 3200+ CPU、升技nf7主板、512MB PC3200 DDR内存、丽台WinFast S320显卡。此外,CHIP还选用了一台配备英特尔CPU的机器做了同样的测试,供大家参考,该硬件系统的配置如下:P4 2.8B GHz CPU、英特尔845G主板、256MB PC3200 DDR内存、ATI 8500 DV显卡。操作系统均为Windows XP Professional简体中文版+SP1。针对本次测试,CHIP选用了目前最流行的视频压缩和处理工具,它们分别是:

DVD2AVIdg 1.0:将DVD的VOB文件进行初步处理,生成d2v工程文件以便交给压缩软件处理。
mpeg2dec3.dll:MPEG-2的解码插件,通过它可以让压缩软件识别VOB文件。
AviSynth 2.53:基于avs脚本文件的视频处理与帧服务软件(Frame Server)。
Gordian.Knot.Rip.Pack.0.28.8:用于做标准的视频切边以及avs文件的编写,以下简称GK。
VirtualDubMod 1.5.10.1:用于视频压缩的软件(RealVideo 10编码格式除外),以下简称VDM。
Easy RealMedia Producer V1.71:用于进行RealVideo 10编码格式视频的压缩,以下简称ERP。

在本次测试中,所有编码设置均采用了编码作者(出品公司)推荐的设置,并使用2pass模式。压制完毕之后分别对DVD源(采用MPEG-2编码的VOB 文件)和不同编码的AVI文件进行截图(尽量选择同一帧画面),用作画质比较。每个编码在场景上采用高低两种码率,高码率采用1600Kbps,低码率采用800Kbps。处理时比较压缩速度和所耗费时间(时间短者胜出),然后比较文件体积控制(以GK算出的容量为准,体积偏离小的胜出)。



2pass压缩模式


2 pass压缩模式是指先用编码对视频文件进行分析(1st),然后根据分析结果进行真正的压缩(2nd)操作。2 pass的目的是为了在全局范围内合理分配码率。一般情况下,第一次对原始视频编码是为了得到整个序列的复杂度分布统计信息,然后第二次编码时利用该统计信息合理地分配码率,从而能够在整个序列上得到基本平稳的影像质量。通常,2 pass压缩模式的处理程序可以达到更高的数据压缩率(即更小的文件大小)以及更佳的影像品质,但其代价是编码速度上的损失。



视频编码的具体设置


这里,我们给出了各个视频编码在动态场景(片源:黑客帝国1)下的参数设置。其他场景的参数设置与此相同,具体的avs脚本文件放在本期CHIP配套光盘中,供参考。


压缩前的准备:

在用视频压缩工具压缩视频以前,我们要为压缩工具准备好工程文件和脚本文件,以便减少人工操作可能带来的错误并简化整个操作流程,同时也能够有效避免因为重复操作而造成的质量损失。这个过程的主要操作步骤如下:

1. 用DVD2AVI打开DVD影碟中的VOB文件,将“Video”菜单里的“Field Operation”项的值设置为“Forced Film”,“iDCT Algorithm”的值设置为“64-bit Floating Point”,最后保存并生成d2v工程文件。
2.运行GK,点击“Open”按钮打开d2v文件,在“Bitrate”标签页中设置“Average Bitrate”(即平均码率)为“1600”。
3.在GK的“Resolution”标签页中对视频进行截边并设置分辨率等参数,具体情况如下图所示。



4.在GK中完成上述设置后到预览窗口中点击“Save & Encode”按钮,在弹出的“Save.avs”对话框中,将“Resize Filter”的值设置为选择“Lanczos(sharp)”,然后点击“Save”按钮生成avs文件下图。



该avs脚本文件中的重要语句如下:
复制代码
  1. LoadPlugin("C:\PROGRA~1\GORDIA~1\mpeg2dec3.dll")
  2. LoadPlugin("C:\PROGRA~1\GORDIA~1\undot.dll")
  3. mpeg2source("H:\Encode-test\M1\Matrix.d2v")
  4. crop(2,64,716,348)
  5. LanczosResize(640,256)

到此为止,视频压缩的前期准备工作就全部完成了。
[ 此贴被z1314007在2008-11-14 12:32重新编辑 ]
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