視頻轉碼

視頻轉碼

數據轉換技術
視頻轉碼(Video Transcoding)是指将已經壓縮編碼的視頻碼流轉換成另一個視頻碼流,以适應不同的網絡帶寬、不同的終端處理能力和不同的用戶需求。[1]轉碼本質上是一個先解碼,再編碼的過程,因此轉換前後的碼流可能遵循相同的視頻編碼标準,也可能不遵循相同的視頻編碼标準。[2]視頻轉碼市場已經開始吸引了不少數碼設備廠商和半導體公司的關注。
    中文名:視頻轉碼 外文名: 拼音: 近義詞: 反義詞: 英文名:Video Transcoding 分類:計算機應用 作用:視頻處理器

發展

伴随廣播以及IP網絡視頻應用的發展,高清視頻時代正式來臨。對數字設備來說,視頻畫面質量大幅提升的同時也給視頻内容處理帶來不便。MPEG-2因壓縮比太高,占用帶寬太大,不利于高清視頻圖像的存儲及網絡傳輸,而H.264因壓縮比高、占用帶寬小,逐步成為高清視頻的主流格式。目前大家都寄希望将MPEG-2格式的視頻圖像内容轉碼成H.264格式,來解決視頻内容處理過程中出現的問題。

為滿足不斷增加的轉碼需求,富士通新推出一款高質量全高清視頻轉碼芯片-MB86H52,可将高清/标清的MPEG-2格式轉碼成高清/标清的H.264格式,在保持與MPEG-2同等視頻圖像質量的同時,轉碼後的視頻内容數據量大小為轉碼前的一半甚至更小。

MB86H52芯片采用的視頻圖像處理技術基于富士通已量産的全高清H.264編解碼芯片-MB86H51,在轉碼部分使用富士通專有的視頻圖像質量保真算法,該算法針對轉碼定制設計,可保證在MPEG-2視頻圖像格式轉碼成H.264格式後,視頻圖像質量不變。

通過使用MB86H52轉碼芯片,能解決視頻内容處理的兩大難題。第一,解決數據記錄設備容量不足問題。一般來說,對于高清的視頻内容,當分辨率越高時,硬盤錄像機等數據記錄設備裡可保存的視頻時間就越短,而通過MB86H52的轉碼,在相同硬盤容量下可将視頻記錄時間延長2~5倍;第二,解決窄帶寬網絡内高清視頻圖像傳輸問題。轉碼成H.264格式後,視頻圖像數據量大幅減小,相同帶寬内傳輸的視頻圖像數據更多,從而實現在家用網絡或其它窄帶寬網絡内傳送全高清視頻圖像。

特點

1.高壓縮性能的全高清視頻圖像轉碼:高壓縮性能,可将MPEG-2的視頻圖像數據大小壓縮至轉碼前的一半,甚至更小。高清、标清格式均适用。

2.專有的視頻圖像質量保真算法:采用富士通專有的視頻圖像質量保真算法,可使視頻圖像在由MPEG-2轉換為H.264格式後仍然保持同等畫面質量。它連續追蹤、分析人眼觀看視頻圖像時易于察覺的畫質失真部分(例如臉或緩慢移動的物體等)和不易察覺的畫質失真部分,對易察覺部分使用較小壓縮比以保持高畫面質量,同時對其他部分盡可能壓縮。

3.内嵌的H.264高清編解碼功能:内嵌H.264高清編解碼功能,可實時将未壓縮的視頻數據編碼成H.264格式,也可實時将已壓縮或轉碼的H.264視頻數據進行解碼。HDMI接口輸入/輸出的基帶視、音頻數據也可編碼為H.264格式。

4.低功耗:采用先進的90nm制程生産,功耗極低,全高清轉換(1080i)視頻内容格式時功耗僅為1.7W。

視頻轉碼(Video Transcoding)是指将已經壓縮編碼的視頻碼流轉換成另一個視頻碼流,以适應不同的網絡帶寬、不同的終端處理能力和不同的用戶需求。轉碼本質上是一個先解碼,再編碼的過程,因此轉換前後的碼流可能遵循相同的視頻編碼标準,也可能不遵循相同的視頻編碼标準。

GPU比拼

NVIDIA Badaboom

由于NVIDIA的強勢宣傳,Badaboom這款軟件大家已經比較熟悉了。雖然這款軟件并非NVIDIA自行開發,而僅僅是利用了CUDA通用計算平台。但它僅支持NVIDIA GeForce 8以上顯卡,NVIDIA也多次以官方推薦的形式将它加入通用計算大禮包提供免費下載,俨然一副“禦用軟件”的架勢。

Badaboom并非免費軟件,官方售價為29.99美元,試用版本可以免費使用30天,但輸出的視頻會帶有水印Logo。

它的界面設計精美且簡單易用。隻需要在左側選擇視頻源,右側選擇輸出格式,再在中間設置編碼質量,點擊最底部的“start”就搞定了。輸入格式支持MPEG2或H.264,輸出格式僅有H.264一種,但提供了專門對應iPhone、iPod、AppleTV、Xbox 360、PS3、PSP等的多種快捷預設。

AMD催化劑8.12 ATI Avivo Video Converter

相比Badaboom的老面孔,恐怕大家對尚未正式發布的催化劑8.12還感到陌生,其内置的Avivo視頻轉碼器是ATI Stream通用計算架構的首款王牌應用。作為反擊NVIDIA CUDA的利器,它同樣能夠利用GPU運算能力實現視頻轉碼加速,支持Radeon HD 4000系列顯卡。更重要的是,它是完全免費的,直接包含在催化劑8.12驅動程序中。

相比Badaboom,新Avivo的界面就要簡單的多了,甚至比05年首個版本的Avivo還要樸素,基本就是标準的Windows設置向導界面。

首先需要在催化劑控制中心中選擇“ATI Avivo Video Converter”。令人不解的是,隻有“Basic”簡化版的控制中心才有這一選項,而“Advanced”完整控制中心界面中卻找不到它。

第一步選擇輸入輸出文件。Avivo的輸入格式比Badaboom要豐富得多,包括DVD VOB、H.264、MPEG-2、DivX、Windows Media、MPEG-4等等。

這裡選擇的文件是最新一集007電影的1080p預告片。可以看到其屬性中出現了不少錯誤,幀速顯示僅有0.77Mbps,時長顯示更是奇怪的0:2:7。

點擊下一步可以選擇輸出格式,這裡也比Badaboom要豐富,包括DVD、WMV、MPEG-2甚至MPEG-1的VCD、超級VCD格式。

向下拉還有iPod和MPEG-4 DivX。

和Badaboom允許詳細設置輸出格式不同,Avivo僅允許用一個滑杆來調整輸出文件畫質和尺寸。實際這裡能夠改變的隻有視頻碼率,分辨率、音頻等設置都無法更改。

輸出為iPod格式時,碼率最高隻有770Kbps。

最低為130Kbps。而實際上,當選擇MPEG-4格式時,最高碼率可達15Mbps。

點擊下一步就會彈出一個進度條窗口開始轉碼。需要注意的是,這裡的時間估計也不盡準确,經常出現進度條已經走完仍然需要幾十秒才能完成的情況。

轉碼完成後,會出現輸出結果摘要頁面。點擊“Start Over”可以重新開始。

總的來說,Avivo的界面相對Badaboom顯得過于樸素,不過其在輸入輸出格式上享有更多的靈活性。

性能對比

測試平台:

Core 2 Extreme QX9650處理器

Intel X48主闆

4GB DDR3-1333内存

西部數據Raptor 150GB萬轉SATA硬盤

顯卡:

Badaboom測試:Geforce GTX 260+ 896MB

Avivo測試: Radeon HD 4870 1GB

首選需要說明的是,由于兩款軟件都和廠商顯卡對應,沒有一個統一的平台能夠進行直接比較,甚至兩款軟件的輸出格式都不盡相同,因此結果也不能夠簡單對比。比如這裡的前三項測試都選擇輸出為iPod格式碼率780Kbps,因為這是Avivo在iPod格式下的最高碼率,而對于Badaboom來說卻幾乎是最低設置。就算設置基本一緻,其輸出文件尺寸仍有幾百KB的區别。

藍光轉iPod

第一項測試的片源為1080p藍光預告片,該視頻本身即為H.264格式,需要轉為480x320分辨率的780Kbps ipod格式。這裡,使用CPU進行編解碼的Xilisoft使用了72秒才完成,Badaboom隻用了23秒,Avivo更是隻用了12秒。

DVD轉iPod

這裡使用星戰前傳3 DVD同樣轉為iPod格式。CPU轉碼需要接近5分半鐘,Bababoom用了142秒,Avivo則隻用了51秒。

MPEG-2轉iPod

第三項使用一段800MB 720p MPEG-2視頻轉換為iPod格式。Avivo的速度是CPU轉碼的4.3倍,Badaboom則是CPU轉碼的2.6倍。

藍光轉WMV

最後一項使用1080p H.264預告片轉為2.5Mbps的WMV格式。Badaboom并不支持輸出為WMV,而Avivo在這裡的表現則相當出衆,速度是CPU轉碼的5.16倍。

NVIDIA Badaboom

ATI的解決方案使用了更多的CPU資源,這或許也是它速度更快的一大原因。因此,如果你希望在視頻轉碼時做其他工作,Badaboom或許會更加适合。而如果需要讓PC一心一意的轉碼,Avivo肯定更快。

潛在的問題

大家都應該知道,速度并不是視頻編碼轉碼的唯一問題。很遺憾,AMD的Avivo雖然速度奇快,但是其輸出視頻并不完美,其中會出現編碼錯誤,如下圖中人物手臂和小腿處出現的灰色方塊。而Badaboom的輸出視頻卻沒有這種問題。

總結

測試顯示,無論來自NVIDIA還是AMD的GPU視頻轉碼方案都相當誘人,相比CPU能夠成倍提高轉碼速度,進行批量工作時可以大幅度節約時間。當然,它們都有需要改進的地方,最大的通病在于都無法精确設置輸出視頻規格,而隻有籠統的輸出格式和碼率選擇。

兩者相對比,并沒有一個明顯的赢家。Avivo速度更快,支持格式更多,但輸出結果并不完美。Badaboom輸出質量高,界面精美,但速度比 Avivo慢,支持格式也過于有限。至于具體要選擇哪一家,目前狀況下還是要看你究竟是對速度要求更高,還是對質量需求更嚴謹來做決定。

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