Загрузил Владислав Лобов

report2

реклама
Московский авиационный институт
(Национальный исследовательский университет)
Факультет прикладной математики и физики
Кафедра вычислительной математики и программирования
Лабораторная работа №2.
по курсу «Цифровое видео».
Тема: Анализ эффективности предсказаний движения в методах сжатия
изображений MPEG 4 и HEVC.
Студент: Лобов В.И.
Преподаватель: Крапивенко А.В.
Группа: М8О-406Б
Номер по списку: 7
Оценка:
Москва, 2020
1
Цель:
Приобрести самостоятельные навыки настройки параметров
преобразования исходных видеопоследовательностей высокого качества в
форматах MPEG 4 (h.264) и HEVC (h.265) на примерах работы открытых
кодеков XviD и x.265.
Задание:
1. Взять прилагаемые исходные видеоролики «chaos-1920x1080-60p»,
«1080-25p-50mbps» (или аналогичные собственные ролики высокого
разрешения и битрейта такой же тематики).
2. В любом видеоредакторе, допускающем настройку параметров кодека
XviD, сжать данные видеоролики с двукратным уменьшением
исходного битрейта при следующих двух вариантах настроек:
1. Однопроходное кодирование с отключенными предсказанием
движения и B-кадрами;
2. Двухпроходное кодирование с включенными предсказанием и Bкадрами. Рекомендуется в первом варианте также отключить опции
quarter pixel, global moution compensation, и другие оптимизации. Во
втором – включить их. Настройки сжатия звука оставить без
изменений.
3. Аналогично, сжать исходные видеоролики с помощью одного из
кодеков HEVC (например x.265; или с оболочкой IFME; или
аналогичным кодеком). При наличии настройки многопроходного
кодирования, сжатие выполнять как в однопроходном, так и в
двухпроходном вариантах. При наличии настроек битрейта – также
понизить его в два раза, иначе оставить без изменений.
4. Сравнить полученные результаты. Рассчитать и указать в отчете:
• теоретические размеры видеофайлов без сжатия (без звуковых
дорожек);
• исходные размеры
конвертации;
видеофайлов
• размеры файлов из пп.1.1, 1.2,
относительно исходного размера;
с
исходным
3.
Проценты
сжатием
до
компрессии
• субъективные
оценки
качества
полученных
результатов.
Комплексные
выводы
относительно
эффективности
использованных кодеков и настроек сжатия.
2
Программное и аппаратное обеспечение.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Операционная система: MX Linux.
Процессор: Intel core i7-8700k.
ОЗУ: 16Gb.
Видеокарта: Nvidia GTX 1060 6Gb.
ПЗУ: Seagate 1Tb.
ffmpeg.
Ход работы.
Сравним кадры исходных видео со сжатыми различными способами.
Видео города. Оригинал:
Видео города. Xvid 1 pass без B-frames, motion compensation и quarter-pixel:
3
Видео города. Xvid 2 pass с B-frames, full motion compensation и quarter-pixel:
Видео города. H.265 1 pass:
4
Видео города. H.265 2 pass:
Видео chaos. Оригинал:
5
Видео chaos. Xvid 1 pass без B-frames, motion compensation и quarter-pixel:
Видео chaos. Xvid 2 pass с B-frames, motion compensation и quarter-pixel:
6
Видео chaos. H.265 1 pass:
Видео chaos. H.265 2 pass:
7
Название Теоретический Исходный Тип сжатия
файла
размер файла
размер
файла
Город
Chaos
8.9 ГБ
21.4 ГБ
375.3 МБ
76.4 МБ
Размер
сжатого
файла
Компрессия
относитель
но размера
без сжатия
Xvid 1 pass
188.2 МБ
97.89
Xvid 2 pass
189.1 МБ
97.88
H.265 1 pass 185.1 МБ
97.92
H.265 2 pass 187.1 МБ
97.9
Xvid 1 pass
51.4 МБ
99.76
Xvid 2 pass
41.9 МБ
99.8
H.265 1 pass
34.1 МБ
99.84
H.265 2 pass
37 МБ
99.83
Выводы.
Выполнив данную лабораторную работу, я познакомился с
особенностями работы кодеков Xvid и H.265. Оба данных кодека обладают
большим количеством настраиваемых параметров, позволяющих получать
при кодировании видеопоследовательности необходимого размера и
качества.
При уменьшении битрейта видео «Город» до 25Мбит/с кодек Xvid при
однопроходном кодировании с отключёнными оптимизациями и B-кадрами
качество видео остаётся удручающим. На каждом кадре изображения
присутствует блочная мозаичность — артефакт, доставшийся кодеку от
JPEG. При использовании кодека Xvid со включёнными оптимизациями, Bкадрами в двух проходах, а также кодека H.265 в двух проходах я получил
хорошее качество сжатого видео. При этом размер файлов, полученных с
кодеком H.265, оказался чуть ниже, а качество деталей домов — выше.
Видео «Chaos» было закодировано с уменьшением битрейта до
5мбит/с, при этом Xvid не cмог опустить битрейт ниже 6.8мбит/с в случае
однопроходного кодирования без всевозможных оптимизаций. Так же видна
блочная мозаичность и несущественное обеднение цветов. Кодек H.265
справился с задачей гораздо лучше — сжал видео до более малого размера и
обеспечил более хорошее качество.
8
Безусловно, у кодека H.265 не лишён и минусов: кодирование работает
примерно в 2-3 раза дольше, нежели при использовании Xvid. Тем не менее,
оба кодека показывают очень хорошие результаты в качестве сжатия видео,
так что говорить о том, что H.265 «вытеснил» H.264, пока что не приходится.
9
Скачать