莫斯科國立大學(xué)的MSU Graphics & Media Lab (Video Group)出品的H.264編碼器性能測(cè)試報(bào)告《Eighth MPEG-4 AVC/H.264 Video Codecs Comparison》。這個(gè)報(bào)告每年都有，這是最近的一次。它們測(cè)試了主流的H.264編碼器的性能。從測(cè)試的結(jié)果來看，開源產(chǎn)品x264性能已經(jīng)超過了商用編碼器的性能。在此簡(jiǎn)單記錄其結(jié)果。

一.概述

參與測(cè)試的編碼器有如下幾種：

H.264

• DivX H.264
• Elecard H.264
• Intel Ivy Bridge QuickSync (GPU encoder)
• MainConcept H.264 (software)
• MainConcept H.264 (CUDA based encoder)
• MainConcept H.264 (OpenCL based encoder)
• DiscretePhoton
• x264

非H.264

• XviD (MPEG-4 ASP codec)

使用的測(cè)試序列：

序列幀數(shù)幀率分辨率

視頻會(huì)議 (5 個(gè))
Deadline	1374	30	352x288
Developers 4CIF	3600	30	640x480
Developers 720p	1500	30	1280x720
Presentation	548	30	720x480
Business	493	30	1920x1080
電影 (10 個(gè))
Ice Age	2014	24	720x480
City	600	60	704x576
Crew	600	60	704x576
Indiana Jones	5000	30	704x288
Harbour	600	60	704x576
Ice Skating	480	60	704x576
Soccer	600	60	704x576
Race Horses	300	30	832x480
State Enemy	6500	24	720x304
Party Scene	500	50	832x480
HDTV (16個(gè))
Park Joy	500	50	1280x720
Riverbed	250	25	1920x1080
Rush Hour	500	25	1920x1080
Blue Sky	217	25	1920x1080
Station	313	25	1920x1080
Stockholm	604	50	1280x720
Sunflower	500	25	1920x1080
Tractor	690	25	1920x1080
Bunny	600	24	1920x1080
Dream	600	24	1920x1080
Troy	300	24	1920x1072
Water Drops	535	30	1920x1080
Capitol	600	30	1920x1080
Parrots	600	30	1920x1080
Citybus	600	30	1920x1080
Underwater	600	30	1920x1080

測(cè)試硬件設(shè)備配置：

Sugar Bay platform, 3rd Generation Core i7 3xxx(IVB), 4 Cores CPU @3.4 GHz,Integrated GPU: Intel HD Graphics 4000GPU: NVIDIA GeForce GTX 580HDD: SSD160GTotal Physical Memory: 2x2 Gb RAM (1600 MHz)OS Name: Microsoft Windows 7
總體結(jié)果：

編碼器編碼質(zhì)量排序（注意：這里并沒有考慮編碼速度）：

x264

MainConcept

DivX H.264

Elecard

Intel Ivy Bridge QuickSync

XviD

DiscretePhoton

MainConcept CUDA

二.部分詳細(xì)圖表

整個(gè)測(cè)試分為三種場(chǎng)景：視頻會(huì)議（Video Conferences），電影（Movies），高清電視（HDTV）。每種場(chǎng)景的每個(gè)測(cè)試視頻序列都列了一張圖表。總體說來圖表數(shù)量非常之巨大。在此不能一一列舉。僅僅舉一些例子說明圖表的意義。

2.1.視頻會(huì)議（Video Conferences）

2.1.1.RD曲線（RD Curves）

RD曲線是視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)中最常見的一種曲線，中文名是率失真曲線。橫坐標(biāo)是碼率，縱坐標(biāo)是視頻客觀算法的結(jié)果（例如PSNR或者SSIM）。下面可以看一下第一個(gè)測(cè)試視頻序列的RD曲線：

這張圖的視頻分辨率是QCIF（176×144）。曲線橫坐標(biāo)是視頻的碼率，縱坐標(biāo)是計(jì)算出來的SSIM。SSIM取值0-1之間，值越大，代表視頻質(zhì)量越好。從曲線中可以看出，在碼率相同的情況下，x264編碼的視頻質(zhì)量要高于其他編碼器（綠色的線）。第二名是MainConcept。

2.1.2.編碼速度（Encoding Speed）

編碼速度的圖表如圖所示。橫坐標(biāo)是編碼視頻的碼率，縱坐標(biāo)是編碼速度（在這里是每秒編碼的幀數(shù)）。總體來說，隨著編碼的碼率的增長，所有編碼器的編碼速度都有所下降。Intel Ivy Bridge QuickSync編碼的速度非常之快，遠(yuǎn)超其他編碼器。Discrete Photon，MainConcept CUDA和 Elecard在第二集團(tuán)。X264編碼速度算是比較慢的了。

2.1.3.速度/質(zhì)量權(quán)衡（Speed/Quality Trade-Off）

一般情況下，編碼速度越快，編碼的質(zhì)量就會(huì)差一些；編碼對(duì)質(zhì)量的要求較高，那么編碼的速度就會(huì)慢很多。這就是所謂的“魚和熊掌不可兼得”了。于是就有了速度/質(zhì)量權(quán)衡的圖表。在這張圖表中，橫坐標(biāo)代表相對(duì)的編碼時(shí)間，取值越小越好。縱坐標(biāo)代表相同視頻質(zhì)量的時(shí)候編碼器使用的相對(duì)碼率。在這里MSU使用XviD作為參考編碼器。即XviD在這張表的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都是1，即位于（1,1）點(diǎn)。可以看出，X264是編碼慢，質(zhì)量最好。Intel Ivy Bridge QuickSync是編碼最快，質(zhì)量稍差。

2.1.4.碼率控制（Bitrate Handling）

這張圖表用于測(cè)試編碼器的碼率控制性能。碼率控制性能好的編碼器，編碼后輸出的視頻碼率和編碼前設(shè)定的碼率相同。碼率控制性能差的編碼器，編碼后輸出的視頻碼率和編碼前設(shè)定的碼率差別會(huì)很大。圖表中縱坐標(biāo)是實(shí)際碼率與設(shè)定碼率的比值。這個(gè)值為1，代表碼率控制準(zhǔn)確。橫坐標(biāo)是碼率。從圖中可以看出XviD在碼率大于800kbps之后，出現(xiàn)碼率控制不準(zhǔn)的情況。Discrete Photon在碼率小于500kbps的時(shí)候也出現(xiàn)不準(zhǔn)的情況。其他編碼器碼率控制都很準(zhǔn)確。

2.1.5.相對(duì)質(zhì)量分析（Relative Quality Analysis）

下列這張表列出了在相同的視頻質(zhì)量的前提下，不同的編碼器需要使用的碼率。可以看出，X264確實(shí)是最強(qiáng)悍的。

下圖以圖形化的方式顯示了上面那張表。不同顏色的線代表不同的編碼器。縱坐標(biāo)代表達(dá)到和橫坐標(biāo)編碼器相同的視頻質(zhì)量需要的相對(duì)碼率。

2.2.電影（Movies）

電影（Movies）場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)方式和上文中的視頻會(huì)議（Video Conferences）類似。在此不再詳述，列出圖表以作備忘。需要注意的是電影（Movies）場(chǎng)景每個(gè)編碼器使用了3種preset：High Speed Preset，Normal Preset，High Quality Preset。其中High Speed Preset更注重編碼的速度，視頻的質(zhì)量其次考慮。High Quality Preset更注重編碼的質(zhì)量，速度相對(duì)會(huì)慢一些。

2.1.1.RD曲線（RD Curves）

（1）High Speed Preset

（2）Normal Preset

（3）High Quality Preset

2.1.2.編碼速度（Encoding Speed）

（1）High Speed Preset

（2）Normal Preset

（3）High Quality Preset

2.1.3.速度/質(zhì)量權(quán)衡（Speed/Quality Trade-Off）

（1）High Speed Preset

（2）Normal Preset

（3）High Quality Preset

2.1.1.碼率控制（Bitrate Handling）

（1）High Speed Preset

（2）Normal Preset

（3）High Quality Preset

2.1.1.相對(duì)質(zhì)量分析（Relative Quality Analysis）

（1）High Speed Preset

（2）Normal Preset

（3）High Quality Preset

（1）High Speed Preset

（2）Normal Preset

（3）High Quality Preset

2.3.高清電視（HDTV）

高清電視場(chǎng)景的測(cè)試方式也完全一樣。圖太多，不再例舉。

三.附錄

3.1.使用的測(cè)試視頻序列

附上幾張前面這些圖表使用的測(cè)試視頻序列的截圖：

Deadline

City

Crew
Ice Age

3.2.編碼器

本次測(cè)試使用的編碼器信息如下，都是控制臺(tái)程序。此處不再翻譯。

(1) DivX AVC/H.264 Video Encoder
· Console encoding program version 1.1.1.9
· Presets were chosen by ourselves to meet the comparison requirements
Remarks: Owing to our choice of presets, the results for the DivX H.264 encoder could be slightly diminished compared with the case where the developers provide the presets.

(2) Elecard AVC Video Encoder 8-bit edition,
· Console encoding program version 2.1.032820.120220
· Codec and presets were provided by Elecard Ltd Company specifically for this test

(3) MainConcept AVC/H.264 Video Encoder Console Application
· Console software and CUDA encoder applications and presets for them were provided by MainConcept AG Company specifically for this test
(4) x264
· Console encoding application with core:120 r2146 bcd41db was from the public repository
· Presets were provided by developers specifically for this test
Remarks: The presets provided by the developers for this comparison were specifically chosen for the SSIM metric.

(5) XviD raw mpeg4 bitstream encoder
· Console encoding program
· Codec and presets used was taken from previous comparison

(6) Discrete Photon
· Console encoding application version (1.1.0.4) and presets was provided by developers specifically for this test

(7) Intel Ivy Bridge QuickSync
· Transcoder and presets was provided by Intel specifically for this test
· Intel Ivy Bridge Platform used in hardware/software comparison was provided by Intel

3.3.基于GPU硬件的編碼器的比較

直接比較軟件編碼器和硬件編碼器（基于GPU）在某些條件下并不是非常合適。因?yàn)榛贕PU的硬件編碼器可以調(diào)用更為強(qiáng)大的計(jì)算資源，因此有更快的計(jì)算速度。但是基于GPU的編碼器不能使用一些提高視頻編碼質(zhì)量的算法，從而導(dǎo)致其質(zhì)量不能達(dá)到最好。在這里單獨(dú)列出基于GPU的編碼器并對(duì)其性能進(jìn)行性比較。如下所列：· Intel Ivy Bridge QuickSync (GPU encoder)
· MainConcept H.264 (CUDA based encoder)
· MainConcept H.264 (OpenCL based encoder), ATI 6970 graphic card was used
在這里使用HD（1920x1080）的測(cè)試視頻序列進(jìn)行比較。實(shí)際上編碼HD視頻是硬件編碼器主要的作用。本文中僅列幾個(gè)圖示。（1）RD曲線（RD Curves）Intel Ivy Bridge QuickSync整體上最好，個(gè)別視頻中MainConcept H.264 (OpenCL based encoder)編碼器性能會(huì)更好。MainConcept H.264 (CUDA based encoder)一般情況下都排在最后。

（2）碼率控制（Bitrate Handling）
除了低碼率的情況外，所有編碼器的碼率控制都不錯(cuò)。MainConcept在低碼率情況下輸出實(shí)際碼率偏高，Intel Ivy Bridge QuickSync 不編碼低碼率視頻。
（3）速度/質(zhì)量權(quán)衡（Speed/Quality Trade-Off）
Intel Ivy Bridge QuickSync整體在速度和質(zhì)量上都有些優(yōu)勢(shì)。MainConcept H.264 (OpenCL based encoder)編碼器性能好于MainConcept H.264 (CUDA based encoder)。

（4）結(jié)論排序如下：1. Intel Ivy Bridge QuickSync
2. MainConcept OpenCL
3. MainConcept CUDA

3.4.x264各個(gè)版本之間比較

此外，作為最優(yōu)秀的H.264編碼器x264.對(duì)比了其各個(gè)版本之間性能的區(qū)別，排序如下，可以看出其一直是出于發(fā)展?fàn)顟B(tài)的。1. x264 (2012)2. x264 (2011)
3. x264 (2010)
4. x264 (2009)
5. x264 (2007)
6. x264 (2006)
7. x264 (2005)

（1）RD曲線（RD Curves）

（2）速度/質(zhì)量權(quán)衡（Speed/Quality Trade-Off）

完整文檔地址：http://www.compression.ru/video/codec_comparison/h264_2012/mpeg4_avc_h264_video_codecs_comparison.pdf

???????????

再分享一下我老師大神的人工智能教程吧。零基礎(chǔ)！通俗易懂！風(fēng)趣幽默！還帶黃段子！希望你也加入到我們?nèi)斯ぶ悄艿年?duì)伍中來！https://blog.csdn.net/jiangjunshow

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MSU 出品的 H 264 编码器比较 （2012 5）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。