三种H264开源编码的比较Word文档格式.docx

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选用的测试序列：

格式

序列名称

特点

编码帧数

Foreman

纹理复杂度一般

运动剧烈：

画面人物和镜头均运动，

并涉及到场景切换

350

Silent

背景纹理复杂度极高

头肩序列

150

Qcif

Miss_am

背景纹理不明显

如前述

Cif

Mobile

纹理复杂度极高

运动形式丰富——画面有多个运动物体，但各运动物体运动方向规则且平缓，镜头也在移动

250

Motheranddaughter

背景简单

画面人物运动幅度不大

Note:

编码帧数的选取原则：

采用的帧数和运动剧烈程度成正比关系，因为对于运动不大剧烈的序列，较少的帧数就可以反映该序列的特点。

所有测试序列帧率：

30fps

2、实验环境

CPU:

IntelP42.4G

RAM:

512DDR

OS:

windows2000professional

3、编码器版本

JM:

JM86（选用的原因：

90之后的版本主要是针对高保真的视频，不适合本文的测试序列），VC71编译

X264:

2005.06.16版本，VC6编译

T264:

0.14版本，VC71编译

三个编码器生成的都是release版本，通常release版本的执行速度比debug版本的执行速度快。

4、编码选项

由于x264和t264是基于baseline的，所以JM采用baselineprofile.

另注：

t264采用fastmode

三个编码器都采用默认的编码选项。

量化步长选择：

24、28、32、36

三、实验结果

1、三大编码器的RD曲线比较和编码时间比较

总的平均psnr的求取公式：

ThePSNRisderivedfromaveragePSNRsofluma（Y）andchroma（U,V）basedontheequationsbelow:

⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=MSEPSNR210255log10（6）

Solving（6）forrmsgives:

10102106502510255PSNRPSNRMSE==（7）

Therefore,

101065025YPSNRYMSE=（8）

101065025UPSNRUMSE=（9）

101065025VPSNRVMSE=（10）

From（8）,（9）and（10）,wehave

64VUYMSEMSEMSEMSE++×

=（11）

Substituting（11）into（6）,whichgivestheoverallPSNR

⎟⎠⎞⎜⎝⎛=MSEPSNR210255log10（12）

【实验结果分析】

1）RD曲线比较

T264的编码性能和JM86相比，有明显的降低，在同样的码率下，psnr下降1－2dB

X264的编码性能和JM86相比，对于运动剧烈的序列，如foreman,mobile，两者的编码性能相当；

对于运动不剧烈的序列，X264的编码性能有提高，在相同码率下,psnr提高0.2-1dB.

2）编码速度比较

从上图中无法看出JM86的编码速度，从后面附表中可以得到，对于QCIF序列，其编码速度是0.4fps；

对于CIF序列，其编码速度是0.1fps。

由此可得,X264的编码速度是JM86的200－500倍。

而且，x264在低码率的时候其编码速度比高码率时快。

T264的编码速度比X264更快。

对于qcif序列，其编码速度是x264的2－2.5倍；

对于cif序列，其编码速度是是x264的1.5－2倍。

这表明，从编码速度角度讲，t264对于低分辨率序列的效果突出。

另外，对于不同的码率，T264在编码速度上差异不大。

3）Ingenerally

X264和JM86相比，在编码性能和JM86相当甚至更好的情况下，其编码速度可以提高200－500倍。

这说明x264真的是非常的有效

T264和JM86相比，虽然编码速度有更大的提高，但其编码性能下降太大，除了一些特殊应用场合（传输带宽比较大但延时要求极其苛刻的场合），T264（fastmode）的意义不大。

4）t264-highqualitymode（t264high）

RD性能方面：

T264high和t264fast相比，编码性能有一定的提高，但和jm86相比，还是有一定的距离。

而T264high和x264相比，编码性能的差距就更大了（除了mobile.cif序列）。

编码速度方面：

T264high不如x264，对于qcif序列，编码速度为80-100fps；

对于cif序列，编码速度为20fps左右。

Ingenerally:

T264high在编码性能不如x264的同时，编码速度也不如x264。

总而言之，t264不如x264来得有效！

2、各量化步长下编码得到的主观图像质量比较

选用测试序列foreman.cif首帧重建作为示例。

【JM86组】：

qp=24qp=28

qp=32qp=36

【X264组】：

【T264组】：

1）三个编码器所得重建图像的主观质量相比，从好到差分别是：

x264>

jm86>

t264。

在高码率时，三者的差异不大明显，在低码率qp=36可以看出明显的差异。

2）qp从24增至36的过程中，t264的主观质量下降明显，x264的主观质量差异不大（脸部基本上看不出变化，左下角墙壁处可以看出差异）

3）x264的主观质量明显比t264的高，特别是qp=36的情况，但有附表的客观质量psnr比较可以看到，两者的psnr并无太大差异，如qp=36时，x264的y分量psnr=31.14,t264的y分量psnr=30.98,而两者的主观质量缺有如此悬殊的差异，足见x264在提高主观质量上引入的编码技术是非常有成效的！

3、相同测试序列foreman在不同分辨率下的实验结果比较

表1psnrofJM86（dB）

QP=24

QP=28

QP=32

qp=36

y

u

v

Foreman（Qcif）

38.54

40.79

42.63

35.79

39.14

40.51

33.10

37.96

38.97

30.61

36.78

37.35

Foreman（Cif）

38.67

40.45

43.41

36.19

38.47

41.54

33.74

37.31

40.10

31.53

38.46

（Qcif）-（Cif）

-0.13

0.34

-0.78

-0.40

0.67

-1.03

-0.64

0.65

-1.13

-0.92

0.59

-1.11

表2psnrofx264（dB）

38.36

40.57

42.37

35.61

39.04

40.29

32.77

37.94

38.87

30.24

36.76

37.49

38.57

40.14

43.23

36.08

38.33

41.45

33.50

37.34

40.12

31.14

36.40

38.68

-0.21

0.43

-0.86

-0.47

0.71

-1.16

-0.73

0.60

-1.25

-0.90

0.36

-1.19

表3psnroft264（dB）

38.01

40.67

42.48

35.22

39.06

40.42

32.43

38.00

39.11

30.09

36.85

37.67

38.24

40.39

43.32

35.72

38.45

41.49

33.14

40.11

30.98

36.35

38.77

-0.23

0.28

-0.84

-0.50

0.61

-1.07

-0.71

0.66

-1.00

-0.89

0.50

-1.10

表4rateofjm86（kbps）

QP=28

QP=32

QP=36

248.62

135.13

76.05

45.99

848.40

433.88

231.90

133.71

（Cif）/（Qcif）

3.41

3.21

3.05

2.91

表5rateofx264（kbps）

241.21

130.15

70.16

40.78

826.88

421.54

218.66

121.50

3.43

3.24

3.12

2.98

表6rateoft264（kbps）

315.74

172.01

93.11

57.10

1123.09

576.26

301.40

175.25

3.56

3.35

3.07

表7encodingspeedofjm86（kbps）

0.41

0.42

0.10

0.11

（Qcif）/（Cif）

3.99

4.00

表8encodingspeedofx264（kbps）

3.87

3.80

3.59

表9encodingspeedoft264（kbps）

188.27

209.33

221.80

228.61

45.53

44.80

47.55

50.91

4.14

4.67

4.66

4.49

1）psnr:

三个编码器的表现一致。

Cif序列比qcif序列的psnr略高，特别是y分量，其差异不大于1dB.

2）rate:

Cif序列的码率是qcif序列的三倍多，qp越大倍数减少，qp=24为3.5倍，qp=36时为3倍。

为什么分辨率是4倍，而码率是3倍多？

a）分辨率低了，图像纹理会变得复杂。

b）一些公共信息（如图片头信息）消耗的码率一样。

3）encodingspeed:

jm86和x264表现一致，qcif编码速度是cif的4倍左右，而t264下，其倍数达4.5倍左右，说明t264对低分辨率序列的编码比较有效。

4）Ingenerally,分辨率提高n倍，要得到相近的编码质量，输出码率和花费的编码时间也要增加近n倍。

四、实验结论

1、x264

而且，在客观质量psnrx264不如jm86的情况下，x264的主观图像质量却比jm86来得好，这说明x264非常注重实效。

2、t264

为了对t264有个公平的比较，需要对t264的highquality进行评测。

3、t264high