H.264开源解码器评测

旧城等待， 2021-12-09 01:17 409阅读 0赞

2003年5月，当H.264编码标准草案发布时，很多人都觉得H.264太复杂，不宜实用。眨眼间3年过去了，以往的论断、疑惑被如今的现实冲洗 的干干净净。随着硬件性能的提高和视频编码工作者对H.264的不断优化，如今的H.264已完全实用，最新的达芬奇芯片上能实现D1分辨率 (720\*480)视频的实时编码，而对于解码，普通的PC机就能实现x264编码的DVDrip电影的流畅播放。纵观过去的三年，有多少人对H.264 倾注了热情和汗水才换来今天的成绩，而那些H.264的开源项目以及参与这些项目的开发者自然是功不可没。

本文评测的是作者接触过的H.264开源解码器，包括：JM decoder, T264 decoder, x264 decoder, ffmpeg libavcodec, Intel IPP simple player。评测的内容有：对H.264特性的支持、解码速度以及二次开发难易程度。

**一、H.264开源解码器介绍**

**1、JM decoder**

JM decoder是H.264的官方源码，通常也称为校验模型。其特点是支持特性好，实用性差。本文选用的程序是JM86，不支持high profile，因为本文不对high profile部分进行实验比较。

NOTE: JM一直没有做实用化方面的努力，所以其解码速度代表的是2003年的水平。

**2、T264 decoder**

T264是国内的开源项目，T264 decoder的程序做过汇编优化，速度还可以，但只能解T264本身的码流。作者对T264 decoder version 0.14（2005-3-29）作了修改，支持baseline的解码。

**3、x264 decoder**

x264本没有decoder，但其包含decoder的部分函数雏形，猜想作者在一开始时是准备实现decoder，后来可能是因为有了ffmpeg，就放弃了这个想法（纯粹属于猜测，呵呵）。

本文的x264 decoder是作者在x264 svn check out 2005.12.26的基础上实现的，支持baseline的解码。

**4、ffmpeg libavcodec**

ffmpeg是一个大项目，它包含各种音视频标准的codec，还支持各类file format（.avi, .mp4, .mkv and etc）的parsing。所以，很多开源项目都有直接或间接地采用了ffmpeg，如mplayer播放器就是直接采用了ffmpeg，而mpc播放器 则是先采用了ffdshow filter，而ffdshow又采用了ffmpeg。ffmpeg是一个非常棒的音视频编解码库，支持的标准非常全，而且编解码速度也很快。

本文实验采用的是cvs check out 2006.02.20的版本，作者对其中的apiexample demo进行了简单的修改，用于解码h.264码流

**5、Intel IPP simple player**

Intel的IPP库，全称为Integrated Performance Primitives，在Intel的各种处理器平台（IA-32, Itanium, xscale and etc）上实现了信号处理常用算法、常用数学运算及音视频编解码算法等等。IPP给我的第一感觉是，在Intel的处理器平台上，它实现的各种算法应该是 最快的，至于实际结果如何，待等到实验比较后见分晓。

本文采用的IPP库版本为IA32 5.1.017 评估版

Intel IPP simple player是用于播放各种音视频文件的简单播放器，用c++实用，具体算法调用IPP库来实现。本文采用的simple player版本是5.0.017

**二、对于H.264特性的支持**

1、JM86 decoder

support baseline, extended, main profile

2、T264 decoder

baseline

3、x264 decodeer

baseline

4、ffmpeg libavcodec

support baseline, main profile, high profile except the feature: paff, mbaff…

5、Intel IPP simple player

support baseline and main profile

**三、评测条件**

1、所用测试序列

表1 所用测试序列

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 分辨率 </td> 
 <td> 序列名称 </td> 
 <td> 特点 </td> 
 <td> 编码帧数 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> QCIF </td> 
 <td> foreman </td> 
 <td> 纹理复杂度一般 运动剧烈：画面人物和镜头均运动，还有场景的切换 </td> 
 <td> 300 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> CIF </td> 
 <td> foreman </td> 
 <td> 同上 </td> 
 <td> 300 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> mthr_dotr </td> 
 <td> 背景简单 画面人物运动幅度不大 </td> 
 <td> 100 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> mobile </td> 
 <td> 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 </td> 
 <td> 200 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> D1(720*480) </td> 
 <td> soccer2 </td> 
 <td> 镜头有移动，画面的足球运动员的运动也很剧烈 </td> 
 <td> 300 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> puppy </td> 
 <td> 镜头无运动，画面中的玩具小狗也只有简单的运动 </td> 
 <td> 100 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

2、编码参数

编码程序：x264 svn check out 2006.05.06

参数设置示例：x264enc --frames 300 --no-cabac --qp 26 -o test.264 foreman.cif 352x288（相当于baseline）

量化步长：26和36

2、环境

CPU: Pentium4 2.4GHz, RAM: DDR 512M

OS: windows2000 professional+sp4

3、解码器程序编译环境

JM86 decoder: vc71 release

T264 decoder: vc71 release

x264 decodeer: vc71 release

ffmpeg libavcodec: MinGW

Intel IPP simple player: vc71 release + directX 9.0c sdk

4、解码参数设置

不保存重建序列（note: 是否保存重建序列对于解码速度的影响很大）

**四、解码速度比较结果**

待补充完整。。。

表2 解码速度比较（单位：fps）

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 分辨率 </td> 
 <td> 序列名称 </td> 
 <td> 量化步长 </td> 
 <td> JM86 decoder </td> 
 <td> x264 decodeer </td> 
 <td> ffmpeg libavcodec </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> QCIF </td> 
 <td> foreman </td> 
 <td> 26 </td> 
 <td> 50fps左右 </td> 
 <td> 684.93 </td> 
 <td> 1196 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 36 </td> 
 <td> 874.64 </td> 
 <td> 1916.67 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> CIF </td> 
 <td> foreman </td> 
 <td> 26 </td> 
 <td> 15fps左右 </td> 
 <td> 168.44 </td> 
 <td> 303.86 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 36 </td> 
 <td> 190.11 </td> 
 <td> 503.37 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> mthr_dotr </td> 
 <td> 26 </td> 
 <td> 182.82 </td> 
 <td> 421.28 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 36 </td> 
 <td> 200 </td> 
 <td> 634.62 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> mobile </td> 
 <td> 26 </td> 
 <td> 129.28 </td> 
 <td> 190.07 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 36 </td> 
 <td> 173.01 </td> 
 <td> 353.46 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> D1(720*480) </td> 
 <td> soccer2 </td> 
 <td> 26 </td> 
 <td> 5fps左右 </td> 
 <td> 53.04 </td> 
 <td> 105.17 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 36 </td> 
 <td> 60.19 </td> 
 <td> 158.12 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> puppy </td> 
 <td> 26 </td> 
 <td> 61.54 </td> 
 <td> 192.23 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 36 </td> 
 <td> 64.64 </td> 
 <td> 253.85 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

【note】

t264的解码程序能解jm baseline的码流，但无法解上面x264生成的码流，故无法给出实验结果。但通过对自身t264 fast mode码流的解码速度进行统计，t264 decoder和x264 decoder，解码速度降低40％左右。

Intel IPP simple player在我的电脑上编译未成功，在其它成功编译的电脑（xp系统，directx, vs.net, IPP均安装于C盘）上进行简单测试，其解码速度和ffmpeg的解码速度相比，降低10%左右。

【简单结论】

解码速度：ffmpeg > IPP simple player > x264 decoder > t264 decoder > jm86 decoder

以ffmpeg的编码速度为基准，假设为100fps，则：

IPP simple player：90fps

x264 decoder：50fps

t264 decoder：30fps

jm86 decoder：3fps

**五、程序开发上的比较**

我估计阅读本文的大部分读者都是搞开发的，因此，阅读过程中自然会思考如何在程序开发上借鉴或者采用以上开源的H.264解码器，下面就针对程序开发上的难易、适用场合等作个比较。