HEVC之路0：HM16.18的运行+码流分析

1.HM下载

1. HM不能直接网页下载，因为它是采用svn来管理代码的，因此需要利用svn下载，这里采用TortoiseSVN(软件下载地址为https://tortoisesvn.net/)进行下载。
   
   
2. 下载并安装TortoiseSVN，在桌面任意位置右键，打开repo-browser
   
3. 在弹出来的URL框填入HM的下载地址：https://hevc.hhi.fraunhofer.de/svn/svn_HEVCSoftware/tags/
   svn_HEVCSoftware分成三个大类：
   
   trunk：主干程序，是最新的HM主线版本。
   
   branches：分支程序，是扩展的HM版本。
   
   tags：各个版本的HM版本。
   
   
4. 然后就能看到HM相关文件夹，所发布的HM版本在tags文件夹中
   
5. 在需要的版本中右键选择“checkout”，即可进行下载。这里选择的是最新版HM-16.17
            关于版本，可以看到早期版本中有“RExt”字样，RExt表示Format Range Extension，用于支持4:0:0,4:2:2,4:4:4的颜色空间和额外比特深度。但到HM16.0后，RExt已经并入HM主线，因此不再单独列出RExt。而对于有”SCM”字样版本，即包含SHVC,MV-HEVC,3D-HEVC版本分支。

2.HM运行

1. 在HM16.18->build文件夹中，点击对应的VS版本打开，这里以HM_vc2015.sln为例，可以看到右侧出现9个项目。
   
2. 右击“解决方案‘HM_vc2013’(9个项目)”->”生成解决方案”。debug,win32可选，与系统是否是64位的无关，不影响工程运行
   

   生成成功后，在HM16.7下会生成一个“bin”文件夹，在bin\vc2013\Win32\Debug中会有2个可执行文件：TAppEncoder.exe和TAppDecoder.exe

3. 我们主要对HEVC编码器进行研究，即将yuv格式码流编码成HEVC格式数据，所以主要关注TAppEncoder。
   右击解决方案中“TAppEncoder”->“设为启动项目”
   再右击“TAppEncoder”->”属性”->”配置属性”->”调试”
   在工作目录栏指定工作目录路径，这里在HM16.7下创建了一个workspace的文件夹作为工作目录。
   在命令参数栏中需要填写的是用到的配置文件名，包含2个：
   （1）编码器配置文件： encoder_intra_main.cfg，文件路径：D:\HEVC\HM16.7\cfg。并把该文件复制到workspace中。
   （2）视频源配置文件（该用于指定输入yuv测试文件，分辨率，待编码帧数等）：为了日后使用方便，在workspace中新建一个bitstream.cfg的配置文件，配置的编写复制HM16.7\cfg\per-sequence中的相应配置即可。（如，我们需要压缩BasketballDrill视频文件，则打开BasketballDrill.cfg并把其中的配置复制到bitstram.cfg中。但注意要修改InputFile的地址，这个后面会提到）。

4. 指定源数据文件
   下载地址1：http://ftp.kw.bbc.co.uk/hevc/hm-15.0-anchors/bitstreams/i_main/ ;
   
   该地址下载下来的是.bin格式的265压缩文件，需经265解码器解码成yuv格式文件才可为编码器使用。
   下载地址2（已经失效）：https://pan.baidu.com/share/link?shareid=976413622&uk=204312922#list/path=%2F
   该地址下载下来的是.yuv的yuv文件，可用于265编码器编码。这里下载了一个BasketballDrill_832x480_50.yuv文件用于编码测试

5. 修改配置文件
   在HM16.7\cfg\per-sequence中找到BasketballDrill.cfg，并把其中的配置复制到bitstream.cfg
   修改bitstream.cfg中的配置：
   InputFile修改为码流路径，注意路径不能有中文字符，斜线方向不影响。
   FramesToBeEncoded修改为5.即只编码5帧，这里只为缩短编码时间。
   

   修改encoder_intra_main.cfg中的配置：
   将QP值修改为51，以减小压缩后的码流量大小
   

   注意：以上配置不能乱改，一旦不满足规范，则程序无法正常运行。  （如IntraPeriod和GOPSize这两个参数的修改就有点复杂，一些都选1，即都是I帧，如果不是，还要设置一些参数，而不是简单改变数值。例子见encoder_lowdelay_main_rext.cfg）。

6. 运行程序
   运行过程中出现如下界面，运行结束后在workspace中生成2个文件：str.bin和rec.yuv。前者是编码后的码流文件，后者是重建的yuv格式图像
   

3.码流分析

目前HEVC有几款不错的码流分析软件，CodecVisa，Elecard HEVC Analyzer等，但CodecVisa收费，Elecard HEVC Analyzer可以找到破解版，下面来简单介绍Elecard HEVC Analyzer的使用方法。

Elecard HEVC Analyzer破解版下载地址，内附激活教程（CSDN现在没法传免费资源，以后共享资源我尽量用百度云）：链接：https://pan.baidu.com/s/1jJE2W8A 密码：gmof
打开Elecard HEVC Analyzer，然后打开编码得到的.bin文件。

左上角选择Chart Bar可以查看每帧视频码流分配情况：

 

Thumbnails查看视频的缩略图及对应的编码索引和时间索引。

 

 

上方三个按钮控制显示块划分、预测角度（帧内方向，帧间MV），分块类型。

 

 

左侧可以看到帧级别的统计信息，比如色度格式、分辨率、各类型帧所分配的比特比例等，下面可以更换查看VPS、SPS等其他级别的信息。

 

 

右侧可以查看CU级别的信息，块的位置、尺寸、预测方向等等。

 

 

详细教程见Elecard自带的User Guided。

4.错误分析

1. 没有进行任何改动，程序开始运行一闪就自动结束了。

尤其是新手！注意了！很多人一上手就跑程序，成功生成了，但是运行什么都没有，就这个问题！HM是需要设置输入参数和cfg的！

使用HM的肯定都会遇到，一般都是输入参数或cfg文件的问题，查看输出的out.txt可以看到相关提示。检查输入参数是否正确（阅读用户手册查错），cfg文件中的输入YUV地址是否填写正确，对应位置是否有对应的YUV文件。

 

2. 对代码进行改动后报错。

同上，查看输出的的out.txt看相关提示，找到对应位置进行修正。各类问题很多，就是很基本的C程序调试，不具体说了。

 

3. 运行程序，也不报错，也没有正常编码的提示。

首先还是建议等，因为很可能是因为你的机子太慢了，HM还好，如果使用JEM，编一帧都可以睡一觉了，耐心等一下。如果超过几个小时还不动，那就是程序的问题了，去找错吧。

 

4.正常编码输出的重构图像打开后如下图，有两种可能：

 

(1)编码输入的分辨率错误，只能改好重新编码一下。

(2)cfg中设置的InternalBitDepth为10，这不是错误，无法正常显示是因为重构图像是10bit图像，而一般YUV播放器只支持8bit图像，像素值越界。这里提供一个本人自己改的10bit YUV播放器：http://blog.csdn.net/lin453701006/article/details/79892864。

 

4.针对编码速度慢问题补充说明

新手肯定对于编码速度有很多疑问，也有很多人问我这个问题，因此在这里单独说明一下。

HM的编码速度相关的因素：

(1).很重要一定要记住，在真正测试时一定要用release版！release相比debug版本速度会快很多，x64也要比x86速度快一些。这个具体原因不深究了，有兴趣可以自己研究下。

(2).输入参数，编码帧数、QP等。建议在检验你的代码是否正确和初步检测性能优劣时，用较少帧。而QP是公共测试条件限定的，没法从QP方面入手提高速度。

(3).视频序列的分辨率，这一点很好理解，没什么可说的。

(4).所有人都能想到，电脑配置也会影响。不过我尝试过，配置只要够用，运行速度差异不大，主要还是C++的运行效率限制了运行速度。

5.参考链接

1. https://blog.csdn.net/u011025888/article/details/78841829
   

2. https://blog.csdn.net/lin453701006/article/details/52775820