代码学习0：参考软件的使用

视频压缩编码标准
参考软件获取
参考软件的使用
参考软件使用方法
- VTM工程
- cfg配置文件
- 工程命令设置
- - 编码器
  - 解码器
- 工程运行
- - 编码器
  - 解码器
- 结果输出
- - 编码端
  - 解码端

之前对视频压缩编码的学习主要停留在原理文本的学习上，18年9月份新学期才开始尝试深入一点了解代码。第一次面临这么大工程量的代码框架，虽然只是想对其进行一个小小的优化，但是在不了解其他部分框架的时候，盲目改代码就会出错，可能造成编解码不一致等情况。因此趁寒假快到，空出一点时间回炉重造，希望从菜鸟初级入门能够更系统地学习并整理下~
参考软件：VTM3.0

(参考 “岳麓吹雪”大佬博客《HEVC代码学习0：HM使用+码流分析教程》：https://blog.csdn.net/lin453701006/article/details/52775820)

视频压缩编码标准

自上世纪80年代以来，人类一直在研究视频的编解码方法，并制定了相应的国际化标准和准则，视频编码标准规范了压缩后视频码流的格式以及解码器，使得不同设备编码后的码流能够在不同设备上正常解码播放，保证各种编解码设备和软件的互通性。目前国际上制定编解码标准的两大组织分别是：

国际电信联盟电信标准化部门ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector)；
国际标准组织/国际电工委员会ISO/IEC(International Organization for Standardization/International Electro technical Commission)；

在过去的时间里，前者的视频编码专家组VCEG(Video Coding Experts)推出了H.26X系列。后者由其动态图像专家组MPEG(Moving Picture Experts Group)推出了MPEG系列视频编码标准。在2003年，两者联合推出了H.264/AVC视频标准，目前还在广泛使用。随着时间发展，2013年，两者推出最新的国际视频标准H.265，即HEVC标准。

2015年10月，VCEG和MPEG成立JVET工作组Joint Video Exploration Team，该工作组的任务是制定下一代视频编码标准。2018年4月，JVET正式命名下一代视频编码标准为多功能视频编码(Versatile Video Coding，VVC)，其相应的测试模型为VTM。目前VVC标准还在制定过程中。

参考软件获取

目前VTM的获取方式：
https://vcgit.hhi.fraunhofer.de/jvet/VVCSoftware_VTM
可以通过git下载。

补充一下HEVC的参考软件HM的获取方式：
https://hevc.hhi.fraunhofer.de/svn/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。
可以通过TortoiseSVN下载：

参考软件的使用

对于HM软件，通过TortoiseSVN下载后，可以直接进入下载目录./build，打开.sln文件即可打开工程。

但是对于VTM需要先安装cmake进行编译：
第一步：在下载目录下新建空文件夹： mkdir build
第二步：打开cmake文件，选择source code路径和build路径；
第三步：点击"configure"，当出现"configure done"证明编译成功；

第四步：点击"Generate",生成.sln文件；
第五步：可以直接点击"Open Project"，也可以同上述HM一样，直接进入build目录下打开.sln文件。
以上上述编译过程结束后才能打开VTM项目。

参考软件使用方法

VTM工程

VTM工程的文件组织结构：

build文件：包含VTM的工程文件NextSoftware.sln；
cfg文件：里面是关于VTM编码配置文件.cfg，可以直接用文本工具打开编辑；
source文件：是VTM的c++源文件，包含编码器和解码器的源文件；
bin文件：包含VTM工程的编译结果，EncoderApp.exe和DecoderApp.exe等等；
目前VTM3.0包含以下13个工程。

其中比较重要的：
DecoderAnalyserApp:
DecoderApp: 解码器的应用函数
EncoderApp: 编码器的应用函数
CommonLib: 编码器和解码器公用的库函数
DecoderLib: 解码器的库函数
EncoderLib: 编码器的库函数

cfg配置文件

cfg文件的参数需要进行配置，其中包括VTM工程本身的参数配置和测试序列的参数配置两个文件，均在./cfg目录下。

VTM工程参数配置：
如上图，工程配置文件分为4种：encoder_intra_vtm.cfg(即All_intra，全帧内预测模式)，encoder_lowdelay_P_vtm.cfg，encoder_lowdelay_vtm.cfg，encoder_randomaccess_vtm.cfg。
其中参数如QP，对工具如deblocking、SAO的开关等等都在配置文件中，以及编码端的码流文件、重构yuv文件名称都可以控制；
测试序列参数配置：
在路径./cfg/per-sequence中，有标准测试条件下测试序列的配置。
如下图，参数分别是序列名称、比特深度、亮度色度模式、帧率、从第几帧开始编码、序列图像宽度、序列图像高、共编码多少帧。
其中如果更换其他序列，必要修改的是序列名称以及宽度高度，具体要开始编码多少帧根据需求进行设定。

工程命令设置

编码器

打开属性页，填写命令参数和工作目录：
命令参数格式：“-c 两个cfg配置文件” + “>> 日志txt文件”
如-c encoder_intra_vtm_qp32.cfg -c SlideEditing.cfg >> log_file.txt
其中 >> 是不覆盖写，> 是覆盖写。
而工作目录是在./bin目录下的子目录，具体需要根据选择的调试器是Debug或者Release，即编译后生成的EncoderApp.exe所在目录。

解码器

打开属性页，填写命令参数和工作目录：
其中解码端的命令参数和编码端的不同，不再有配置文件，而是根据编码器生成的码流文件生成重构yuv。
命令格式为"-b 码流文件” + “-o 解码输出重构文件” + “>> 解码器日志文件”
如，-b str.bin -o res_decoder.yuv >> log_decoder.txt

工程运行

编码器

将编码器"EncoderApp"设置为启动项目，直接开始运行即可。

最后编码器的性能结果会被记录在命令参数的日志文件中，生成的码流文件和重建视频文件是在参数配置cfg文件内设置的，路径即编码器自己设置的工作目录下。

解码器

将解码器“DecoderApp”设置为启动项目，直接开始运行。
最后解码器的解码性能结果会被记录在命令参数的日志文件中，-o生成的重构视频文件，都在解码器设置的工作目录下。

结果输出

编码端

在参考软件中，一般的信息都已经被打印在日志文件中，包括一些工具的开关状态、编码结果，以及全部的编码时间。

每编完一帧后输出的的编码信息，其中重要的是：POC（对应图像时域播放顺序的序号，这里POC 0 就是时域播放第一帧）、TId（temporal id 时域层序号，一个帧只能参考时域层低于他的帧，不能参考更高层的帧），总比特数，YUV各自的PSNR值。

解码端

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