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支持 - 如何操作

DropBox H.264 无损压缩的详细信息

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  By Olga Krovyakova - modified October 6, 2023, created April 3, 2019.

 

免费试用 ZOND 265

 

几周前，我们偶然看到一篇文章 ，内容是关于 Dropbox 工程师重新创建热门电视节目中的 Pied Piper 算法。 Dropbox 为 H.264 和 JPEG 文件开发了一种无损压缩算法，我们的团队开始评估该解决方案并收集一些切实的细节.

猛然一看，我们发现重新压缩后的H.264文件不再是H.264，只能用于临时存储。 此外，这种压缩方法在两种情况下有效：如果文件使用CAVLC作为编码器，或者文件使用最大尺寸的PU和TU块进行编码。 仅当 H.264 编解码器设置为最大速度编码时，才能满足这两个条件. 

关于花衣魔笛手项目

视频是 最重的 数据格式之一，因此视频处理、传输和存储服务必须将压缩视为可行的解决方案也就不足为奇了。 然而，有一些选择。 2015 年 8 月，DropBox 公布了他们对该问题的愿景 - 一种针对 H.264 标准视频文件的原始但不完整的算法。 该公司的主要重点是客户文件的存储。 普通用户不太关心这些文件如何存储，重要的是按照上传的方式完整地下载相同的文件 – 。 因此 DropBox 算法是一种无损算法。 此外， 压缩的结果不是源格式的视频文件.

我们的文章旨在评估该算法在压缩不同文件格式方面的效率。 为此，我们将使用 Solveig Multimedia 的 ZOND 265、 H.264 和 H.265 视频文件分析器作为辅助工具.

您可以通过 链接下载与本文相关的所有文件（为 Linux Ubuntu x64 12.04 编译的压缩器可执行文件、测试视频文件）.
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估算 Pied Piper 项目压缩机的效率

压缩器的源代码和测试文件可在 GitHub处获取。 对于初学者，我们将编译一个压缩器并估计测试文件。 之后，我们将根据现实视频文件来衡量效果.

压缩

 Pied Piper 压缩器编译的具体指南仅适用于 Linux。 事实上，它是一个文件 - “piedpiper_make”脚本。 因此我们需要加载 Linux Ubuntu x64 并输入三个命令:

cd ./lossless264
./piedpiper_make

编译后，检查当前文件夹中是否有压缩器文件:

  • h264dec – 压缩器和解压缩器可执行文件
  • so.0、libopenh264.so – 动态辅助库及其链接.

如果通过命令执行压缩:

./h264dec ./源文件.264 ./目标文件.pip,

减压:

./h264dec ./压缩文件.pip ./解压缩文件.264.

请记住，压缩输出不是与源格式相同的文件，而是一组 .pip 文件.
 

花衣魔笛手 测试文件

根据 Git 存储库，DropBox 团队使用这些文件作为测试材料：“black.264”、“tibby.264”、“walk.264”、“BA1_FT_C.264”、“BAMQ2_JVC_C.264”。 我们将它们上传到 Zond 265 中，发现它们已通过相同的方法进行压缩（请参阅 Zond 265 屏幕截图， Bitstream 选项卡，图片 1 - 3 中的“tibby.264”文件）。 文件的主要属性是使用 CAVLC（PPS，entropy_coding_mode_flag：0）并且没有 B 帧（SPS，max_num_reorder_frames：0）。 我们选择了前三个文件进行效率测试.

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图。 1.“tibby.264”文件的序列参数集 (SPS) 块

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图。 2.“tibby.264”文件的图片参数设置块

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图。 3.“tibby.264”文件的视频流结构

其他测试文件

用户可以使用多种工具来获取视频文件：用相机拍摄视频（例如在手机上），从众多视频服务（YouTube、VK、Vimeo、Facebook 等）下载视频，或使用 具有重新编码功能的软件.

我们选择“VID_20150917_131139.264”文件作为普通的手机视频片段。 与之前的示例一样，它不包含 B 帧，但使用 CABAC 而不是 CAVLC 作为算术编码器。 压缩器返回 YouTube 文件的错误（它们包括 B 帧并使用 CABAC），因此我们将这些文件留在测试框架中.

选择支持重新编码的软件，我们选择 ffmpeg 控制台实用程序（“libx264”模块）。 向前跳跃，压缩只能在“超快”预设下进行，而“超快”预设则不会显示任何结果。 测试文件是“tractor-ultrafast.264”、“tractor-superfast.264”".

除了提到的文件之外，该表还包括另外三个示例。 后者用于确定建议的算法是否将保持启用的“CABAC”选项的效率以及使用最大尺寸的 PU 和 TU 块进行编码：“black-cabac.264”、“tibby-cabac.264”和“tibby-cabac” -最大块”".
 

检测结果

测试结果显示在表 1 和表 2 中。PU 和 TU 块的定量数据已使用 Zond 265 软件（Stream Stats 选项卡）收集。 图。 图4显示了“tibby.264”文件数据的屏幕截图.

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图。 4.“tibby.264”文件的 PU 和 TU 块数据

表 1. Pied Piper 压缩器。 效率测试结果.

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表 2. Pied Piper 压缩器。 效率测试结果.

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 如上表所示，当前版本的 Pied Piper 算法仅在两种情况下工作：如果文件使用 CAVLC 作为编码器，或者文件使用最大大小的 PU 和 TU 块进行编码。 这些场景需要 H.264 编解码器的最大速度编码。 显然，所有这些都归结为相当大的文件。 这些是由 ffmpeg 编解码器使用 libx264 创建的文件，预设为“ultrafast”.

现在就这样。 我们感谢您花时间与我们的团队一起完成这项研究。 期待您的反馈意见!

 

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 About the author

imageOlga Krovyakova is the Technical Support Manager in Solveig Multimedia since 2010.

She is the author of many text and video guidelines of company's products: Video Splitter, HyperCam, WMP Trimmer Plugin, AVI Trimmer+ and TriMP4.

She works with programs every day and therefore knows very well how they work. Сontact Olga via support@solveigmm.com if you have any questions. She will gladly assist you!