开发一个HEVC码率分析工具

  在开发编解码器时，经常需要分析码率波动情况，分析缓冲区是否有上下溢情况，所以用python开发一个简单的工具。它可以分析HM编码器的输出log，提取每一帧的比特数，结合视频帧率，就可以绘制码率波动图和VBV缓冲区状态的图像了。工具的UI如图1图2所示：plot type选项有两种选择：选项1"bitrate viewer"用于绘制每秒钟的码率情况；选项2"vbvbuffer view"用于绘制VBV缓冲区的状态图。

工具参数设置

  source log为选择HM编码器输出的log文件，点击Open按钮选择相应的文件即可。

  图1为绘制码率波动图的UI，有两个参数可设置：

• "frame rate"即视频帧率。
• "check interval"是设置多少帧统计一次码率，比如图中的25，表示每25帧（即一秒钟）统计一次码率。

  图2为绘制VBV状态的UI，有四个参数可设置：

• "frame rate"即视频帧率。
• "vbv_bufsize"是设置VBV缓冲区的大小(kbits)，图2设的是6000，VBV=6Mbits。
• "vbv_bitrate"是设置视频流的发送码率(kbps)，对解码器而言，即往解码器接收端的VBV Buffer里填充的码率）
• "vbv_init_time"是设置VBV缓冲区的初始填充时间(ms)

图1、绘制码率波动图的UI

 

图2、绘制VBV状态的UI​​​

 

工具输出结果

  配置好工具的选项后，点击"Start Plot"按钮，即可进行绘制。

  图3为输出的码率波动图像，图像的标题包含了平均码率，最大码率信息，及最大码率/平均码率的比值，图像上则标明了最大码率出现的时间点。可以从图像上看到，对这个序列的编码结果，整体码率波动很平缓，码率控制效果良好。

图3、码率波动图

  图4为输出的VBV Buffer状态图像，图像的标题包含了缓冲区被占用的最多和最小时的情况，以及最多和最小之间的差值（这个差值表示了对这个序列而言，最小需要的缓冲区大小）。从图像中看，这个序列没出现下溢情况，出现了一小段上溢但不严重，这个序列要保证不上下溢，需要的缓冲区最小为6.56Mbits。

图4、VBV状态图

github下载地址

https://github.com/ronnielige/py_hevc_bitrate_viewer.git

工具使用说明

• 运行plot_bitrate_view_app.pyw前，需要先安装python运行环境，建议直接安装Python-xy（它包含的库很全，不需额外安装库），下载地址：http://python-xy.github.io/downloads.html
• 先运行HM的TAppEncoder编码器，将输出结果保存为log文件。本项目里的 input_logs/hm265_G_footballdejia_abr6000.log 文件为一个标准的HM输出log文件。
• 可以根据需要修改plot_bitrate_view_app.pyw中的代码，支持其他265编码器的输出log格式。

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