H.265/HEVC视频转码

云端FPGA

2016年下半年,NGCodec成为第一家用新亚马逊Web Services EC2 FPGA F1 实列实现实时视频转码的公司,这开辟了基于云端,高视频质量,低成本,低延时实时视频转码新篇章。最核心使用NGCodec RealityCodec™ H.265 /HEVC视频编码解码技术!

H.265 /HEVC视频编码/转码的典型应用场景是:视频直播/游戏。

特点                                       优势

  • 广电级直播H.265 / HEVC 编码

  • 支持1080P60兼容低分辨率(4K)

  • 4:2:0 8位和HDR 10位色彩空间

  • 100%FPGA ,不占用CPU 主机

  • 同时编码32路视频流

  • 延时从6帧到10秒不等,编程设定

  • 基于工业标准的丰富API

  • H.265/VP9; H.264和AV1开发中

  • 比软件编码器减少10倍编码成本 

  • 画质高于SWx265 very slow

  • 每秒编码帧数高达60 (FPS)

  • 视频直播场景下支持低延时编码

  • 完全支持自适应码流(ARB

  • FFmpeg即插即用简化集成过程

  • 现场动态升级新的编码标准和档次

  • 对不同视频内容特殊定制

FPGA 加速

随着摩尔定律的失效, 云基础设备提供商意识到需要一种新的加速平台。刚开始,人们尝试使用图形处理器(GPU),对于像神经网络训练一类的应用,GPU提供了比CPU更好的性能,GPU编程非常具有挑战性。不幸的是,许多新的应用要求复杂的决策和数字计算,限制GPU的使用。

FPGA (可编程阵列)是一种特殊的可编程芯片,这种芯片可以重写场中的圆度. 这与传统的ASIC设计开发过程很相像,ASIC和FPGA不同在于,ASICs 一旦设计完成,不能更改,而且要花数年时间完成。

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采用FPGA实列硬件视频编码优势

NGCodecRealityCodec™ 让客户体验到用硬件加速减少视频编码负荷的优势。采用FPGA实列硬件编码的主要优势有:相同码率情况,视频质量更好,帧率能到到60 FPS (比CPU编码帧率提高20倍)。采用FPGA实列硬件编码的第二好处是:低延时,减少视频源到观测端的视频滞后时间,这对视频直播非常重要。第三好处是:降低编码成本。最后,可以在单一FPGA实列上,最多支持到32ABR独立编码视频流。

 

和软件编码相比的优势

X265一类的编码软件含有很多预设值,让用户定制化设置和权衡整体计算要求和编码视频文件大小。对于文件类型的视频,X265 veryslow预设值能够产生非常高质量视频。编码帧率(每秒帧数量)低,取得很好压缩效果,但是信源编码的成本很高。

 

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相比较文件视频,直播视频软件编码技术不能取得最佳视频质量因为编码太慢。上图比较1080P60视频源在AWS C4.8大的实列类型下,X265在不同预设值情况下编码帧率比较. 直播视频软件编码的最大问题是,在一定计算量低码率条件下,视频质量得不到保障。而NGCodec编码帧率可以轻松达到60 FPS并且视频质量超出X265 veryslow预设值。

稍微复杂点,分解视频,可以用多个实列达到60 FPS效果。用每个c4.8实列编码3 FPS veryslow), 20个实列能够达到60 FPS效果,在AWS上,需要花费31.82美元。 NGCodec单一f1.2x实列花费2.9美元,节省10倍费用。

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