PaoPaoDragon

WinFast PxVC1100 多了一款可以支援的軟體了, 它就是 Pegasys TMPGEnc 4.0 Xpress, 先決條件是必須要有 SpursEngine Plug-IN 才可以用到 PxVC1100 強大的硬體影像運算能力, 並非只要是 4.0 Xpress 版本就可以用到 PxVC1100 的硬體.

首先來一張軟體的主頁, 讓大家看看它的長相吧.

TMPGEnc-Main.jpg (242.82 KB)

2009-4-16 15:23

它除了提供支援 PxVC1100 裡面的 SpursEngine 晶片外, 你也可以使用它其餘採用軟體來做轉檔的各項工作, 比如說, 它在轉換成 H264 (MPEG4 AVC) 時的軟體 CODEC 是採用 MainConcept.
另外它也可以利用 CUDA 來做 Filters 功能, 比如將色彩或對比加強等等, 簡言之, 你可以同時利用 SpursEngine 來轉檔, CUDA 做 Filters 加強影片效果, 互不衝突.

操作方法非常簡單, Start -> Source -> Format -> Encode 次序步驟就 OK 了.

首先你可以選擇 Source -> Add file 來加入一個檔案, 當你選好檔案, 它會分析完後顯示下圖資訊. 按 OK 後繼續.

TMPGEnc-Clip-addition.jpg (197.49 KB)

2009-4-16 15:23

你可以選擇要轉錄的片段, 設定開始和結束的點即可.

TMPGEnc-Clip-editing.jpg (248.14 KB)

2009-4-16 15:23

接下來, 你可以調整影片的色彩或對比與亮度等參數, 這部份它會交給 CUDA 來做. 轉檔部份交給 PxVC1100 來做, 不浪費任何硬體資源.

TMPGEnc-Clip-editing-filters.jpg (267.54 KB)

2009-4-16 15:23

再來就是重點了, 影像輸出格式的選擇. 在支援 PxVC1100 版本中, 我們可以看到一個 "SpursEngine file output"
它會提示, 此格式是使用 Toshiba SpursEngine 硬體來做 MPEG-2 / MPEG-4 影像輸出, 請參考下圖.

TMPGEnc-Output-format-selection.jpg (191.38 KB)

2009-4-16 15:23

按了 "Select" 之後, 可以看到下圖. 並且可以選擇你想輸出的格式. (此例是選擇 MPEG-4 AVC -> H.264)

TMPGEnc-Generic-MPEG4AVC.jpg (244.88 KB)

2009-4-16 15:23

然後再選擇 "Profile", 可支援的 Profile&Level 如下圖所示.

TMPGEnc-Profile.jpg (242.31 KB)

2009-4-16 15:23

支援的解析度如下圖

TMPGEnc-Size.jpg (242.85 KB)

2009-4-16 15:23

按左下角的鈕, 開始轉檔.

TMPGEnc-Start-Encode.jpg (139.1 KB)

2009-4-16 15:23

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-21 17:10 編輯 ]

PaoPaoDragon

初步簡易的轉檔測試數據
將 MPEG2 HD 高 bitrate (達到 40Mbps) 的影像, 轉成 H264 HD 且降低 bitrate 至 10Mbps, 目的使容量變少, 且保持一定水準的畫質.

[來源檔案資料] - 101 煙火
影片全長 : 1分8秒 (共計 1050 frames)
影像規格 (MPEG2) : resolution -> 1920x1080, frame rate -> 29.97 fps, bitrate -> 40Mbps

[檔案輸出資訊]
影片全長 : 與來源檔相同為 1分8秒, 沒有裁減
影像規格 (H264) : resolution -> 1920x1080, frame rate -> 29.97 fps, bitrate -> 10Mbps

[設備規格]
CPU :  Intel Core2Quad Q6600
CUDA : nVidia Geforce 9800GT + CUDA driver 181.20
SpursEngine : WinFast PxVC1100

比較 (1) 純 CPU 轉檔 (2) 使用 CUDA (3) PxVC1100 -> 全部都使用 TMPGEnc 4.0 Xpress 這套軟體, 因為它可以同時滿足這三項比較
先來個簡單設定 1-pass, Constant bitrate, 在純 CPU 轉檔時, 使用 MainConcept CODEC.

分別比較轉檔花費時間以及 CPU 使用率

花費時間
CPU : 4分鐘
CUDA : 3分29秒
PxVC1100 : 1分8秒

CPU 使用率
CPU : 84%
CUDA : 90%
PxVC1100 : 35%

貼上一張 PxVC1100 轉檔時的 CPU 使用率

SPE-CPU使用率.jpg (119.57 KB)

2009-4-16 19:43

將陸續補充各種轉檔的資訊. (待續)

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-16 19:51 編輯 ]

PaoPaoDragon

感謝你的意見, 個人回覆如下:

1. 首先, 一開始只是做個 format 轉換 MPEG2 to H264, 測試一下編解碼的速度, 以及 bitrate 的轉換而已, 非要用在上傳用, 用意在先比較硬體的編解碼能力.

2. 要上傳的影像, 的確會被重編碼過, 所以將檔案轉小, 主要的用意在縮短上傳時間, 所以會有一個由高 bitrate 轉 低 bitrate 的比較, 因為還來不及做, 後面會補上.

3. 在軟體轉檔中, 一般都採用 2-pass 來提昇畫質, 但花的時間比較長, 因為它要先分析完影片後再壓縮, 若在比畫質部份, 不論時間的話, 但硬體只能採用 1-pass, 此時就要將 SW 2-pass vs HW 1-pass 來比較. 但這個先決條件是你不在意時間, 重畫質的純畫質考量. 但在很多狀況之下, 因為 時間 vs 畫質 平衡考量, 硬體來做可為另一個選擇. 所以這套軟體 TMPGEnc 的 SpursEngine 版本, 軟/硬 都提供, 由 USER 自己做考量來使用. 沒有誰要取代誰的意謂, 而是你的用途.

4. 在轉檔的要求中, 做上傳只是應用之一種, 對 PxVC1100 來說, 除了由高轉低之外, 還有由低轉高的 Super Resolution, 以及它可以配合 CUDA 來做 Filter, 定位也是在和顯示卡相輔相成, 非兩者對立, 換言之, 在一個轉檔程序中, TMPGEnc 可以同時使用 PxVC1100 和 VGA 來達成你要的設定. 另外一種需求是格式問題, 比如 RMVB 的格式, 你要放到 PS3 播是有困難的, 但你可以用 TMPGEnc + PxVC1100 來做格式轉換成 H264, 直接放到客廳播放, 當然你也可以買台 Media Player 來播 RMVB, 方法很多, 只是提供不同的 solution 給 USER 選用.

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-17 10:43 編輯 ]

PaoPaoDragon

接下來, 利用 PVR2 錄一段 HiHD (ts format), 約2分鐘左右, 再利用 TMPGEnc 4.0 Xpress 來做轉檔成如下格式.

[Output Format]
-> Video format : H.264
-> Resolution : 1280 x 720

如下圖為檔案匯入時

BitrateVBR-2800K-Clip-editing.jpg (229.97 KB)

2009-4-17 16:45

Bitrate 分析圖如下. 可以發現最終平均是 2.786Mbps, 最高為 6.54Mbps. 採用 VBR.

BitrateVBR-2800K.jpg (130.33 KB)

2009-4-17 16:45

轉檔後的畫面截圖如下 (JPEG 壓縮過), 原圖請參考附件

PDVD_006.jpg (79.75 KB)

2009-4-17 16:45

轉換成 1280x720 的影片連結
http://www.badongo.com/vid/1092953

轉檔花費的時間與 CPU 使用率如後 (CPU 依然是同一顆四核心)

CPU : 3分56秒, 共計 236 秒
PxVC1100 : 1分54秒, 共計 114 秒
速度大約是 CPU 的 2 倍快

至於 CPU 使用率, 在純 CPU 時, 約 97%, 幾乎滿載. 啟動 PxVC1100 時, 也達 84% 之多.
以上是 HiHD 的轉檔測試.

另外有再將輸出格式改成 MPEG2, 也就是說由 H264/1920x1080 轉成 MPEG2/1280x720
CPU : 2分13 秒, 共計 133 秒. 比壓成 H264 來的快, 可知壓縮成 H264 確實比壓縮成 MPEG2 吃力
PxVC1100 : 1分55秒, 共計 115 秒. 時間幾乎沒有差別, 對用硬體來做的 PxVC1100, 兩者差別不大.

附註(1) : 這次用的是英文版 TMPGEnc 測試, 後續會推出 繁中/簡中 兩個版本. (日文版已於上個月開始銷售)
附註(2) : 已有支援 Adobe CS3 的 Plug in 軟體, 約在今年六月後會有 Adobe CS4 的 Plug in 釋出.
附註(3) : 以上軟體皆是付費軟體, 依不同應用層的需求

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-17 18:54 編輯 ]

PaoPaoDragon

同上述條件, 追加測試另一個 單核 3G 的 CPU 做一次, 結果如下

CPU : 約 1178 秒, CPU 滿載
PxVC1100 : 約 535 秒, CPU 滿載
所以 PxVC1100 約是 單核3G CPU 的 3.3 倍快左右

所以轉檔速度快慢和 CPU 規格, 輸入影像格式, 輸出影像格式 都有關係, 不是一個絕對值.

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-17 23:03 編輯 ]

PaoPaoDragon

... 也很感謝你提出來的一些想法, 很歡迎一起交流想法

另外一個重點就是 Super Resolution, 有人稱之為 "超解像", 這功能就是將原本的 DVD 影片 (720x480), 將解析度提昇到 1920x1080, 並且會依據影像的前後關係做補插點和顏色調整, 讓原來的 SD 影片畫質能提昇. 才能讓你家中的高畫質電視機能儘情發揮.

坊間有很多方法來達成這個目的, 有的用 CPU 做及時的處理, 當你將 DVD 影片用這些 DVD 播放軟體來看時, 可以開啟這個功能, 就可以享受到畫質提昇的感覺. 付出的代價就是 CPU 使用率會加重.

PxVC1100 是利用轉檔同時, 利用內建的四核心 CELL (不是主機板上的四核心CPU), 將畫質做補償調整, 因為轉出來的動態影像檔會比較龐大, 我截錄兩張圖將它們擺在一起, 分別為 PxVC1100 和某播放軟體做出來的效果比較. (原圖為 BMP 檔, 參照附件)

下圖是有縮過的 JPEG 檔, 喜好各有不同, 請大家自己比較吧, 至於是和那個軟體比較呢? 答案就在附件的檔名中, 且相較於左右圖的位置

SuperResolution+CUDA-Filter-vs-CyberlinkTrueTheaterHD.JPG (82.53 KB)

2009-4-17 23:47

我比較喜歡用人的膚色層次來看效果.

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-18 12:03 編輯 ]

PaoPaoDragon

是的, 將 SD 提昇到 HD 的方式很多, 而對所謂什麼是 HD 的定義也很寬, 有人說只要不是 480/576i  都算是 HD, 這是最寬的解釋. 但個人的解讀是, 至少 1280x720p 以上才算是 HD, 而 1920x1080 是 Full HD, 也就是說將影片由 480 -> 720 就是 SD to HD 提昇了.

C 家和 A 家的 SD -> HD 技術我都測過, 當然也做過比較, 同時如上左右兩張圖的方式來問別人的意見, 有機會就放兩個影片來看動態狀況. 但結果是各有所好, 我個人分析了一下原因, 發現不論 C 或 A 家的所謂技術, 重點在 "對比", "銳利度", "亮度","色彩飽和度" 下手, 這些是比較容易處理, 而且是人類的眼睛很容易感受到的, 當然補插點技術也要做. 畢竟將整個畫面內容一起做調整是最快, 但不是每個細節都合適, 這就要靠演算法來判定了. 算太多的話 CPU 就爆掉了. (指滿載, 不是壞掉. 哈)

(個人感覺如下)

當你在比較 A 或 C 家的技術時, 放個未處理和處理過的兩個畫面時, 你會發現, 哇~~ 明顯清楚很多 (被銳利化), 而且暗夠暗, 亮夠高 (對比加強), 顏色也很明顯很豐富 (飽和度加強), 對很多人來說, 有往好的一面做出差異, 就會有很好的觀感. 有如吃特效藥一般, 的確可以立刻見效. 要這樣做無非是不能讓 CPU 吃太重, 也就是在有限的資源內做最大改變, 也是十分省成本的方法, 雖說用 CUDA 的 Filter 功能來做提昇也是好方式, 但就最終結果來說, 還是有些人感覺 "顆粒太粗" (銳利化結果), "太艷" (過飽和) 等等.

用照片的例子來說, 如因我們拍了一張略糊掉的照片, 我們可以銳利化幾級來讓畫面清楚一點, 但調過頭後, 會如上面兩張臉的圖(右邊臉), 你可以發現有些小顆粒在臉上, 這種顆粒在皮膚層次上容易看出來. 而左邊那張臉看起來比較柔, 有人要自然的感覺, 有人要重口味, 所以我才說因人喜好而異.

但怎麼說呢, 左邊的影像呈現是 CELL 四核幾乎滿載的情況下, 比對相關資訊才補出來的, 和有限資源的 CPU 和 CUDA 要做到有差異, 的確後者比較辛苦.

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-18 12:27 編輯 ]

PaoPaoDragon

引用維基的資料, 原文連結如下
http://en.wikipedia.org/wiki/Super-resolution

將圖轉貼在下面

Super-resolution_example_closeup.png (156.68 KB)

2009-4-18 12:06

我們可以清楚看到, 左右兩邊的文字 "TIME" 差異, 右邊明顯的文字已經沒有左邊條紋狀的現象, 補插點的效果有出來. 另一個重點是, 你可以看到顏色層次的變化, 根據圖中鄰近顏色的變化, 做顏色的調配, 產生自然的顏色轉變, 而不會有唐突的顆粒感. 而不是僅將顏色加重, 那只是更艷更有突出的立體感, 但不自然.

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-18 12:26 編輯 ]

PaoPaoDragon

  ... 這篇文章的數據和結果, 在下也略有涉入一點點, 你可能沒有將整個評測看完, 有些結果即然你問了, 我就回答吧. (這份是比較技術性一點點, 本不打算在此篇討論)

首先請看最後一段, 在看完後繼續我的後面說明.
http://www.pcinlife.com/article/graphics/2009-04-06/1239027193d770_8.html

Q: 什麼是 CRI SuperCoder 呢? 它和 PxVC1100 又有什麼關係? 為何用它來測跟用 TMPGEnc 來測有不同結果呢?

ANS:

記得先前我有提到一些所謂 Adobe Plug IN 程式嗎? 它就是這支程式, 負責上層應用程式與 SpursEngine Firmware 溝通的橋梁, 當你安裝好 PxVC1100 後, 每次開機除了 Driver 有啟用外, 還會載入 SpursEngine 的 Firmware 到晶片裡面, 如此整張卡才會開始正常工作. 在 SpursEngine 的架構裡面, 有兩個硬體 CODEC, 一個是 MPEG2, 另一個是 H264, 再加上四顆 1.5GHz 的 CELL CPU. 如果啟用 Super Resolution 才會用到 CELL, 僅做轉檔壓縮是啟用硬體的 CODEC, 和 四核 CELL 不太有關聯. 這點在運作觀念上先要說明.

內建的兩個 HW CODEC 在運作時有兩個模式, 一個是給 real time transcoding 用, 也就是你要求必需即時進入時, 並且即時轉出時使用, 一般在廣播或監控及網路串流時使用, 會略降低畫質, 但時間上可以達到要求, SpursEngine 會根據你給的影像資料量和格式來分析, 決定要如何壓縮都是以速度為優先考量.

另一個模式是以畫質考量, 一般用在編輯軟體上, 如 Adobe CS3/CS4 上面, 重畫質的一種應用, 當然速度上會略為變慢, 因為我手上沒有這套軟體, 所以無法比較出使用 TMPGEnc 和 CS3/CS4 兩者的結果差異. (也就是說, TMPGEnc 目前採用第一種方式, 而 Adobe Plug IN 是後者), 這也就是, 是否開放壓縮 "品質 vs 速度" 的參數出來供不同應用的調整考量. 而這份比較的是"降轉"為主題, 比的是在相同解析度下的 low bitrate 表現能力.

最後的那段結果, 你也會發現, 就算用 CRI 的結果仍不如 x264, 但差據已經縮小, 原因在 Average Bitrate vs Peak Bitrate 間的關係. SSIM 這個比較方式, 是用 frame by frame 的方式, 也就是它在計算你每個 frame 重建回來時, 與原來的原始 frame 相似度有多少, 1.0 代表百分之百相同, 這當然不可能, 而 0.9 就代表有 90% 的相似度, 差異的最後 10% 就是剩下來的細節, 應該說主要的部份都 OK, 最後必須要借助 Peak Bitrate 來補強了, 換言之一些動態很大的畫面, 可以用瞬間加大資料流來記錄動態變化, 誰能加最大, 誰就能補的最多. 一般來說硬壓的晶片, 當你設定好 average bitrate 後, 它會有個最大 peak bitrate 限制, 不允許你和 average bitrate 差太多, 約在 1.5 ~ 3 倍之間, 而用軟體來做的 (如 MeGUI 軟體), 你要設十倍差都可以, 這是為何最後那 10% 不易拉近距離的關係. 但肉眼已經看不太出差異了.


至於 peak bitrate 高出 average bitrate 太多有何負面作用呢? (請待續)

[ 本文最後由 PaoPaoDragon 於 2009-4-19 00:08 編輯 ]

PaoPaoDragon

在測試 frame by frame 比對時, 有發現, 轉出來的 frame 數量, 和原始檔案的 frame 數不合, 有多出了幾個 frame. 所以會無法做 frame 比對.

所謂的 frame 比對就是原始檔的第1個frame, 和轉出來的第1個frame比對, 第2個也相同互相比對, 但在 frame 數不完會相同時, 就會出現問題, 所以要將差異太大的部份挑出來, 比如說原始檔第1000個frame剛好轉另一個場景, 而轉出來的影片是在第1001個frame才轉場景, 如果此時拿第1000對第1000個frame 來比, 那會很慘, 將這些有爭議的部份挑出來能做出比較正確的比對.

這種方式比對在比照片時比較沒有這個問題, 因為原來只有一張, 經過壓縮再還原後, 比對時, 一定是同一張, 但影像是流動的, 有時候在壓縮時為了流暢度或同步問題, 會做一些插補或抽除處理, 這點難免會有些誤差存在, 比如你做了 MPEG2 -> H264, 或 MPEG lay-II -> AAC 等等, 因為整個格式轉換, 壓縮演算法有差, 有時候會偏差幾個 frame 是有可能的 (這是這次測試時據結論回推猜想, 尚未証實, ).

另外有一種比對是用 PSNR, 但總括來說, 直接感受轉出來的影片比較真實, 數據化當然有好處, 可是人對影流暢度, 明暗對比, 色彩強弱等都不相同. 直接看轉出來的結果, 自己感受最準.

... 話說回來, 那為何要做這種比較呢? 總是想辦法量化嘛. 找出 PxVC1100 可以改進的空間.