★ ᐈ 如何使用 Zond 265 验证 HEVC 流

By Olga Krovyakova - modified October 9, 2023, created April 2, 2019.

要检查什么

在开发、调整和测试高效视频编码 (HEVC) 编解码器组件时，研究人员面临着视频流验证的任务。要在任何播放器中正确播放文件或流，仅通过特殊参考工具检查其是否正确解码是不够的。此外，您还需要确定测试的视频流是否符合HEVC规范 [1].

对于 HEVC，有一个专门的 ISO 文档，描述了如何检查视频流和解码器:

信息技术 - 异构环境中的高效编码和媒体交付 - 第 5 部分：HEVC 一致性测试和参考软件 [2].

验证过程可以分为几个阶段。其中一项条件的阴性测试结果将导致错误。条件类型可以分为三组:

hEVC 规范中描述的限制
使用 HEVC 测试模型 (HM) 项目 [3]解码流，写出所有警告
允许和更改视频的基本参数：帧分辨率和帧速率

HEVC规范中描述的限制如下:

– 网络抽象层 (NAL) 单元参数的最大值和最小值
– 每个参数与其他参数的兼容性
– nAL 单元顺序的有效性、流结构的有效性
– 指定级别和配置文件的限制
– 视频序列解码参数的可用性 - 视频参数集 (VPS)、序列参数集 (SPS)、图片参数集 (PPS) 以及重建所需的帧
– 假设参考解码器（HRD）的参数，影响实时流的播放

如何通过 Zond 265 检查

例如，文件 «tractor_1920x1080p_25fps.yuv» [5] 经过HM压缩器编码，然后在压缩文件中，在HEX编辑器中调整NAL单元的一些参数，以通过突出显示来覆盖部分潜在错误 Zond 265 的特征。然后验证结果。无法修改文件的参数，从而违反所有限制。所以只选择了几个限制.

比特流

最好使用 Bitstream 选项卡内容对发现的错误进行详细分析。文件打开后，所有带有所有参数的 NAL 单元应在“比特流”选项卡中列出。解码时，Zond 265

1）验证规范中描述的约束;
2) 收集解码实用程序 HM 中出现的所有警告.

如果出现问题，相应的 NAL 单元附近会出现一条通知。该通知包括 NAL 单元名称、其在流中的偏移量、发现错误的参数’位偏移量以及指向规范页面的链接（它将在新的浏览器窗口中打开），您可以在其中找到细节.

您可以通过单击带有感叹号的红色图标，依次展开切片 B（第 0 帧）、SPS、切片 B（第 4 帧）的多个错误列表.

图 1 显示了 SPS 中发现的所有错误的列表.

图 1. 包含 Bitstream 选项卡错误列表的窗口

然后，您可以展开 SPS 列表并探索参数值和错误（图 2）.

图 2. SPS 单个参数的错误消息

SPS参数检查的结果描述如下.

信息	描述
Sps_max_sub_layers_minus1 的值应在 0 到 6 的范围内（包含 0 和 6）。等于7	这是规范的限制。该类型正在检查最大值
当 vps_temporal_id_nesting_flag 等于 1 时，sps_temporal_id_nesting_flag 应等于 1	这是规范的限制。该类型正在检查每个参数与其他参数的兼容性
Pic_width_in_luma_samples 的值应小于或等于为general_level_idc 指定的Sqrt( MaxLumaPs * 8 )。根据规范，对于级别 2.1，pic_width_in_luma_samples 的值不应大于 1402	这是规范的限制。该类型正在检查为给定配置文件和级别指定的限制

然后展开第一帧的一个切片（图 3）.

图 3. 帧 0 的切片的错误列表

解码参数不可访问的错误呈现在第一帧的错误列表中.

信息	描述
没有可用的活动 VPS 没有可用的活动 SPS	这是规范的限制。该类型正在检查解码参数的可访问性

您展开第 4 帧的错误列表（图 4）.

图 5. 使用上下文菜单列出文件的所有错误

第 4 帧验证的结果如下所述.

信息	描述
POC = 2 的短期参考图片丢失或未正确解码	这是规范的限制。该类型正在检查重建所需的帧的可用性
解码 CTU#46：异常解码 CTU#49：异常解码 CTU#50：异常	这是从解码器收到的消息。块的重建尚未通过。它们将在最终图片上显示不正确

错误选项卡

当需要查找文件中的所有错误并按类型对它们进行排序时，最好使用“错误”选项卡内容。当前帧和整个流的错误消息都会累积在选项卡上的列表中（图 5）.

图 6. 根据 SEI 消息中可用的 HRD 数据绘制的 CPB 饱满度图

图 7. 根据手动数据集绘制的 CPB 饱满度图

CPB 缓冲区大小分析

需要假想参考解码器 (HRD) 上可用的编码图片缓冲区 (CPB) 填充度图来识别在小带宽网络上播放视频流时的问题（例如延迟）。作为信息源，可以使用补充增强信息(SEI)消息中记录的数据(初始延迟、比特率等)，或者可以手动设置这些数据。上溢或下溢区域（以红色突出显示）表示间隔中存在问题（图 6、图 7）。如果绘制图形时出现问题，相应的错误消息将显示在“比特流”和“错误”选项卡中.

图 8. 导入到 Google Spreadsheets 的错误报告

通过命令行界面生成报告

当需要自动验证视频流时，通过命令行界面生成报告非常有用。要生成报告，您应该使用以下参数启动 Zond 265.

范围	描述
-报告	规定 Zond 265 应在报告生成模式下工作
t=错误	设置报告类型
奥=	设置输出 CSV 文件路径。默认等于 “out.csv”

例如，要分析文件 «tractor.265» 的错误并将其保存到文件 «tractor-errors.csv»、中，您需要运行以下命令:

zond265.exetractor.265-report t=errors o=”tractor-errors.csv”

结果，您将获得一个可以导入到表格处理器软件中的 CSV 文件。图 8 显示导入到 Google 电子表格中的文件 “tractor-errors.csv&rdquo.

参考

1. HEVC规范 – http://www.itu.int/rec/T-REC-H.265
2. «信息技术 - 异构环境中的高效编码和媒体传输 - 第 5 部分：HEVC 一致性测试和参考软件» – http://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-h/hevc-conformance- 测试/工作草案 HEVC 一致性
 3. HM项目主页 – https://hevc.hhi.fraunhofer.de/
4. Zond 265家庭项目 – https://www.solveigmm.com/en/products/zond/
5. 测试序列 URL – https://media.xiph.org/ldv/pub/test_sequences/1080p/tractor.yuv

免费试用 ZOND 265

https://www.solveigmm.com/en/howto/netflix-vmaf-how-to-measure-video-quality-with-vmaf-in-zond-265/
https://www.solveigmm.com/en/howto/zond-265-tutorial/

About the author

Olga 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!