HM Note 1s CT参数是什么？

参数拆解：-note 1s ct

我们把这个命令拆分成三个部分来理解：

• -note: 这是HM软件的一个命令行选项，用于生成编码过程的详细日志文件，日志文件会记录编码过程中的各种技术参数、决策和统计信息,方便开发者分析和调试。
• 1s: 这是 -note 选项的一个参数值，它代表日志的详细级别，在HM中，-note 通常可以接不同的数字来指定日志的详细程度：
  • 0: 不输出日志（默认）。
  • 1: 输出基本编码信息，如帧类型、QP、编码时间等。
  • 2: 输出更详细的信息，包括编码单元、预测单元、变换单元的划分信息。
  • 1s: 这是一个特殊的级别，s 代表 "summary"（，它输出的信息比 1 更详细，但又比 2 或更高级别要精简，通常是关键步骤的摘要信息，非常适合用于分析和统计,而不会产生过于庞大的日志文件。
• ct: 这是 -note 1s 选项要记录的。ct 是 Coding Tree (编码树) 的缩写,它指示HM在日志中详细记录与编码树相关的所有信息。

ct 参数的核心作用：记录编码树的划分和编码信息

编码树是HEVC（H.265）编码的核心数据结构，一个编码单元从最大的编码树单元开始，根据一定的规则递归地被划分为更小的编码单元,直到达到最小尺寸。

-note 1s ct 的作用就是，在编码每一个CTU（Coding Tree Unit，编码树单元）时，HM都会在日志文件中记录下它的整个划分和编码过程。

日志中会包含哪些具体信息？

当你使用 -note 1s ct 时，生成的日志文件（通常是 encoder_*.log）对于每一个CTU，会包含类似下面这样的信息（具体格式可能因HM版本略有不同）：

[CTU] Address: (X, Y) = (0, 0)  // CTU在图像中的坐标
[CTU] Size: 64x64                // CTU的尺寸（通常是64x64或32x32）
[CTU] Depth: 0                   // CTU的初始深度
// 下面是CTU递归划分的过程
[CU] Address: (0, 0) Size: 64x64 Depth: 0 PartMode: 2Nx2N  // 一个CU，划分模式为2Nx2N
[CU] Address: (0, 0) Size: 32x32 Depth: 1 PartMode: 2Nx2N  // 递归划分，深度1
[CU] Address: (0, 0) Size: 16x16 Depth: 2 PartMode: 2Nx2N  // 递归划分，深度2
[CU] Address: (0, 0) Size: 8x8  Depth: 3 PartMode: NxN     // 递归划分，深度3，最终划分为8x8的PU
// 记录该CU的编码决策信息
[CU] Address: (0, 0) Size: 8x8 Depth: 3
  - Prediction Mode: Intra                                 // 预测模式（帧内/帧间）
  - Prediction Unit (PU) Info:                             // 预测单元信息
      - PU Address: (0, 0) Size: 8x8 Mode: Intra          // PU的划分和预测模式
  - Transform Unit (TU) Info:                              // 变换单元信息
      - TU Depth: 0                                         // TU深度
      - Transform Size: 4x4                                // 变换块大小
      - Skip Transform: No                                 // 是否跳过变换
// 继续记录图像中下一个CTU的信息...

为什么这个参数很重要？（应用场景）

-note 1s ct 是进行HEVC编码器性能分析和算法研究的利器。

1. 分析编码单元划分策略:

   • 研究者可以通过日志查看HM在何种情况下选择将一个大CU划分为四个小CU（2Nx2N vs. NxN）。
   • 可以分析CU的深度分布，了解编码器在不同区域（平坦区域 vs. 复杂纹理区域）的划分偏好。

2. 评估编码复杂度:

   • 日志中记录了每个CU的划分和编码过程，通过统计CTU的递归次数、CU的总数量等,可以量化一个序列的编码复杂度。
   • 这对于评估不同编码算法或优化方案的计算开销非常有用。

3. 调试编码器:

   • 如果编码结果不符合预期（某个区域的码率异常高或图像质量差），ct 日志可以帮助定位问题。
   • 可以检查问题区域的CU划分是否合理，预测模式选择是否正确,从而定位到HM代码中的逻辑错误。

4. 验证算法改进:

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 当你修改了HM的某个模块（改进了CU划分的快速算法），可以通过比较修改前后的 -note 1s ct 日志，来验证你的改动是否真的改变了编码树的生成过程,达到了预期效果。

如何使用（示例）

假设你要对一个名为 input.yuv 的视频序列进行编码，并生成包含CTU详细信息的日志,可以使用如下命令：

./TAppEncoder -c cfg/encoder_in_main.cfg -i input.yuv -w 1920 -h 1080 -f 30 -fr 30 -q 32 -p 1 -note 1s ct -o output.hevc

命令解释:

• ./TAppEncoder: HM的可执行文件。
• -c cfg/encoder_in_main.cfg: 使用主配置文件。
• -i input.yuv -w 1920 -h 1080 -f 30 -fr 30: 输入视频的参数（宽度、高度、帧数、帧率）。
• -q 32: 设置QP（量化参数）为32。
• -p 1: 设置GOP结构为1个I帧后跟P帧（IPPP...）。
• -note 1s ct: 核心参数,生成包含CTU摘要信息的日志。
• -o output.hevc: 输出编码后的HEVC文件。

执行后，你会在当前目录下找到一个名为 encoder_*.log 的文件（encoder_1.log）,里面就包含了你所需要的CTU编码信息。

一句话总结：-note 1s ct 是一个强大的调试和分析工具，它让HM编码器“开口说话”，详细报告其核心工作单元——编码树——的每一个决策和操作，是研究HEVC编码机理和优化算法不可或缺的参数。