最快视频转码《详解各款CUDA转码软件》
2010-01-25
显卡技术的发展日新月异，不仅在几年中性能就得到了数倍提升，并且在画质方面也得到了质的飞跃，已经从最开始单调粗糙的2D画面逐渐转变为如今足以以假乱真的3D效果。另外在显卡的功能也更加丰富，不仅加入了高清硬件解码，并且在通用运算技术方面也得到了相当大的发展，从而彻底解放了CPU。
说到通用运算技术，大家可能很容易就会想到NVIDIA的CUDA技术，这项技术就是充分利用了基于统一
渲染构架显卡的强大并行运算能力，使得之前CPU可能需要几个小时才能完成的工作，GPU只需几分钟即可完成，大大的提高了工作效率。目前支持通用运算技术的软件主要在视频格式转换、图像处理以及密码暴力破解等方面。
相信目前喜爱高清以及拥有IPhone、PSP等数码类产品的用户已经不在少数，他们都喜欢在这类数码产品中放入自己喜欢的电影，以便在闲暇时进行观看。但之前由于软件的限制，长时间的视频转码等待使用户们苦恼不已。不过好在目前已经有多款软件开始支持CUDA通用运算技术，可以使用户们明显提升转码速度。下面我们就大家介绍一下这些软件并利用市售高、中、低三档显卡分别做一测试。
在测试之前我们先来简要的介绍一下什么是CUDA。CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构，该架构使GPU能够解决复杂的计算问题。它包含了CUDA指令集架构（ISA）以及GPU内部的并行计算引擎。开发人员现在可以使用C语言来为CUDA架构编写程序，C语言是应用最广泛的一种高级编程语言。所编写出的程序于是就可以在支持CUDA的处理器上以超高性能运行。将来还会支持其它语言，包括FORTRAN以及C++。
简单的理解，CUDA架构就是让之前只能处理图像渲染的GPU通用化处理任何类型的计算，而能够实现任意类型计算的处理器只有CPU，但CPU的计算能力相对于GPU来说很弱，尤其是在处理一些高性能计算的时候CPU的性能明显不足。GPU的通用化可以让需要高性能计算的时候直接调用GPU进行计算，CPU仅仅是处理程序本身的一些工作。
目前，支持CUDA的GPU销量已逾1亿，数以千计的软件开发人员正在使用免费的CUDA 软件开发工具来解决各种专业以及家用应用程序中的问题。这些应用程序从视频与音频处理和物理效果模拟到石油
天然气勘探、产品设计、医学成像以及科学研究，涵盖了各个领域。目前市面上已经部署了超过一亿颗支持CUDA的GPU，数以千计的软件开发人员正在使用免费的CUDA软件工具来为各种应用程序加速。
对于我们一般用户来说，CUDA最主要的应用在于视频转码方面，CUDA技术可以充分调动显卡的强大并行计算能力，进而使视频转码速度得到显著提升，目前支持CUDA技术的视频转码软件主要有3款：Badaboom、MediaCoder、MediaShow。
Badaboom简介：
Badaboom是一款由NVIDIA和Elemental联合推出的消费级视频转码软件。可以把普通视频转换成便携设备可以使用的视频格式。Badaboom高质量的H.264视频编码器和双通道立体声音频输出特别为现代便携式媒体设备而设计，其中包括苹果iPod和索尼便携式Playstation。
MediaCoder简介：
MediaCoder是一个免费的通用音频/视频批量转码工具，它将众多来自开源社区的优秀音频视频编解码器和工具整合为一个通用的解决方案，可以将音频、视频文件在各种格式之间进行转换。MediaCoder具备一个可扩展的架构和丰富的功能，可满足各种场合下的转码需求。目前，MediaCoder的用户已经遍布全世界170多个国家。
MediaShowEspresso简介：
MediaShowEspresso是一套功能强大、快速易用的高效能视频转档软件，可支持汇入各种主流视频格式，并快速转换成iPod丶PSP丶Xbox或YouTube网站上可播放的档案格式，只需要简单的选取您所想要转换的格式或是输出的播放装置，MediaShowEspresso就能自动完成所有的转档工作。
以上对于CUDA以及采用CUDA技术的转码软件已经介绍完毕，下面正式进入测试部分。在测试中采用前面所介绍的3款软件分别进行不同封装视频的转换。鉴于目前大部分高清视频为H.264以及MPEG2封装，因此我们就只对这两种封装格式进行测试。
首先测试的是H.264封装，H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。举个例子，原始文件的大小如果为88GB，采用MPEG-2压缩标准压缩后变成3.5GB，压缩比为25∶1，而采用H.264压缩标准压缩后变为879MB，从88GB到879MB，H.264的压缩比达到惊人的102∶1！H.264为什么有那么高的压缩比？低码率（LowBitRate）起了重要的作用，和MPEG-2和MPEG-4ASP等压缩技术相比，H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。尤其值得一提的是，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。c语言搜题软件推荐
在H264的测试中可以看出，badaboom非常依赖于显卡的性能，随着显卡性能的提升转码速度显著提升，不过这款软件到目前为止只支持NVIDIA的显卡。MediaCODE与MediaSHOW 的表现则较为接近，实际上这两款软件在解码时CPU与GPU是协同工作（GPU做编码、CPU 做解码和音频等混合处理），但由于CPU的瓶颈问题，在使用9800GT以上的显卡时，转码加速效果就不那么明显了。不过综合来看三款软件中MediaCODE在H264下的表现较为不错。
MPEG-2封装的特点是利用了图像中的两种特性：空间相关性和时间相关性。一帧图像内的任何一个场景都是由若干像素点构成的，因此一个像素通常与它周围的某些像素在亮度和度上存在一定的关
系，这种关系叫作空间相关性；一个节目中的一个情节常常由若干帧连续图像组成的图像序列构成，一个图像序列中前后帧图像间也存在一定的关系，这种关系叫作时间相关性。这两种相关性使得图像中存在大量的冗余信息。如果我们能将这些冗余信息去除，只保留少量非相关信息进行传输，就可以大大节省传输频带。而接收机利用这些非相关信息，按照一定的解码算法，可以在保证一定的图像质量的前提下恢复原始图像。一个好的压缩编码方案就是能够最大限度地去除图像中的冗余信息。
通过我们的测试，可以看到三款软件的表现和H.264测试中较为接近，不过BADABOOM 以及MEDIAcoder的转码时间相对于前面的测试稍有增长，而MEDIASHOW转码时间则表现的相当稳定，
这种现象据我们分析可能是由于MPEG2对于显卡性能的要求有所提升而MEDIASHOW所占用的资源更加偏重于CPU而不是显卡。

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