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BpFile(id=190, bpId=90, name=FPGA加速图片和视频转码, author=null, keyword=加速图片转码,加速视频转码,FPGA, description=使用阿里云FPGA计算型实例,完整演示如何使用FPGA云服务器加速图片和视频转码。, position=null, ossUrl=bp-YW7VX85HVTT6V21W.pdf, tags=null, level=null, tagList=null, products=null, productList=null, hotspot=null, oneClick=0, createTime=null, modifiedTime=null, timeConsuming=null, status=1, pdfDescription=

场景描述 场景1:图片转码 移动互联网早已进入读图时代,目前的图片都是 JPEG格式,尺寸太大,导致传输占用更多的网络 带宽,花费更多的传输时间并占用更多的存储空 间。JPEG图片转码为WebP/HEIF需要消耗大量的 计算能力。使用阿里云FaaS加速图片转码解决 方案将使客户TCO降低约40%。 场景2:视频转码 到2022年,82%的IP流量都将来自于视频的录 制、上传和播放。HEVC/H.265无论从画质还是码 率,都比H.264有明显的优势,但是将视频将 H.264编码为H.265将消耗巨大的算力。使用阿 里云FaaS加速视频转码将显著降低视频大小, 节省网络流量,降低成本。 解决的问题 通过FPGA云服务器进行高效图片转 码 通过FPGA云服务器进行高效视频转 码 产品列表 VPC,ECS,FPGA,OSS

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1 FPGA加速图片和视频转码 场景描述 解决的问题 场景1:图片转码 通过FPGA云服务器进行高效图片转 码 移动互联网早已进入读图时代,目前的图片都是 JPEG格式,尺寸太大,导致传输占用更多的网络 通过FPGA云服务器进行高效视频转 带宽,花费更多的传输时间并占用更多的存储空 码 间。JPEG图片转码为 WebP/HEIF需要消耗大量的 产品列表 计算能力。使用阿里云 FaaS加速图片转码解决 VPC,ECS,FPGA,OSS, 方案将使客户 TCO降低约 40%。 场景2:视频转码 到2022年,82%的IP流量都将来自于视频的录 制、上传和播放。HEVC/H.265无论从画质还是码 率,都比H.264有明显的优势,但是将视频将 H.264编码为 H.265将消耗巨大的算力。使用阿 里云FaaS加速视频转码将显著降低视频大小, 节省网络流量,降低成本。 文档版本:20190904
2文档模板(手册名称)/Error! Use the Home tab to apply 云服务器 ECS(产品名称) 标题 to the text that you want to appear here. 阿里云 FPGA加速图片和视频转码 文档版本:20150122(发布日期) II
3使用 FPGA云服务器加速图片和视频转码 文档版本信息 文档版本信息 文本信息 属性 内容 文档名称 FPGA加速图片和视频转码 文档编号 090 文档版本 V1.3 版本日期 2021-08-25 文档状态 外部发布 制作人 游士 审阅人 - 文档变更记录 版本编号 日期 作者 审核人 说明 V1.0 2019/08/27 云魁 敬海、行夜 创建 V1.1 2019/09/04 筱晖 - 文档优化 V1.2 2020/12/01 云魁 敬海 视频转码算法 替换为阿里云 达摩院 XGH265算法 V1.3 2021/9/6 游士 使用 CADT创 建资源,文档优 化 文档版本:20210906 I
4使用 FPGA云服务器加速图片和视频转码 前言 前言 概述 本实践基于阿里云 FPGA计算型实例,完整演示如下两个加速场景,帮助使用者快 速理解阿里云 FPGA云服务器: 1. 加速视频转码:视频编码 IP的编译、镜像下载到 FPGA以及将 MP4视频文件 编码为 H.265的全过程; 2. 加速图片转码:使用基于 FPGA的图像格式装换程序,将 JPEG格式的图片转 换为 WebP格式,并进行缩放。 名词解释 FPGA云服务器 是一款提供了现场可编程门阵列(FPGA)的计算实例,基于阿里云弹性计算框 架,用户可以几分钟内轻松创建 FPGA实例,创建自定义的专用硬件加速器。 由于 FPGA硬件的可重配特性,用户可以对已创建的 FPGA硬件加速应用,进 行快速擦写和重配,达到低时延硬件与弹性伸缩最好的结合。 FPGA计算型实例规格族 f3 f3的特点如下: – I/O优化实例 – 仅支持 SSD云盘和高效云盘 – 采用 Xilinx 16nm Virtex UltraScale+ 器件 VU9P – 处理器与内存配比为 1:4 – 处理器:2.5 GHz主频的 Intel ® Xeon ® Platinum 8163(Skylake) – 实例网络性能与计算规格对应(规格越高网络性能越强) 适用场景 – 深度学习推理 – 基因组学研究 文档版本:20210906 III
5使用 FPGA云服务器加速图片和视频转码 前言 – 数据库加速 – 图片转码,例如 JPEG转 WebP – 实时视频处理,例如 H.265视频压缩 – 加解密 – 大数据过滤、大数据分析 FPGA计算型实例规格族 f1 f1的特点如下: – I/O优化实例 – 支持 IPv6 – 仅支持 SSD云盘和高效云盘 – 采用 Intel ® ARRIA ® 10 GX 1150计算卡 – 处理器与内存配比为 1:7.5 – 处理器:2.5 GHz主频的 Intel ® Xeon ® E5-2682 v4(Broadwell) – 实例网络性能与计算规格对应(规格越高网络性能越强) 适用场景: – 深度学习推理 – 基因组学研究 – 金融分析 – 图片转码 IP核,全称知识产权核(英语:intellectual property core) 是在集成电路的可重用设计方法学中,指某一方提供的、形式为逻辑单元、芯 片设计的可重用模组。IP核通常已经通过了设计验证,设计人员以 IP核为基础 进行设计,可以缩短设计所需的周期。IP核可以通过协议由一方提供给另一 方,或由一方独自占有。IP核的概念源于产品设计的专利证书和源代码的版权 文档版本:20210906 IV
6使用 FPGA云服务器加速图片和视频转码 前言 等,设计人员能够以 IP核为基础进行特殊应用积体电路或现场可编程逻辑门阵 列的逻辑设计,以减少设计周期。 HEVC/H.265 高效率视频编码(High Efficiency Video Coding,简称 HEVC),又称为 H.265 和 MPEG-H第 2部分,是一种视频压缩标准,被视为是 ITU-T H.264/MPEG-4 AVC标准的继任者。HEVC被认为不仅提升影像质量,同时也能达到 H.264/MPEG-4 AVC两倍之压缩率(等同于同样画面质量下比特率减少到了 50%)。 WebP(发音:weppy) 是一种同时提供了有损压缩与无损压缩(可逆压缩)的图片文件格式,是由 Google在购买 On2 Technologies后发展出来。目标是减少文件大小,但达到 和 JPEG格式相同的图片质量,希望能够减少图片档在网络上的发送时间。 XGH265 XGH265是基于 FPGA的 HEVC编码器,具有多视频增强功能,由阿里云达摩 院 XG实验室开发。它具有以下特征: 高达 1080p / 60fps的容量,与单个 FPGA并行 4个会话 4X编码通道,支持多线程/多进程编码 视频增强功能 基于 FPGA即服务(FAAS)平台的,并且可在阿里巴巴公共云上使用 文档版本:20210906 V
7使用 FPGA云服务器加速图片和视频转码 目录 目录 文档版本信息 .................................................................... I 法律声明 ....................................................................... II 前言 .......................................................................... III 目录 ........................................................................... VI 最佳实践概述 .................................................................... 1 前置条件 ........................................................................ 2 1. 准备工作 .................................................................... 3 1.1. 云资源访问授权 ....................................................... 3 1.2. 创建RAM子账号并授权 ................................................. 3 2. 场景一:FPGA云服务器加速视频转码 ........................................... 6 2.1. 创建FPGA(f3)云服务器 ............................................... 6 2.1.1. 获取带有视频转码 IP的镜像 ........................................ 6 2.1.2. 使用云速搭 CADT创建网络环境和 FPGA服务器 ......................... 7 2.2. 配置FPGA云服务器运行环境 ............................................ 9 2.3. 启动FPGA进行视频转码任务 ........................................... 11 2.3.1. 准备源文件 ...................................................... 11 2.3.2. 启动 FPGA视频转码任务 ........................................... 12 2.4. 通过截图对比转码前后的视频质量 ...................................... 13 3. 场景二:FPGA云服务器加速图片转码 .......................................... 17 3.1.1. 获取带有图片转码 IPcore的镜像 ................................... 17 3.1.2. 允许外网访问 FPGA云服务器 5000端口 .............................. 17 3.2. 运行FPGA云服务器的图片转码程序 ..................................... 18 3.3. 图片转码测试 ........................................................ 19 文档版本:20210906 VI
8使用 FPGA云服务器加速图片和视频转码 最佳实践概述 最佳实践概述 FaaS解决方案和优势 图片转码 移动互联网早已进入读图时代,目前的图片都是 JPEG格式,尺寸太大,导致传 输占用更多的网络带宽,花费更多的传输时间并占用更多的存储空间。JPEG图 片转码为 WebP/HEIF需要消耗大量的计算能力。使用阿里云 FaaS加速图片转 码解决方案将使客户 TCO降低约 40%。 视频转码 到 2022年,82%的 IP流量都将来自于视频的录制、上传和播放。HEVC/H.265 无论从画质还是码率,都比 H.264有明显的优势,但是将视频将 H.264编码为 H.265将消耗巨大的算力。使用阿里云 FaaS加速视频转码将显著降低视频大 小,节省网络流量,降低成本。 文档版本:20210906 1