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Intel i5 KabyLakeハードウェア-ffmpegを使用したVP9およびFLACへのビデオとオーディオのトランスコーディングの支援

約30ギガバイトのビデオ（主にMP4、一部のMKVおよびwebm）があります。さまざまな入力コーデック（AACオーディオ; H264、VP8、 H265/HEVC、およびおそらく他のいくつかのビデオコーデック）。私の最も強力なシステムでは、低解像度のビデオのトランスコードには、ビデオの長さの2倍の時間がかかります。 Linuxではffmpegを引数ffmpeg -i input -c:v libvpx-vp9 -lossless 1 -c:a FLAC -preset veryslow output.mkvとともに使用して、ハードウェアの支援なしでビデオをトランスコードします。しかし、最近、私の友人が自分のPC用にIntel i5 Kaby Lake CPUを入手し、ビデオをトランスコードすることを提案してくれました。 Wikipedia およびその references によると、新しいKaby Lake CPUは、すべての入力コーデックのハードウェアデコードと8ビットVP9のエンコードをサポートしています。だから私は2つの質問があります：

  1. 友人がMKVコンテナでビデオをVP9に、オーディオをFLACにトランスコードするために使用できるffmpeg引数は何ですか？それらはWindowsで動作しますか？そうでない場合は、Windows 10-Linuxのデュアルブートを使用しているため、問題ありません。

  2. 最高の圧縮を得るには、veryslowプリセットがまだ必要ですか？

この質問に対する答えを他の場所で見つけようとしましたが、H264やJPEGなどのコーデックをエンコードするための例しか見つかりませんでした。

ffmpegtranscodekaby-lake
1
Billy

2017年8月3日の更新：ユーザー林正浩による新しい回答によると、ffmpegはVAAPIを介したVP9エンコーディングをサポートするようになりました。私はまだこれをテストするために必要なハードウェアを持っていないので、私の答えは限られた助けになります。以下のソフトウェアでVP9をエンコードする方法についての私の元の答えを残しておきます。

何らかの理由で、FFmpegはIntelのQuickSyncハードウェアエンコーダーでのVP9エンコーディングをサポートしていません H.264とHEVCをサポートしていますが 。 FFmpegソースコードリポジトリを検索すると、無効になっていることすら問題ではなく、機能がまだ実装されていないことがわかります。ただし、将来のある時点で使用可能になった場合は、他のQuickSyncエンコーダーと同様の方法で使用できるはずです。-c:v vp9_qsvの代わりに-c:v libvpx-vp9のようなスイッチがその役割を果たします。

FFmpegコマンドラインの使用法はすべてのプラットフォームで同じですが、Windowsユーザーが2パスエンコードの最初のパスで出力に/dev/nullではなくNULを使用する必要があることを知っている1つの注目すべき例外があります。ただし、1パスでロスレスを実行しているため、これが影響することはありません。

エンコードを高速化したい場合は、-speedスイッチを使用してエンコード速度の値を設定することをお勧めします。推奨値は0から4までの数値で、0は本当に非常に遅いですが（x264では-preset placeboと考えてくださいが、もっと悪いです）、高品質で4は高速ですが低品質です。 ffmpegはデフォルトで-speed 1を使用します。これは、不可逆エンコーディングの品質と速度のトレードオフとして優れています。ただし、速度値を変えてロスレスエンコーディングをすばやくテストしたところ、ロスレスエンコーディングで-speed 1から-speed 0に移行すると、ファイルサイズが32％減少することに気付きました。ただし、エンコード時間は3倍になるため、0を使用する価値があるかどうかはあなた次第です。 -speed 4によって生成されたファイルは、-speed 1によって生成されたファイルよりもわずか1.1％大きく、43％高速にエンコードされました。したがって、ロスレスで-speed 0が遅すぎる場合は、-speed 4を使用することをお勧めします。

もう1つの重要なエンコーディングパフォーマンスの向上は、-threadsスイッチを使用してマルチスレッドをオンにすることです。 libvpxは複数のスレッドを自動的に使用しないため、これはユーザーが手動で設定する必要があります。また、-tile-columnsスイッチを使用してタイル列の数を設定する必要があります。このオプションにより、libvpxはビデオを複数のタイルに分割し、これらのタイルを並列にエンコードして、マルチスレッドを改善します。タイルの列とスレッドの量の推奨数は、 GoogleのVP9エンコーディングガイド の「タイルとスレッドの推奨事項」セクションにあります。ご覧のとおり、使用されるスレッドの数はタイルの数とともに増加します。つまり、使用可能なCPUコアの数によっては、サブHD解像度のビデオのエンコード中にプロセッサが完全に飽和しない場合があります。主に低解像度のビデオをエンコードする場合は、複数のファイルを同時にエンコードすることを検討してください。

ただし、VP9エンコーディングを高速化するさらに別の方法があります。-row mt 1でオンにできる単一の列タイル内のマルチスレッドです。 。 4月4日（2017、こんにちは未来の人々）の時点で、それはlibvpxのリリースされたバージョンの一部ではありませんが、libvpx1.6.2にある可能性が高いです。次のリリースの前に試してみたい場合は、libvpxとffmpegの最近のgitバージョンをソースからコンパイルする必要があります。選択したディストリビューションについては FFmpegのコンパイルガイド に従ってください。ただし、リリースtarballをダウンロードして抽出する代わりに、git pull https://chromium.googlesource.com/webm/libvpxを実行してください。

veryslowプリセットに関しては、x264とx265でのみ使用されます。 libvpxは、-speedスイッチに加えて、-quality best、-quality good、または-quality realtimeオプションを使用して、エンコーダーがフレームのエンコードに費やすことができる時間を定義します。デフォルトは-quality goodです。これは、-quality bestが非常に遅いため使用できず、-quality realtimeはビデオ通話やライブストリーミングなどのタイムクリティカルなアプリケーションに使用されることを目的としているためです。

3
veikk0

現在、VAAPIを使用してFFmpegを構築することが可能です。これにより、サポートされているシステムで、Intel統合GPUでVP9をエンコードできます。

Ffmpegが VAAPIサポートでコンパイルされた の場合、新しいエンコーダーはvp9_vaapiと呼ばれます。

エンコーダーの調整時に使用できるオプションを確認するには、次のコマンドを実行します。

ffmpeg -hide-banner -h encoder=vp9_vaapi

出力：

Encoder vp9_vaapi [VP9 (VAAPI)]:
    General capabilities: delay 
    Threading capabilities: none
    Supported pixel formats: vaapi_vld
vp9_vaapi AVOptions:
  -loop_filter_level <int>        E..V.... Loop filter level (from 0 to 63) (default 16)
  -loop_filter_sharpness <int>        E..V.... Loop filter sharpness (from 0 to 15) (default 4)

Skylakeのように、サポートされていないハードウェアでこれを実行しようとするとどうなりますか？

以下のサンプル出力を参照してください。

[Parsed_format_0 @ 0x42cb500] compat: called with args=[nv12]
[Parsed_format_0 @ 0x42cb500] Setting 'pix_fmts' to value 'nv12'
[Parsed_scale_vaapi_2 @ 0x42cc300] Setting 'w' to value '1920'
[Parsed_scale_vaapi_2 @ 0x42cc300] Setting 'h' to value '1080'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] Setting 'video_size' to value '3840x2026'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] Setting 'pix_fmt' to value '0'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] Setting 'time_base' to value '1/1000'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] Setting 'pixel_aspect' to value '1/1'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] Setting 'sws_param' to value 'flags=2'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] Setting 'frame_rate' to value '24000/1001'
[graph 0 input from stream 0:0 @ 0x42cce00] w:3840 h:2026 pixfmt:yuv420p tb:1/1000 fr:24000/1001 sar:1/1 sws_param:flags=2
[format @ 0x42cba40] compat: called with args=[vaapi_vld]
[format @ 0x42cba40] Setting 'pix_fmts' to value 'vaapi_vld'
[auto_scaler_0 @ 0x42cd580] Setting 'flags' to value 'bicubic'
[auto_scaler_0 @ 0x42cd580] w:iw h:ih flags:'bicubic' interl:0
[Parsed_format_0 @ 0x42cb500] auto-inserting filter 'auto_scaler_0' between the filter 'graph 0 input from stream 0:0' and the filter 'Parsed_format_0'
[AVFilterGraph @ 0x42ca360] query_formats: 6 queried, 4 merged, 1 already done, 0 delayed
[auto_scaler_0 @ 0x42cd580] w:3840 h:2026 fmt:yuv420p sar:1/1 -> w:3840 h:2026 fmt:nv12 sar:1/1 flags:0x4
[hwupload @ 0x42cbcc0] Surface format is nv12.
[AVHWFramesContext @ 0x42ccbc0] Created surface 0x4000000.
[AVHWFramesContext @ 0x42ccbc0] Direct mapping possible.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000001.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Direct mapping possible.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000002.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000003.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000004.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000005.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000006.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000007.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000008.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x4000009.
[AVHWFramesContext @ 0x42c3e40] Created surface 0x400000a.
[vp9_vaapi @ 0x409da40] Encoding entrypoint not found (19 / 6).
Error initializing output stream 0:0 -- Error while opening encoder for output stream #0:0 - maybe incorrect parameters such as bit_rate, rate, width or height
[AVIOContext @ 0x40fdac0] Statistics: 0 seeks, 0 writeouts
[aac @ 0x40fcb00] Qavg: -nan
[AVIOContext @ 0x409f820] Statistics: 32768 bytes read, 0 seeks
Conversion failed!

興味深いのは、vainfoの出力で確認されているように、この特定のプラットフォームにVP9エンコーディングがないことに対するエントリポイントの警告です。

libva info: VA-API version 0.40.0
libva info: va_getDriverName() returns 0
libva info: Trying to open /usr/local/lib/dri/i965_drv_video.so
libva info: Found init function __vaDriverInit_0_40
libva info: va_openDriver() returns 0
vainfo: VA-API version: 0.40 (libva 1.7.3)
vainfo: Driver version: Intel i965 driver for Intel(R) Skylake - 1.8.4.pre1 (glk-alpha-71-gc3110dc)
vainfo: Supported profile and entrypoints
      VAProfileMPEG2Simple            : VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG2Simple            : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileMPEG2Main              : VAEntrypointVLD
      VAProfileMPEG2Main              : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointVLD
      VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264ConstrainedBaseline: VAEntrypointEncSliceLP
      VAProfileH264Main               : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264Main               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264Main               : VAEntrypointEncSliceLP
      VAProfileH264High               : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264High               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264High               : VAEntrypointEncSliceLP
      VAProfileH264MultiviewHigh      : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264MultiviewHigh      : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileH264StereoHigh         : VAEntrypointVLD
      VAProfileH264StereoHigh         : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileVC1Simple              : VAEntrypointVLD
      VAProfileVC1Main                : VAEntrypointVLD
      VAProfileVC1Advanced            : VAEntrypointVLD
      VAProfileNone                   : VAEntrypointVideoProc
      VAProfileJPEGBaseline           : VAEntrypointVLD
      VAProfileJPEGBaseline           : VAEntrypointEncPicture
      VAProfileVP8Version0_3          : VAEntrypointVLD
      VAProfileVP8Version0_3          : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileHEVCMain               : VAEntrypointVLD
      VAProfileHEVCMain               : VAEntrypointEncSlice
      VAProfileVP9Profile0            : VAEntrypointVLD

VP9プロファイル0のVLD（可変長デコード用）エントリポイントは、VP9ハードウェアアクセラレーションの観点からSkylakeが最も遠いところにあります。

これらはKabylakeテストベッドで、これらのエンコードテストを実行して報告します:-)

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林正浩