加速FFmpeg转码

Posted 2023-03-31 bing_goo

FFmpeg是多媒体处理的出色工具，默认情况下，它使用具有多线程的CPU来执行任务，这会给您的服务器带来很高的负载，并且在大多数情况下会很慢，例如使用FFmpeg将RTSP流转码成HLS流或FLV流输出时，服务器同时开启50路转码任务时，服务器资源会耗尽，输出的视频流会花屏、卡顿。

如何提高FFmpeg的速度：

方法一：使用-preset降低压缩率以获得更高速度（文件大小和速度之间进行权衡）；

方法二：购买硬件，移植代码，使用GPU（nvenc，nvdec和cuvid）实现硬件解码，但这并不容易。

编码器预设参数设置preset

这个参数主要调节编码速度和质量的平衡，有：

ultrafast：最快的编码方式

superfast：超级快速的编码方式

veryfast：非常快速的编码方式

faster：稍微快速的编码方式

fast：快速的编码方式

medium：折中的编码方式

slow：慢的编码方式

slower：更慢的编码方式

veryslow：非常慢的编码方式

placebo：最慢的编码方式

默认的编码速度是medium模式

medium

ultrafast

FFmpeg使用显卡进行转码硬件加速的记录，以及和软压的比较

参考技术A

操作系统：Windows 10
FFmpeg版本：20171204
显卡：GTX 965M

最近是有比较多的压制需求，使用libx265软压的速度实在是慢的受不了，所以还是希望能用显卡硬压起码速度快一点。之前有人跟我提过硬压质量似乎不及软压，但是决定还是试一试。在ffmpeg官网找到硬压的 相关信息 。
由于我用的是windows，所以驱动基本没有特别配置。而且windows版的ffmpeg也是参数配置好的，所以这方面没有考虑太多。linux平台可能需要配置一下参数啥的。
压制分为两步，先是对视频解码再编码。ffmpeg在两步都提供了硬件加速方案。
在官网给出的例子是基于h264的，h265的硬件参数啥的可以用：

ffmpeg -codecs | sls cuvid (备注：sls是powershell的命令，类似于linux下的grep命令)

可以看到这条：

DEV.L. hevc H.265 / HEVC (High Efficiency Video Coding) (decoders: hevc hevc_qsv hevc_cuvid ) (encoders: libx265 nvenc_hevc hevc_nvenc hevc_qsv )

解码器提供了 hevc , hevc_qsv , hevc_cuvid ; 编码器提供了 libx265 , nvenc_hevc , hevc_nvenc , hevc_qsv ，但是这个 nvenc_hevc 其实已经作废了，你用它的话他会提示你自动给你转到 hevc_nvenc 。
解码器的这三个用法我是不太懂有啥区别，也没去做太多研究，因为在实践中使用硬解的话是没办法同时硬压字幕的，会报错，况且硬解对于整体压制速度并没有太大提升，所以就抛弃硬解了。
编码器的部分， libx265 就是软压， hevc_qsv 似乎是英特尔的集显硬压，具体看 这里 。那么留给n卡的只有 hevc_nvenc 可以用了。
使用这条命令来查看该方法的参数：

ffmpeg -h encoder=hevc_nvenc

可以得到可用参数，我们这里探究的是-cq参数，给出的描述是：

-cq <float> E..V.... Set target quality level (0 to 51, 0 means automatic) for constant quality mode in VBR rate control (from 0 to 51) (default 0)

我感兴趣的原因是它和libx265，也就是软压的-crf参数很类似。所以接下来都是在其他参数不考虑的情况下对不同cq的对比。

我用的是谍影重重5的预告片压制测试，原视频数据如下：

在使用命令
ffmpeg -i original.mov -c:v hevc_nvenc -cq X cqx.mp4
进行测试后。结果如下：
Libx265 （软压）

-cq 0(默认)

-cq 1

-cq 10

-cq 20

-cq 30

-cq 35

-cq 38

-cq 41

-cq 51

对比视频在 这里 。

可以看到cq在1到30的变化并不大，在41以上画面基本上是没办法看了。在和libx265的默认软压对比后，-cq值落在35到40之间是比较好的选择。
在后续的实际应用中，我在压制画面动作较少的视频，如交响乐视频的情况下，-cq 37是一个对于我来说比较好的选择。