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ffmpeg.exe - Intel Quick Sync Video(qsv)를 이용한 인코딩

제 CPU는 Intel 12900K인데 아래의 문서에 의하면,

Access the power of hardware accelerated video codecs in your Windows applications via FFmpeg / libavcodec
; https://habr.com/en/company/intel/blog/575632/

2011년부터의 모든 Intel GPU에는 Intel QSV(Quick Sync Video)라는 인코딩/디코딩을 위한 하드웨어 코어가 장착되어 있다고 합니다. 그리고, ffmpeg의 경우 2.8 버전부터 이를 지원한다고 하는데요, 그렇다면 근래의 4.4 버전의 ffmpeg라면 qsv 사용이 가능하다는 이야기인데, "Access the power of hardware accelerated video codecs in your Windows applications via FFmpeg / libavcodec" 글을 읽어보면 ffmpeg가 qsv를 지원하도록 빌드되었는지 확인하라고 합니다.

  • For QSV based decoding on Windows OS either DXVA2 (Direct-X Video Acceleration API) or D3D11VA (Direct 3D 11 Video API) support is required.
  • For QSV based encoding libmfx (Intel proprietary library that provides hardware based video encoding) support is required.

우선, vcpkg로 빌드한 ffmpeg는 "--enable-dxva2 --enable-d3d11va --enable-libmfx" 옵션을 포함한 버전이 아닙니다.

C:\temp> ffmpeg -hwaccels
ffmpeg version 4.4.1 Copyright (c) 2000-2021 the FFmpeg developers
  built with Microsoft (R) C/C++ Optimizing Compiler Version 19.30.30705 for x64
  configuration: --prefix=/e/git_clone/vcpkg/packages/ffmpeg_x64-windows --toolchain=msvc --enable-pic --disable-doc 
  --enable-debug --enable-runtime-cpudetect --enable-asm --enable-x86asm --enable-nonfree --enable-gpl --enable-ffmpeg 
  --enable-ffplay --enable-ffprobe --disable-alsa --enable-avcodec --enable-avdevice --enable-avformat --enable-avfilter 
  --enable-postproc --enable-swresample --enable-swscale --disable-libaom --disable-libass --disable-avisynth 
  --disable-bzlib --disable-libdav1d --disable-libfdk-aac --disable-libfontconfig --disable-libfreetype 
  --disable-libfribidi --disable-iconv --disable-libilbc --disable-lzma --disable-libmp3lame --disable-libmodplug 
  --enable-cuda --enable-nvenc --enable-nvdec --enable-cuvid --enable-ffnvcodec --enable-opencl --disable-opengl 
  --disable-libopenh264 --disable-libopenjpeg --disable-openssl --disable-libopus --enable-sdl2 --disable-libsnappy 
  --disable-libsoxr --disable-libspeex --disable-libssh --disable-libtensorflow --disable-libtesseract --disable-libtheora 
  --disable-libvorbis --disable-libvpx --disable-libwebp --disable-libx264 --disable-libx265 --disable-libxml2 
  --disable-zlib --disable-static --enable-shared --extra-cflags='-DHAVE_UNISTD_H=0' --extra-cflags=-MD --extra-cxxflags=-MD
  libavutil      56. 70.100 / 56. 70.100
  libavcodec     58.134.100 / 58.134.100
  libavformat    58. 76.100 / 58. 76.100
  libavdevice    58. 13.100 / 58. 13.100
  libavfilter     7.110.100 /  7.110.100
  libswscale      5.  9.100 /  5.  9.100
  libswresample   3.  9.100 /  3.  9.100
  libpostproc    55.  9.100 / 55.  9.100
Hardware acceleration methods:
cuda
dxva2
d3d11va
opencl

따라서 h264_qsv를 이용해 동영상을 트랜스코딩하면 그냥 h264_qsv를 지원하지 않는다고 나옵니다.

d:\media_sample> ffmpeg -i theade-i-was-young.mp4 -q 0 -vcodec h264_qsv out_qsv.mp4
...[생략]...
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'theade-i-was-young.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    encoder         : Lavf58.45.100
  Duration: 00:03:08.01, start: 0.000000, bitrate: 575 kb/s
  Stream #0:0(und): Video: h264 (Main) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709), 640x360 [SAR 1:1 DAR 16:9], 439 kb/s, 29.97 fps, 29.97 tbr, 30k tbn, 59.94 tbc (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
  Stream #0:1(eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 44100 Hz, stereo, fltp, 127 kb/s (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
Unknown encoder 'h264_qsv'




반면, 다음의 사이트에서 배포하는 ffmpeg.exe의 경우,

CODEX FFMPEG - ffmpeg-release-essentials.zip 77MB
; https://www.gyan.dev/ffmpeg/builds/

(FFmpeg.AutoGen에서도 쓰고 있는 GPL 라이선스의 버전입니다.)

아래와 같이 qsv 지원이 포함돼 있습니다.

c:\temp> ffmpeg -codecs | findstr qsv
ffmpeg version 5.0-essentials_build-www.gyan.dev Copyright (c) 2000-2022 the FFmpeg developers
  built with gcc 11.2.0 (Rev5, Built by MSYS2 project)
  configuration: --enable-gpl --enable-version3 --enable-static --disable-w32threads --disable-autodetect --enable-fontconfig
        --enable-iconv --enable-gnutls --enable-libxml2 --enable-gmp --enable-lzma --enable-zlib --enable-libsrt 
        --enable-libssh --enable-libzmq --enable-avisynth --enable-sdl2 --enable-libwebp --enable-libx264 --enable-libx265 
        --enable-libxvid --enable-libaom --enable-libopenjpeg --enable-libvpx --enable-libass --enable-libfreetype 
        --enable-libfribidi --enable-libvidstab --enable-libvmaf --enable-libzimg --enable-amf --enable-cuda-llvm 
        --enable-cuvid --enable-ffnvcodec --enable-nvdec --enable-nvenc --enable-d3d11va --enable-dxva2 --enable-libmfx 
        --enable-libgme --enable-libopenmpt --enable-libopencore-amrwb --enable-libmp3lame --enable-libtheora 
        --enable-libvo-amrwbenc --enable-libgsm --enable-libopencore-amrnb --enable-libopus --enable-libspeex 
        --enable-libvorbis --enable-librubberband
  libavutil      57. 17.100 / 57. 17.100
  libavcodec     59. 18.100 / 59. 18.100
  libavformat    59. 16.100 / 59. 16.100
  libavdevice    59.  4.100 / 59.  4.100
  libavfilter     8. 24.100 /  8. 24.100
  libswscale      6.  4.100 /  6.  4.100
  libswresample   4.  3.100 /  4.  3.100
  libpostproc    56.  3.100 / 56.  3.100
 DEV.L. av1                  Alliance for Open Media AV1 (decoders: libaom-av1 av1 av1_cuvid av1_qsv ) (encoders: libaom-av1 )
 DEV.LS h264                 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10 (decoders: h264 h264_qsv h264_cuvid ) (encoders: libx264 libx264rgb h264_amf h264_nvenc h264_qsv )
 DEV.L. hevc                 H.265 / HEVC (High Efficiency Video Coding) (decoders: hevc hevc_qsv hevc_cuvid ) (encoders: libx265 hevc_amf hevc_nvenc hevc_qsv )
 DEVIL. mjpeg                Motion JPEG (decoders: mjpeg mjpeg_cuvid mjpeg_qsv ) (encoders: mjpeg mjpeg_qsv )
 DEV.L. mpeg2video           MPEG-2 video (decoders: mpeg2video mpegvideo mpeg2_qsv mpeg2_cuvid ) (encoders: mpeg2video mpeg2_qsv )
 D.V.L. vc1                  SMPTE VC-1 (decoders: vc1 vc1_qsv vc1_cuvid )
 DEV.L. vp8                  On2 VP8 (decoders: vp8 libvpx vp8_cuvid vp8_qsv ) (encoders: libvpx )
 DEV.L. vp9                  Google VP9 (decoders: vp9 libvpx-vp9 vp9_cuvid vp9_qsv ) (encoders: libvpx-vp9 vp9_qsv )

c:\temp> ffmpeg -hwaccels
...[생략]...
Hardware acceleration methods:
cuda
dxva2
qsv
d3d11va

이와 함께, 컴퓨터에 Intel CPU의 사용 준비가 되었으면,

Intel CPU의 내장 그래픽 GPU가 작업 관리자에 없다면?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12972

이번에는 트랜스코딩이 잘 됩니다.

d:\media_sample> ffmpeg -i theade-i-was-young.mp4 -q 0 -vcodec h264_qsv out_qsv.mp4 
...[생략]...
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'd:\media_sample\theade-i-was-young.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    encoder         : Lavf58.45.100
  Duration: 00:03:08.01, start: 0.000000, bitrate: 575 kb/s
  Stream #0:0[0x1](und): Video: h264 (Main) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709, progressive), 640x360 [SAR 1:1 DAR 16:9], 439 kb/s, 29.97 fps, 29.97 tbr, 30k tbn (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
  Stream #0:1[0x2](eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 44100 Hz, stereo, fltp, 127 kb/s (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
Stream mapping:
  Stream #0:0 -> #0:0 (h264 (native) -> h264 (h264_qsv))
  Stream #0:1 -> #0:1 (aac (native) -> aac (native))
Press [q] to stop, [?] for help
Output #0, mp4, to 'out_qsv.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    encoder         : Lavf59.16.100
  Stream #0:0(und): Video: h264 (avc1 / 0x31637661), nv12(tv, bt709, progressive), 640x360 [SAR 1:1 DAR 16:9], q=2-31, 1000 kb/s, 29.97 fps, 30k tbn (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
      encoder         : Lavc59.18.100 h264_qsv
    Side data:
      cpb: bitrate max/min/avg: 0/0/1000000 buffer size: 0 vbv_delay: N/A
  Stream #0:1(eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 44100 Hz, stereo, fltp, 128 kb/s (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
      encoder         : Lavc59.18.100 aac
frame= 5633 fps=1102 q=3.0 Lsize=  215290kB time=00:03:08.01 bitrate=9380.5kbits/s speed=36.8x
video:212397kB audio:2687kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxing overhead: 0.095878%
[aac @ 000002437d25cd40] Qavg: 120.000

d:\media_sample> ffprobe out_qsv.mp4 
...[생략]...
Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'out_qsv.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    encoder         : Lavf59.16.100
  Duration: 00:03:08.01, start: 0.000000, bitrate: 9380 kb/s
  Stream #0:0[0x1](und): Video: h264 (High) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(tv, bt709, progressive), 640x360 [SAR 1:1 DAR 16:9], 9257 kb/s, 29.97 fps, 29.97 tbr, 30k tbn (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]
  Stream #0:1[0x2](eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 44100 Hz, stereo, fltp, 117 kb/s (default)
    Metadata:
      handler_name    : ISO Media file produced by Google Inc.
      vendor_id       : [0][0][0][0]




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 4/6/2022]

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댓글 작성자
 



2022-02-17 10시08분
[이승준] 트랜스코딩을 하면서 다른작업을 많이 할 경우가 아니라면 가급적 퀵싱크는 사용을 안하는것이 좋습니다.
화질에 따른 성능 순서가 libx264 > h264_nvenc > Intel QuickSync 순서 입니다.
Media Foundation이랑 AMD AMF는 비교적 최근에 들어간 옵션이라 제가 화질까지는 테스트 해보지 못했습니다.
특히 인텔 코덱이 중저 비트레이트에서 화질이 많이 취약하고 qp나 crf, abr, vbr등의 옵션이 좀 취약합니다.

추가로 이게 많이 거슬리는 점인데. 코덱별로 qp, crf, cbr, avr, vbr 옵션 설정이 다 다릅니다.
그나마 *br 계열은 비슷한데. qp랑 crf는 옵션이 판이하게 다릅니다.
[손님]
2022-02-17 04시21분
ffmpeg에 qsvdec.c 소스코드를 포팅하면서 한번 테스트를 한 것인데, 잘 쓰이지 않는다니 다행(?)입니다. ^^ 그 외에, qp, crf, abr, vbr 등의 이야기는 언젠가 이해할 날이 오겠지요. ^^
정성태
2022-02-17 09시39분
[guest] 저도 화명 촬영 기능 만들때 코덱종류?? h264_nvenc로 햇엇는데 이거 보니까 gpu 가 없으면 동작 안되는거같더군요... 그래서 libx264로 바꿔서 햇더니 잘됫던거같아요ㅋㅋㅋ
[손님]

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