AMD VCE 対応の ffmpeg をつくる

ffmpeg 4.0 から追加されたエンコーダ。AMF（Advanced Media Framework）SDK を使ったAMD の VCE（Video Coding Engine）を ffmpeg で使う方法。RX470 で試したところ、h264_amfのほうが、hevc_amfよりも VMAFスコアを見る限り高画質でエンコード速度は少し遅く、デコード速度が早くなる。

関連記事

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• ffmpeg に nvenc(cuda) をインストールする
• ハードウェアデコーダ、フィルタ、エンコーダを組み合わせる

hardware acceleration の Wiki：HWAccelIntro – FFmpeg

準備

• SDK を保存。GitHub – GPUOpen-LibrariesAndSDKs/AMF: The Advanced Media Framework (AMF) SDK provides developers with optimal access to AMD devices for multimedia processing
• SDK を展開し、amf/public/include の中身を、/usr/local/include/AMF にコピーする。AMF のフォルダは無いので新しくフォルダを作る。
• ffmpeg の configure では自動検出するのでオプションを追加する必要は無い。不必要なら--disable-amfをつける。

Windows以外
Gentooでamf-amdgpu-proを利用してGPUで動画エンコードを行えるffmpegを作る方法のメモ – joker1007’s diary
[Question]: What are the proper FFMPEG syntax usages with AMD AMF drivers on Ubuntu Linux? · Issue #332 · GPUOpen-LibrariesAndSDKs/AMF

エンコード例

libx264などで使える、-crf、-minrate、-maxrateは使えないので、-b:vでビットレート指定、または-qmin、-qmaxで品質の上下指定、-qp_i、-qp_p、-qp_bで各フレームの品質指定をする。低解像度で-qmin、-qmaxの間隔が広いと思ったほどビットレートが既定値の 2000kb/s から変化しないのでそのときは両方ともを大きくし、ビットレートが必要とするなら両方とも小さくする。-pass指定ができないので2パスエンコードはできない。

ffmpeg -i input -c:v h264_amf -quality quality -rc cqp -qmin 15 -qmax 30 -c:a copy output.mp4
ffmpeg -i input -c:v hevc_amf -quality quality -rc cqp -qmin 15 -qmax 30 -c:a copy output.mkv

可逆圧縮例
ffmpeg -i input -c:v h264_amf -quality quality -rc cqp -qmin 0 -qmax 0 -g 1 -c:a copy output.mp4

ROIサポートしているのでaddroiフィルタが使えるはず。
映像の特定領域だけ品質を変える addroi

デコード例

Direct3D 11でハードウェア支援のデコードができる。複数GPUを挿しているときは-hwaccel_deviceの数値を変える。

ffmpeg -hwaccel d3d11va -hwaccel_output_format d3d11 -hwaccel_device 1 -i input -c:v h264_amf -quality quality -rc cqp -qmin 15 -qmax 30 -c:a copy output.mp4
ffmpeg -hwaccel d3d11va -hwaccel_output_format d3d11 -hwaccel_device 1 -i input -c:v hevc_amf -quality quality -rc cqp -qmin 15 -qmax 30 -c:a copy output.mkv

対応コーデック。解像度とフレームレートの記載がない。HEVC 10bit 4:2:0、VP9 10bit 4:2:0があるので一般的なHDRやAV1も再生できる。
AMF/AMF_Video_Decode_API.pdf at master · GPUOpen-LibrariesAndSDKs/AMF

h264_amf のオプション

公式ドキュメント PDF：AMF_Video_Encode_API
ffmpeg -h encoder=h264_amf
品質オプションの、-qualityは 既定値のspeedからbalanced、qualityの順番に画質がよくなる代わりに処理が遅くなる。

エンコーダオプションの既定値。
FFmpeg/amfenc_h264.c at bc70684e74a185d7b80c8b80bdedda659cb581b8 · FFmpeg/FFmpeg

• -refs：-1
• -aspect：0
• -b：2M
• -g：250
• -slices：1
• -qmin：-1
• -qmax：-1

hevc_amf のオプション

公式ドキュメント PDF：AMF_Video_Encode_HEVC_API
ffmpeg -h encoder=hevc_amf
品質オプションの、-qualityは 既定値のspeedでbalanced, qualityは同じ品質の動画にエンコードされる。

エンコーダオプションの既定値。
FFmpeg/amfenc_hevc.c at bc70684e74a185d7b80c8b80bdedda659cb581b8 · FFmpeg/FFmpeg

• -refs：-1
• -aspect：0
• -b：2M
• -g：250
• -slices：1
• -qmin：-1
• -qmax：-1

av1_amf のオプション

公式ドキュメント PDF：AMF_Video_Encode_AV1_API
ffmpeg -h encoder=av1_amf

エンコーダオプションの既定値。
libavcodec/amfenc_av1.c · FFmpeg/FFmpeg

• -refs：-1
• -aspect：0
• -b：2M
• -g：250
• -qmin：-1
• -qmax：-1

opencl フィルタを併用する

RX470 には opencl が使えるので、これを使ってフィルタを併用する。対応フィルタは opencl でブログ内検索する。ポイントは ocl のデバイスを指定し、フィルタ間でhwupload,hoge_opencl,hwdownloadのように ocl フィルタを挟む。

ffmpeg -init_hw_device opencl=ocl:1.0 -filter_hw_device ocl -i input.mp4 -vf hwupload,avgblur_opencl,hwdownload,unsharp -c:v h264_amf -c:a copy output.mp4

ハードウェア支援をする。
ffmpeg -hwaccel d3d11va -hwaccel_output_format d3d11 -hwaccel_device 1 -init_hw_device opencl=ocl:1.0 -filter_hw_device ocl -i input.mp4 -vf hwdownload,format=nv12,hwupload,roberts_opencl,format=nv12 -c:v h264_amf -quality quality -rc cqp -qmin 15 -qmax 30 -c:a copy output.mp4

その他は、ハードウェアデコーダ、フィルタ、エンコーダを組み合わせるを参照。