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为什么使用 b 帧不会减少我的视频大小（使用 ffmpeg 和 nvenc）？

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为什么使用 b 帧不会减少我的视频大小（使用 ffmpeg 和 nvenc）？

我有这个命令

ffmpeg -i input.mp4 -vcodec h264_nvenc -rc vbr_hq -cq 19 -rc-lookahead:v 32 -preset slow -profile:v main -c:a copy output.mp4

对于我的一分钟测试视频，它会在大约 5 秒内生成一个大约 82.5 MB 的文件。

我尝试添加使用 B 帧的选项：-bf:v 3，但它只会增加约 1.5 秒的编码时间，而文件大小不会改变。B 帧的使用已得到确认ffprobe -show_frames output.mp4 | grep "pict_type"。我遗漏了什么吗？我认为 B 帧应该会减小文件大小。我的显卡是 GeForce GTX 1650 Max-Q，它应该支持它。我的目标是在良好的编码速度下实现视觉无损，所以我使用 GPU 而不是 CPU。文件大小并不是一个大问题，但越小越好。我正在刻录字幕。

为什么使用 B 帧不会减小视频大小？它是否在某种程度上提高了其感知质量（我希望我的设置根本不可能实现）？

几个附加问题：

  1. 我需要吗-rc-lookahead:v 32？我看到它被广泛使用（例如这里），但默认值应该是 40，所以我不确定这个。
  2. -cq 19如果我追求感知无损，我是否真的应该使用这个值？它来自这里但我确实找不到这个值的其他来源。

答案1

在基于硬件的编码器实现中使用 B 帧，特别是 NVENC（无论是 H.264 还是 HEVC 包装器）不会直接影响编码文件的输出大小，其他所有因素保持不变。

B 帧通常会增加处理输出所需的解码器资源，这就是基线配置文件禁用它的原因。

如果您想要明确控制输出大小，则必须根据需要将目标比特率 ( -b:v)、最大比特率 ( -maxrate:v) 和缓冲区大小 ( -bufsize:v) 设置为适当的值。NVENC 的默认值非常高，约为 ~256 kb/s。因此，您必须手动设置上述这些值，或者通过传递 明确取消设置-b:v 0。

关于速率控制前瞻 (私有选项-rc-lookahead:v) 的问题，这在与多个 B 帧 (-bf:v n其中n > 2) 结合时非常有用。在这种情况下，编码器将在 0 和您指定的 B 帧数量之间动态选择 B 帧的数量。

实际上，B 帧很棒，因为它们可以提高图像质量，但它们会消耗大量比特率，从而对高运动内容的感知质量 (PQ) 产生负面影响。这是直播等某些应用中需要考虑的一个因素。

请注意，任何形式的加权预测都不能与 NVENC 中的 B 帧结合使用，因此在切换任一选项之前，请仔细权衡您的编码要求。

对于您的工作量，您可以考虑以下两种方法（如上所述，有关比特率控制的注意事项）：

1. VBR码率控制下的恒定质量模式： 对于-cq，请注意，当速率控制（通过-rc:vNVENC 切换）设置为 VBR（可变比特率）及其变体时，这将切换为恒定质量编码模式。它使用的尺度是对数的， 为1最高质量模式，51为最低质量模式。 的默认设置0表示自动。

2.恒定量化参数码率控制方式：

constqp此模式要求通过私有编解码器选项明确将速率控制模式设置为，rc:v constqp并且存在参数-qp:v，有效值从 到0。这可以通过分别通过和51设置的最小和最大允许量化值进一步限制。-qmin:v {int}-qmax:v {int}

在我的测试中，我能够使用上述方法 (2) 获得最佳效果，即设置一个恒定量化器并将速率控制方法选择为constqp，如下面两个例子所示：

（a）. 使用量化值 0：

ffmpeg -y -i dnce.mkv -vf 'hwupload_cuda=0,yadif_cuda=0:-1:0,scale_cuda=w=1920:h=1080' -c:v h264_nvenc -rc:v constqp -tune:v hq -preset:v p7 -qp:v 0 -b:v 0 -c:a copy nv-test-7.ts

（b）. 使用量化值 19：

ffmpeg -y -i dnce.mkv -vf 'hwupload_cuda=0,yadif_cuda=0:-1:0,scale_cuda=w=1920:h=1080' -c:v h264_nvenc -rc:v constqp -tune:v hq -preset:v p7 -qp:v 19 -b:v 0 -c:a copy nv-test-8.ts

在这些情况下，QP 为 0 的编码产生了 8.8 GB 的输出，而后者在 QP 为 19 时产生了 1.3GB 的输出文件。在这两种情况下，输出都必须进行去隔行处理。

我得到最令人困惑的结果是使用恒定质量模式，如上文 (1) 所述：

（a）在VBR模式下使用目标质量等级0：

ffmpeg -y -i dnce.mkv -vf 'hwupload_cuda=0,yadif_cuda=0:-1:0,scale_cuda=w=1920:h=1080' -c:v h264_nvenc -rc:v vbr -tune:v hq -preset:v p7 -cq:v 0 -b:v 0 -c:a copy nv-test-3.ts

（b）在VBR模式下使用目标质量等级19：

ffmpeg -y -i dnce.mkv -vf 'hwupload_cuda=0,yadif_cuda=0:-1:0,scale_cuda=w=1920:h=1080' -c:v h264_nvenc -rc:v vbr -tune:v hq -preset:v p7 -cq:v 19 -b:v 0 -c:a copy nv-test-4.ts

在这种情况下，CQ 设置为 0 和 19 的输出大小分别为 797 和 790MB。

您的里程可能会有所不同，这取决于您的输入文件和正在使用的底层多路复用器，因为 FFmpeg 中的每个多路复用器都有不同的开销等。

注意不要混合和匹配参数，就像我之前的回答一样，这会导致观察结果出现偏差，无法经得起进一步的审查。

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