El uso de h264 en modo sin pérdida trae pequeños resultados inesperados


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Sentí curiosidad por las capacidades de captura de pantalla de ffmpeg y comencé a jugar con una simple prueba de captura en tiempo real en h264.

ffmpeg -f dshow -i video="screen-capture-recorder" -video_size 1920x1080 -framerate 30 -c:v libx264 -crf 0 -preset ultrafast capture.mkv

Según lo que se dice en la documentación de ffmpeg h264 con las opciones -qp 0u -crf 0, libx264 debería funcionar en modo sin pérdidas.

Puede usar -qp 0 o -crf 0 para codificar una salida sin pérdidas. Se recomienda el uso de -qp sobre -crf para sin pérdida porque x264 de 8 bits y 10 bits usa valores de -crf diferentes para sin pérdida.

Esto también se repite en la ayuda de la sección de captura en tiempo real cuando se habla de una nueva codificación opcional con un preajuste más lento para intentar guardar algo de tamaño:

Tenga en cuenta que, dado que la grabación inicial no tuvo pérdidas, y la nueva codificación tampoco tiene pérdidas, no se introduce ninguna pérdida de calidad en este proceso de ninguna manera.

Basado en esto, confié en la guía y asumí que usando -qp 0 lograría un flujo de trabajo completamente sin pérdidas;)

Sin embargo, encontré que introdujo algunas pérdidas en situaciones particulares.

Así que hice otra prueba con el códec huffyuv con este código:

ffmpeg -f dshow -i video="screen-capture-recorder" -video_size 1920x1080 -framerate 30 -c:v huffyuv capture.mkv

Los resultados:

Captura de pantalla codificada en h264 Captura de pantalla codificada en huffyuv

Pantalla 1: h264 en modo sin pérdida
Pantalla 2: huffyuv

Basado en pantallas huffyuves perfecto, un verdadero códec sin pérdida mientras que en h264cambio comprime algo aquí y no puedo entender por qué si se debe configurar en un modo sin pérdida.

(Huffyuv es idéntico a una captura de pantalla de mapa de bits del escritorio, yo lograría lo mismo con h264)

¿Alguien puede ayudarme a resolverlo?


Editar: Agregar algunos volcados de ffmpeg como se requiere en los comentarios;)

h264 run:

ffmpeg -f dshow -i video="screen-capture-recorder" -video_size 1920x1080 -framerate 30 -c:v libx264 -qp 0 -preset ultrafast capture.mkv  
ffmpeg version N-73411-g5233f25 Copyright (c) 2000-2015 the FFmpeg developers  
  built with gcc 4.9.2 (GCC)  
  configuration: --arch=x86_64 --target-os=mingw32 --cross-prefix=/home/user/san  
dbox/mingw-w64-x86_64/bin/x86_64-w64-mingw32- --pkg-config=pkg-config --enable-g  
pl --enable-libsoxr --enable-fontconfig --enable-libass --enable-libutvideo --en  
able-libbluray --enable-iconv --enable-libtwolame --extra-cflags=-DLIBTWOLAME_ST  
ATIC --enable-libzvbi --enable-libcaca --enable-libmodplug --extra-libs=-lstdc++  
 --extra-libs=-lpng --enable-libvidstab --enable-libx265 --enable-decklink --ext  
ra-libs=-loleaut32 --enable-libx264 --enable-libxvid --enable-libmp3lame --enabl  
e-version3 --enable-zlib --enable-librtmp --enable-libvorbis --enable-libtheora  
--enable-libspeex --enable-libopenjpeg --enable-gnutls --enable-libgsm --enable-  
libfreetype --enable-libopus --disable-w32threads --enable-frei0r --enable-filte  
r=frei0r --enable-libvo-aacenc --enable-bzlib --enable-libxavs --enable-libopenc  
ore-amrnb --enable-libopencore-amrwb --enable-libvo-amrwbenc --enable-libschroed  
inger --enable-libvpx --enable-libilbc --enable-libwavpack --enable-libwebp --en  
able-libgme --enable-dxva2 --enable-libdcadec --enable-avisynth --enable-static  
--disable-shared --extra-cflags= --prefix=/home/user/sandbox/mingw-w64-x86_64/x8  
6_64-w64-mingw32 --extra-libs=-lpsapi --enable-nonfree --enable-libfdk-aac --dis  
able-libfaac --enable-nvenc --enable-runtime-cpudetect  
  libavutil      54. 28.100 / 54. 28.100  
  libavcodec     56. 46.101 / 56. 46.101  
  libavformat    56. 40.100 / 56. 40.100  
  libavdevice    56.  4.100 / 56.  4.100  
  libavfilter     5. 20.100 /  5. 20.100  
  libswscale      3.  1.101 /  3.  1.101  
  libswresample   1.  2.100 /  1.  2.100  
  libpostproc    53.  3.100 / 53.  3.100  
leaving aero onInput #0, dshow, from 'video=screen-capture-recorder':  
  Duration: N/A, start: 362931.503000, bitrate: N/A  
    Stream #0:0: Video: rawvideo, bgr0, 1920x1080, 30 tbr, 10000k tbn, 30 tbc  
No pixel format specified, yuv444p for H.264 encoding chosen.  
Use -pix_fmt yuv420p for compatibility with outdated media players.  
[libx264 @ 00000000004c7e00] using cpu capabilities: MMX2 SSE2Fast SSSE3 SSE4.2  
AVX FMA3 AVX2 LZCNT BMI2  
[libx264 @ 00000000004c7e00] profile High 4:4:4 Predictive, level 4.0, 4:4:4 8-b  
it  
[libx264 @ 00000000004c7e00] 264 - core 144 r2533 c8a773e - H.264/MPEG-4 AVC cod  
ec - Copyleft 2003-2015 - http://www.videolan.org/x264.html - options: cabac=0 r  
ef=1 deblock=0:0:0 analyse=0:0 me=dia subme=0 psy=0 mixed_ref=0 me_range=16 chro  
ma_me=1 trellis=0 8x8dct=0 cqm=0 deadzone=21,11 fast_pskip=0 chroma_qp_offset=0  
threads=6 lookahead_threads=1 sliced_threads=0 nr=0 decimate=1 interlaced=0 blur  
ay_compat=0 constrained_intra=0 bframes=0 weightp=0 keyint=250 keyint_min=25 sce  
necut=0 intra_refresh=0 rc=cqp mbtree=0 qp=0  
Output #0, matroska, to 'capture.mkv':  
  Metadata:  
    encoder         : Lavf56.40.100  
    Stream #0:0: Video: h264 (libx264) (H264 / 0x34363248), yuv444p, 1920x1080,  
q=-1--1, 30 fps, 1k tbn, 30 tbc  
    Metadata:  
      encoder         : Lavc56.46.101 libx264  
Stream mapping:  
  Stream #0:0 -> #0:0 (rawvideo (native) -> h264 (libx264))  
Press [q] to stop, [?] for help  
frame=   11 fps=0.0 q=0.0 size=    2421kB time=00:00:00.20 bitrate=99163.6kbits/  
frame=   22 fps= 22 q=0.0 size=    2538kB time=00:00:00.73 bitrate=28368.6kbits/  
frame=   33 fps= 22 q=0.0 size=    2647kB time=00:00:01.26 bitrate=17116.4kbits/  
frame=   46 fps= 23 q=0.0 size=    2770kB time=00:00:01.80 bitrate=12608.4kbits/  
frame=   58 fps= 23 q=0.0 size=    2842kB time=00:00:02.23 bitrate=10427.1kbits/  
frame=   71 fps= 23 q=0.0 size=    2908kB time=00:00:02.80 bitrate=8508.6kbits/s  
frame=   83 fps= 23 q=0.0 size=    2977kB time=00:00:03.26 bitrate=7467.0kbits/s  
frame=   96 fps= 24 q=0.0 size=    3085kB time=00:00:03.80 bitrate=6649.8kbits/s  
frame=  108 fps= 24 q=0.0 size=    3195kB time=00:00:04.30 bitrate=6084.5kbits/s  
frame=  120 fps= 24 q=0.0 size=    3309kB time=00:00:04.80 bitrate=5645.8kbits/s  
frame=  133 fps= 24 q=0.0 size=    3398kB time=00:00:05.33 bitrate=5219.0kbits/s  
frame=  147 fps= 24 q=0.0 size=    3492kB time=00:00:05.86 bitrate=4876.1kbits/s  
frame=  160 fps= 24 q=0.0 size=    3568kB time=00:00:06.36 bitrate=4591.4kbits/s  
frame=  173 fps= 24 q=0.0 size=    3660kB time=00:00:06.86 bitrate=4366.2kbits/s  
frame=  186 fps= 25 q=0.0 size=    3720kB time=00:00:07.36 bitrate=4136.5kbits/s  
frame=  187 fps= 24 q=-1.0 Lsize=    3737kB time=00:00:07.63 bitrate=4010.9kbits  
/s  
video:3735kB audio:0kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxing  
overhead: 0.052628%  
[libx264 @ 00000000004c7e00] frame I:1     Avg QP: 0.00  size:1345491  
[libx264 @ 00000000004c7e00] frame P:186   Avg QP: 0.00  size: 13327  
[libx264 @ 00000000004c7e00] mb I  I16..4: 100.0%  0.0%  0.0%  
[libx264 @ 00000000004c7e00] mb P  I16..4: 16.5%  0.0%  0.0%  P16..4:  0.3%  0.0  
%  0.0%  0.0%  0.0%    skip:83.3%  
[libx264 @ 00000000004c7e00] coded y,u,v intra: 6.1% 3.8% 3.9% inter: 0.2% 0.1%  
0.1%  
[libx264 @ 00000000004c7e00] i16 v,h,dc,p: 96%  4%  0%  0%  
[libx264 @ 00000000004c7e00] kb/s:4008.11  
[dshow @ 00000000004bf760] real-time buffer [screen-capture-recorder] [video inp  
ut] too full or near too full (545% of size: 3041280 [rtbufsize parameter])! fra  
me dropped!  
Exiting normally, received signal 2.  
Terminate batch job (Y/N)?

huffyuv ejecutar:

ffmpeg -f dshow -i video="screen-capture-recorder" -video_size 1920x1080 -framerate 30 -c:v huffyuv capture.mkv  
ffmpeg version N-73411-g5233f25 Copyright (c) 2000-2015 the FFmpeg developers  
  built with gcc 4.9.2 (GCC)  
  configuration: --arch=x86_64 --target-os=mingw32 --cross-prefix=/home/user/san  
dbox/mingw-w64-x86_64/bin/x86_64-w64-mingw32- --pkg-config=pkg-config --enable-g  
pl --enable-libsoxr --enable-fontconfig --enable-libass --enable-libutvideo --en  
able-libbluray --enable-iconv --enable-libtwolame --extra-cflags=-DLIBTWOLAME_ST  
ATIC --enable-libzvbi --enable-libcaca --enable-libmodplug --extra-libs=-lstdc++  
 --extra-libs=-lpng --enable-libvidstab --enable-libx265 --enable-decklink --ext  
ra-libs=-loleaut32 --enable-libx264 --enable-libxvid --enable-libmp3lame --enabl  
e-version3 --enable-zlib --enable-librtmp --enable-libvorbis --enable-libtheora  
--enable-libspeex --enable-libopenjpeg --enable-gnutls --enable-libgsm --enable-  
libfreetype --enable-libopus --disable-w32threads --enable-frei0r --enable-filte  
r=frei0r --enable-libvo-aacenc --enable-bzlib --enable-libxavs --enable-libopenc  
ore-amrnb --enable-libopencore-amrwb --enable-libvo-amrwbenc --enable-libschroed  
inger --enable-libvpx --enable-libilbc --enable-libwavpack --enable-libwebp --en  
able-libgme --enable-dxva2 --enable-libdcadec --enable-avisynth --enable-static  
--disable-shared --extra-cflags= --prefix=/home/user/sandbox/mingw-w64-x86_64/x8  
6_64-w64-mingw32 --extra-libs=-lpsapi --enable-nonfree --enable-libfdk-aac --dis  
able-libfaac --enable-nvenc --enable-runtime-cpudetect  
  libavutil      54. 28.100 / 54. 28.100  
  libavcodec     56. 46.101 / 56. 46.101  
  libavformat    56. 40.100 / 56. 40.100  
  libavdevice    56.  4.100 / 56.  4.100  
  libavfilter     5. 20.100 /  5. 20.100  
  libswscale      3.  1.101 /  3.  1.101  
  libswresample   1.  2.100 /  1.  2.100  
  libpostproc    53.  3.100 / 53.  3.100  
leaving aero onInput #0, dshow, from 'video=screen-capture-recorder':  
  Duration: N/A, start: 362514.497000, bitrate: N/A  
    Stream #0:0: Video: rawvideo, bgr0, 1920x1080, 30 tbr, 10000k tbn, 30 tbc  
[huffyuv @ 0000000000380ae0] using huffyuv 2.2.0 or newer interlacing flag  
[huffyuv @ 0000000000377280] using huffyuv 2.2.0 or newer interlacing flag  
[huffyuv @ 00000000003b0fc0] using huffyuv 2.2.0 or newer interlacing flag  
[huffyuv @ 00000000003b1700] using huffyuv 2.2.0 or newer interlacing flag  
[huffyuv @ 0000000000357a00] using huffyuv 2.2.0 or newer interlacing flag  
Output #0, matroska, to 'capture.mkv':  
  Metadata:  
    encoder         : Lavf56.40.100  
    Stream #0:0: Video: huffyuv (HFYU / 0x55594648), rgb24, 1920x1080, q=2-31, 2  
00 kb/s, 30 fps, 1k tbn, 30 tbc  
    Metadata:  
      encoder         : Lavc56.46.101 huffyuv  
Stream mapping:  
  Stream #0:0 -> #0:0 (rawvideo (native) -> huffyuv (native))  
Press [q] to stop, [?] for help  
frame=   12 fps=0.0 q=0.0 size=   23668kB time=00:00:00.50 bitrate=386999.4kbits  
frame=   22 fps= 22 q=0.0 size=   44696kB time=00:00:00.96 bitrate=379033.1kbits  
frame=   35 fps= 23 q=0.0 size=   72074kB time=00:00:01.46 bitrate=402750.2kbits  
frame=   49 fps= 24 q=0.0 size=  101620kB time=00:00:02.00 bitrate=416236.4kbits  
frame=   63 fps= 25 q=0.0 size=  131190kB time=00:00:02.50 bitrate=429712.0kbits  
frame=   78 fps= 26 q=0.0 size=  162896kB time=00:00:03.03 bitrate=439829.0kbits  
frame=   83 fps= 26 q=0.0 Lsize=  175587kB time=00:00:03.23 bitrate=444776.1kbit  
s/s  
video:175582kB audio:0kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxin  
g overhead: 0.002479%  
[dshow @ 000000000034f420] real-time buffer [screen-capture-recorder] [video inp  
ut] too full or near too full (545% of size: 3041280 [rtbufsize parameter])! fra  
me dropped!  
Exiting normally, received signal 2.  
Terminate batch job (Y/N)?  

nota: incluso si he aceptado la respuesta para fines generales, tiendo a usar la solución proporcionada por @ paul-b-mahol con el codificador libx264rgb .



Debe mostrar los resultados completos de la consola de cada ffmpegcomando.
llogan

@LordNeckbeard hecho!
user3450548

Gracias. ¿Qué estás usando para reproducir el video H.264?
llogan

1
El resultado probablemente se deba a un escalador de inserción automática que realiza la conversión de submuestreo de croma de yuv444p a yuv420p para la reproducción. No sé por qué tiene que ocurrir eso para que pueda verlo (nunca encontré el lado de reproducción de las cosas muy interesante, por lo que sigo siendo ignorante en este caso en particular).
llogan

2
El codificador libx264 no admite bgr para la transcodificación, por lo que obtendrá resultados diferentes, intente utilizar el codificador libx264rgb.
Paul B. Mahol

Respuestas:


7

Es un artefacto del jugador, no del codificador.

Usé el siguiente comando para generar una captura de formato RGB en HuffYUV

ffmpeg -f dshow -video_size 1920x1080 -framerate 30 -i video="screen-capture-recorder" -c:v huffyuv -t 5 cap.mkv

Luego transcodificó el archivo a

RGB x264 sin pérdidas

ffmpeg -i cap.mkv -c:v libx264rgb -crf 0 -preset ultrafast h264rgb.mkv

HuffYUV YUV 4: 2: 2

ffmpeg -i cap.mkv -c:v huffyuv -pix_fmt yuv422p huffyuv.mkv

x264 YUV sin pérdidas 4: 2: 2

ffmpeg -i cap.mkv -c:v libx264 -crf 0 -preset ultrafast -pix_fmt yuv422p h264yuv.mkv

Luego, utilizando la métrica SSIM, comparó los archivos HuffYUV y x264 RGB

ffmpeg -i h264rgb.mkv -i cap.mkv -filter_complex ssim -f null -

lo que resultó en

SSIM R:1.000000 (inf) G:1.000000 (inf) B:1.000000 (inf) All:1.000000 (inf)

Y los archivos HuffYUV y x264 YUV

ffmpeg -i h264yuv.mkv -i huffyuv.mkv -filter_complex ssim -f null -

Resultado

SSIM Y:1.000000 (inf) U:1.000000 (inf) V:1.000000 (inf) All:1.000000 (inf)

Entonces, x264 produce resultados sin pérdidas.

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