rigayaの日記兼メモ帳

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・そもそもオリジナルが完成度が高いのであまり更新いらないのかも?

・私自身がAmatsukazeをそれほど深く使っていないので、わからないことが多い

・実装上難しい点が多い
　・AMTSource、AvisynthNeo関連、KFM等のCUDA Filterは難易度高すぎ
　・ts解析・読み込み関連などの知識も足らなそう (基本、ffmpegに任せたい)
　　・まあでもこの辺をいじる必要はなさそう

QSVEnc/NVEnc/VCEEncの更新等でも結構追いついてないこともあるので、あまり手を広げすぎると…というのもあります。

なので、優先度低めで更新しようかと思います。

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注意点

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予防線をはりまくですみませんが、

・一応ある程度テストはしていますが、Amatsukazeのヘビーユーザーではない(というか基本的な機能しかほとんど使ったことがない)ので、そんな機能もあったのか、みたいなことで漏れ等あるかもしれません。

・Unitテストがあるのですが、OpenCVをビルドするのがとてもしんどいのでやってないです(勘弁して…

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0.9.2.6の更新点

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・音声エンコーダ用のオプションが誤って映像エンコーダに設定されてしまう問題を修正。

nekopanda氏は、「音声フォーマット無視オプション」に代わって音声エンコード機能を追加されたようです。
→ https://github.com/nekopanda/Amatsukaze/commit/5a75100d6b13034ff32ad40cc52471f2dabf3433

その際、音声エンコーダのオプションを引き渡す"-aeo"オプションの処理に問題があったようで、これを修正しました。

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その他

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QSVEnc/NVEnc/VCEEncの--output-res使用時には、必ずSAR=1:1となります。これは、AmatsukzeのGUI側でリサイズした場合に合わせたつもりです。

リサイズを行わない場合、--output-resを使用しない場合には、入力ファイルのSAR比が引き継がれるはずです。

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ダウンロード>>

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比較環境

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CPU	i9 12900K
コア数	8P+8E/24T
L2	14MB
L3	30MB
Boost	5.2GHz
メモリ	G.Skill F4-3600C16D-16GTZNC
速度	DDR4-3600
容量	8GBx4
タイミング	16-19-19-39-1
メモリFCLK	Gear1
iGPU	Intel UHD Graphics 770
dGPU0	INNO3D GeForce RTX 4080 16GB X3
dGPU1	EVGA GeForce RTX 2070 XC Gaming
dGPU2	GUNNIR Intel ARC A380 Photon 6G OC
dGPU3	ZOTAC GTX 1060 Mini
SSD1	Plextor M10PGN 1TB NVMe PCIe Gen4
SSD2	Plextor M8PeG 1TB NVMe PCIe Gen3
マザー	MSI MAG Z690 TOMAHAWK WIFI DDR4
冷却	Corsair iCUE H150i RGB PRO XT
電源	KRPW-PA1000W/92+ (80+ Platinum)
ケース	Thermaltake Core V71
OS	Windows 11
ドライバ	NVIDIA 526.47/526.98 Intel 31.10.101.3793

エンコーダ
QSVEncC 7.23
NVEncC 7.02
VCEEncC 7.12


入力動画2 (実写版)
sample_movie_1080p_new_short8.mp4 H.264 1920x1080 29.97fps 4550frame
AvisynthのLWLibavVideoSourceで読み込み (SWデコード)

使用コマンド
nvenc H.264
--qvbr [x] --level 5.1
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each

nvenc HEVC
--qvbr [x] -c hevc --level 6
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each
10bit: --output-depth 10 --profile main10

nvenc AV1
--qvbr [x] -c av1
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each
10bit: --output-depth 10

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画質比較

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では早速、画質比較の結果を見てみる。

bitrate-vmaf
縦軸vmafが高いほど画質がよく、横軸ビットレートが小さいほど圧縮できているので、左上にいればいるほど良いことになる。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

すでにH.264/HEVCについては、RTX4080の結果はRTX2070と完全に重なってしまっていて、Turing世代(RTX20xx/GTX16xx)からH.264/HEVCエンコーダは変わっていないことがわかる。

GTX1060→RTX2070では、例えばHEVCでのBフレームのサポート追加により画質-容量比が向上したのとは対照的だ。

まあ、RTX4090はRTX30xxと変わっていないという話があったので、予想通りといえば予想通り。

もっとも、RTX40xxでは新たにAV1エンコーダが追加されていて、初代としてはかなり画質-容量比もよく、NVENC同士の比較ではHEVCを上回る画質-容量比になっている。また、前回見たように速度も十分。

現状、非常に値段の高いRTX4090/4080しか出ていないが、今後、RTX4060/4050などのより安価な製品にもこの高画質なAV1エンコーダが搭載されるはずなので面白くなってくると思う。(まあ問題はそのあたりがいつ出てくるの? ということだが…)

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世の中のyoutuberのみなさんは放射温度計なるものを使用されているようだが(なんか赤外線カメラみたいなの?)、あれはなかなかお値段がするみたいだ。

そんなものはさすがに買ってられないので、適当にAmazonでUSB給電の接触温度計を買ってみた。

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とりあえず、室温をはかってみる。一晩部屋に放置した後の温度を確認して、ほかの温度計と比較した。

左が今回買った安い温度計、右側が普通の室温を図る温度計。まあ、似たような温度になったので、精度に大きな問題はなさそう。

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いろいろな写真を見ると、12VHPWRが溶ける場合、センサ用の4pin側の角の端子が溶けている場合が多い。

左右のどちらかはよくわからないので、まず左側を測定してみる。

耐熱300℃を謳うテフロンテープでセンサを写真のような感じで固定した。コネクタ左端の銀色の円筒みたいなのが温度計のセンサ。

はずれると下のファンに落下して大変のことになるのでしっかりテープで固定。放熱では不利になるけど、まあそもそもコネクタが放熱が必要なほど熱くなっては困るのだ。それに、温度が上がってきたらす負荷テストを止めればいい。



表面温度をばっちり確認できる放射温度計と違って、そこまでちゃんとコネクタの温度を拾えないかもしれないが、異常発熱してきたらさすがにそれなりの高温は検出できるだろう。

負荷テストには、MSI Kombustorを使用した。Total Board Powerが310～320Wで安定していて、TDP限界まで電力を消費し続ける。これを1時間連続で動かして、温度計の示す温度がどうなるか確認した。



結果はこんな感じで、42.0～42.5℃程度で安定していた。12VHPWRのコネクタの位置がGPUの排熱が出てくる位置でもあることを思えば、全く問題ない範囲だと思う。

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同じようにしてコネクタ右側を測定しよう。

こんな感じの位置に張り付け、このあと先ほどと同じようにテフロンテープで巻いた。(銀色の円筒が温度センサ)



わずかに温度が上がって、43.5℃～44.0℃だった。多少上がっているのは、実際に温度が微妙に違うのかもしれないし、その前のテストで室温が上がってしまったのもあるかもしれない。いずれにせよ、全く問題なさそう。



NVIDIAの公式発表前に温度計を買ったのだけど、とりあえずコネクタが発熱しておらず、手元の環境では問題なしということがわかって安心できた。

もうあらかじめ公式に温度センサーを付けてくれればもっと安心できそう(笑)

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RTX4080のGPUコアの冷え具合

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このPCには、RTX4080だけでなくて、そのすぐ下に、Arc A380、さらにその下にGTX1060とぎゅうぎゅうにGPUを詰め込んでいる。



それでも先ほどのMSI Kombustorのテストでは、最大負荷(およそ310W前後)を1時間かけ続けてGPUのコア温度が最大69℃となっていて、こちらも十分に冷えているよう。



非常に大きなヒートシンクと3連ファンはさすがの冷却力。ちょっと冷却面はオーバースペックなぐらいかも。

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比較環境

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CPU	i9 12900K
コア数	8P+8E/24T
L2	14MB
L3	30MB
Boost	5.2GHz
メモリ	G.Skill F4-3600C16D-16GTZNC
速度	DDR4-3600
容量	8GBx4
タイミング	16-19-19-39-1
メモリFCLK	Gear1
iGPU	Intel UHD Graphics 770
dGPU0	INNO3D GeForce RTX 4080 16GB X3
dGPU1	EVGA GeForce RTX 2070 XC Gaming
dGPU2	GUNNIR Intel ARC A380 Photon 6G OC
dGPU3	ZOTAC GTX 1060 Mini
SSD1	Plextor M10PGN 1TB NVMe PCIe Gen4
SSD2	Plextor M8PeG 1TB NVMe PCIe Gen3
マザー	MSI MAG Z690 TOMAHAWK WIFI DDR4
冷却	Corsair iCUE H150i RGB PRO XT
電源	KRPW-PA1000W/92+ (80+ Platinum)
ケース	Thermaltake Core V71
OS	Windows 11
ドライバ	NVIDIA 526.47/526.98 Intel 31.10.101.3793

エンコーダ
QSVEncC 7.23
NVEncC 7.02
VCEEncC 7.12


入力動画1 (アニメ版)
sakuranotoki_op.mp4 H.264 1920x1080 30fps 3194frame
AvisynthのLWLibavVideoSourceで読み込み (SWデコード)

入力動画2 (実写版)
sample_movie_1080p_new_short8.mp4 H.264 1920x1080 29.97fps 4550frame
AvisynthのLWLibavVideoSourceで読み込み (SWデコード)

使用コマンド
qsv H.264 (-u 1:quality, 4:normal)
--icq [x] -u [1,4] -c h264 --level 5.1
FF: [--fixed-func]

qsv HEVC (-u 1:quality, 4:normal)
--icq [x] -u [1,4] -c hevc --level 6 --max-bitrate 60000
10bit: [--profile main10 --output-depth 10]
FF: [--fixed-func]

qsv AV1 (-u 1:quality, 4:normal)
--icq [x] -u [1,4] -c av1 --max-bitrate 60000
10bit: [--output-depth 10]

nvenc H.264
--qvbr [x] --level 5.1
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each

nvenc HEVC
--qvbr [x] -c hevc --level 6
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each
10bit: --output-depth 10 --profile main10

nvenc AV1
--qvbr [x] -c av1
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each
10bit: --output-depth 10

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画質比較

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では早速、画質比較の結果を見てみる。

bitrate-vmaf
今回からvmafも追加。

縦軸vmafが高いほど画質がよく、横軸ビットレートが小さいほど圧縮できているので、左上にいればいるほど良いことになる。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

この動画では、アニメ版と異なり、RTX4080のvmafスコアが、Arc A380より明確に高く、非常に良い画質(vmaf)ー容量比となっている。

RTX4080に関してはHEVCよりAV1のほうが画質(vmaf)ー容量比がよいのも変わらず。AV1が初実装であることを思えば、驚異的だと思う。

Arc A380はRTX4080よりやや画質(vmaf)ー容量比が悪い結果となってしまっている。

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bitrate-ssim
縦軸SSIMが高いほど画質がよく、横軸ビットレートが小さいほど圧縮できているので、左上にいればいるほど良いことになる。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

ssimでは、基本的にはvmafとそう大きくは変わらないが、やや傾向が異なるところもある。

全体的にArc A380 QSVのほうが、RTX4080 NVENCよりssimではよい結果となっているようだ。

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bitrate-fps
今度は縦軸をエンコード速度(fps)にとったもの。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

最高画質設定なのもあって、RTX4080はそれほど速くなく、Arc A380のほうが全体的に高速だ。

ただ、これは最高画質設定であるので、プリセットを調節すれば高速に実行できるかもしれない。このあたりは今後確認したい。

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まとめ

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というわけで、RTX4080のNVENCの画質の状況を確認した。

AV1のhwエンコードはRTX40xxシリーズで初めて搭載されたが、初代であるにもかかわらずHEVCを上回る非常に高い画質を実現できていて、素晴らしい。
今回は最高品質設定で確認したが、AV1エンコードではArc A380と比べやや速度は落ちるものの、画質(vmaf)ー容量比では上回っていて、素晴らしいエンコーダとなっていると思う。

特に配信用途ではいま主流のH.264からAV1に乗り換えられれば、画質の向上や帯域の圧縮に大きく貢献できそう。

RTX40xxシリーズの問題はとにかく価格で、まあ現在のRTX4090/4080は非常に値段が高く、さすがにエンコードのために買うというのは難しそう。なかでもRTX4080はGPU性能を考慮するとコスパ最悪だ。

今後、RTX4060/4050などのより安価な製品にもこの高画質なエンコーダが搭載されると思うので、早く下位のラインアップが拡充されてほしいと思う。

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比較環境

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CPU	i9 12900K
コア数	8P+8E/24T
L2	14MB
L3	30MB
Boost	5.2GHz
メモリ	G.Skill F4-3600C16D-16GTZNC
速度	DDR4-3600
容量	8GBx4
タイミング	16-19-19-39-1
メモリFCLK	Gear1
iGPU	Intel UHD Graphics 770
dGPU0	INNO3D GeForce RTX 4080 16GB X3
dGPU1	EVGA GeForce RTX 2070 XC Gaming
dGPU2	GUNNIR Intel ARC A380 Photon 6G OC
dGPU3	ZOTAC GTX 1060 Mini
SSD1	Plextor M10PGN 1TB NVMe PCIe Gen4
SSD2	Plextor M8PeG 1TB NVMe PCIe Gen3
マザー	MSI MAG Z690 TOMAHAWK WIFI DDR4
冷却	Corsair iCUE H150i RGB PRO XT
電源	KRPW-PA1000W/92+ (80+ Platinum)
ケース	Thermaltake Core V71
OS	Windows 11
ドライバ	NVIDIA 526.47/526.98 Intel 31.10.101.3793

エンコーダ
QSVEncC 7.23
NVEncC 7.02
VCEEncC 7.12


入力動画1 (アニメ版)
sakuranotoki_op.mp4 H.264 1920x1080 30fps 3194frame
AvisynthのLWLibavVideoSourceで読み込み (SWデコード)

使用コマンド
qsv H.264 (-u 1:quality, 4:normal)
--icq [x] -u [1,4] -c h264 --level 5.1
FF: [--fixed-func]

qsv HEVC (-u 1:quality, 4:normal)
--icq [x] -u [1,4] -c hevc --level 6 --max-bitrate 60000
10bit: [--profile main10 --output-depth 10]
FF: [--fixed-func]

qsv AV1 (-u 1:quality, 4:normal)
--icq [x] -u [1,4] -c av1 --max-bitrate 60000
10bit: [--output-depth 10]

nvenc H.264
--qvbr [x] --level 5.1
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each

nvenc HEVC
--qvbr [x] -c hevc --level 6
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each
10bit: --output-depth 10 --profile main10

nvenc AV1
--qvbr [x] -c av1
quality: --preset quality --multipass 2pass-full --lookahead 32 --multipass 2pass-full --weightp --bref-mode each
10bit: --output-depth 10

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画質比較

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では早速、画質比較の結果を見てみる。

bitrate-vmaf
今回からvmafも追加。

縦軸vmafが高いほど画質がよく、横軸ビットレートが小さいほど圧縮できているので、左上にいればいるほど良いことになる。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

AV1に関しては、RTX4080がArc A380より高いvmafスコアとなっていて、なかなか素晴らしい。

HEVCとも比べると、NVENCではすでにAV1がHEVCの画質(vmaf)ー容量比を上回っている。QSVはその逆で、まだHEVCのほうが画質(vmaf)ー容量比がよいようだ。

今回比較した中で特に画質(vmaf)ー容量比のよいArc A380のHEVCと、RTX4080のAV1を比べると、非常に近い結果となっていて、非常に面白い競争になっている。高圧縮よりではArc A380 HEVC、高画質よりではRTX4080のAV1のほうが優勢だろうか。

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bitrate-ssim
縦軸SSIMが高いほど画質がよく、横軸ビットレートが小さいほど圧縮できているので、左上にいればいるほど良いことになる。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

ssimでは、基本的にはvmafとそう大きくは変わらないが、やや傾向が異なるところもある。

全体的にArc A380 QSVのほうが、RTX4080 NVENCより画質(ssim)ー容量比がよい結果となっているようだ。

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bitrate-fps
今度は縦軸をエンコード速度(fps)にとったもの。

※凡例の □ をクリックすると、グラフ線のオン/オフができます。
※マウスをグラフの 〇 のところにあてると、値が確認できます。

グラフが表示されない場合はこちら。

RTX4080のNVENC最高画質設定はそれほど速くない。ただ、これは最高画質設定であるので、プリセットを調節すれば高速に実行できるかもしれない。このあたりは今後確認したい。

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まとめ

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というわけで、RTX4080のNVENCの画質の状況を確認した。

AV1のhwエンコードはRTX40xxシリーズで初めて搭載されたが、初代であるにもかかわらずHEVCを上回る非常に高い画質を実現できていて、素晴らしい。
今回は最高品質設定で確認したが、AV1エンコードではArc A380と比べやや速度は落ちるものの、画質(vmaf)ー容量比では同等あるいは上回っていて、hwエンコードと言っても、ある程度実用的なものとなっていると思う。

特に配信用途では現行主流のH.264からAV1に乗り換えられれば、画質の向上や帯域の圧縮に大きく貢献できそうだと思う。

RTX40xxシリーズの問題はとにかく価格で、まあ現在のRTX4090/4080は非常に値段が高く、さすがにエンコードのために買うというのは難しそう。

その意味では、相対的にArc A380は手を出しやすいとは思う。

今後、RTX4060/4050などのより安価な製品にもこの高画質なエンコーダが搭載されると思うので、早く下位のラインアップが拡充されてほしいところだ。