NVIDIA 視頻編解碼器 SDK為 Windows 和 Linux 上的硬件加速視頻編碼和解碼提供了一套全面的 API 集。The 12.2 版本提高了高效視頻編碼（HEVC）的視頻質量，特別是自然視頻內容的比特率顯著降低。這篇文章詳細介紹了以下新功能：
- 前瞻性級別增加前瞻性分析以提高質量（僅限 HEVC）。
- 時間濾波有助于提高壓縮效率通過濾除噪聲（僅限 HEVC）。
- 高位深度編碼將 8 位內容編碼為 10 位的（HEVC 和 AV1）。
- 單向 B 幀（而不是 P 幀）在延遲敏感的用例中提高了質量，這特別適用于 HEVC。
- UHQ（超高質量）調諧信息在延遲容忍用例中提供 HEVC 僅限的最佳質量。
前瞻級別?
前瞻性級別可以幫助分析未來的幀，并實現對不同幀的有效比特分配，以優化編碼效率。它使用編碼樹單元（CTU）和其他編碼統計信息來改進速率控制，這對于延遲容忍編碼非常有用。Video Codec SDK 12.2 提供了多達四個不同的前瞻性級別，具有不同的性能和質量權衡。
使用以下設置：
enableLookahead開啟向前看。LookaheadDepth確定將被緩沖在先行隊列中用于分析的幀數。LookaheadLevel確定將要進行的分析級別，以便提供質量改進。較高的LookaheadLevel在降低性能和增加視頻存儲器使用的情況下提供更好的質量，相比于較低的LookaheadLevel。
時間濾波?
使用相機捕獲的自然視頻內容具有噪聲，該噪聲可能來自包括傳感器噪聲在內的一系列因素。噪聲可以減少時間冗余，從而增加用于編碼的比特數，降低壓縮效率。
時間濾波通過使用來自相鄰幀的補丁來過濾當前幀，從而減少這種噪聲。時間濾波器使用運動估計在相鄰幀中找到當前幀的補丁，然后使用這些補丁來對當前幀進行濾波。濾波是使用 CUDA 內核完成的，而運動估計是使用 NVIDIA 編碼器（NVENC）硬件執行的。
可以通過設置tfLevel來啟用臨時過濾臨時過濾可以為自然視頻內容提供 4-5%的平均編碼增益請注意，此功能可能不會為合成或屏幕內容提供顯著的增益。
建議同時使用前瞻級別和時間過濾，這兩個功能相互補充，導致總體 BD-BR 節省大于單個功能提供的 BD-BR 節約的總和然而，沒有限制單獨使用這些功能，每個功能都可以單獨編程。
高比特深度編碼?
將 8 位內容編碼為 10 位內容可以提供編碼增益。視頻編解碼器 SDK 12.2 提供了設置inputBitDepth= 8 和outputBitDepth= 10 以啟用高位深度編碼的選項，從而將 8 位內容編碼為 10 位提高相關性，結果實現更好的壓縮。
從 8 位到 10 位的轉換發生在 NVENC 驅動程序中，使用 CUDA 實現 HEVC 和 HW 實現 AV1。它的性能損失可以忽略不計。通過啟用高比特深度編碼，可以預期 3-4%的編碼效率增益，對于特定序列則可以預期更高的編碼效率增益。
當客戶端應用程序控制編碼器和解碼器時，可以使用此功能。如果解碼器支持 10 位解碼，強烈建議使用此功能，因為這將提高編碼效率。
然而，該功能將導致 GPU 內存利用率的增加，因為內部緩沖區將以 10 位格式分配。
單向 B 幀
單向 B 幀是特殊 B 幀，僅使用來自過去幀的預測，避免與傳統 B 幀相關聯的延遲問題。這使得它們對于低延遲編碼非常有用。傳統的 B 幀從 L0 和 L1 方向進行預測，而單向 B 幀僅從 L0 方向進行預測。
單向 B 幀從前兩個幀進行預測，相比僅從 P 幀進行預測的 P 幀，提供 3-4%的 BD-BR 節省。通過設置enableUniDirectionalB=1，可以啟用單向 B 幀，平均提高編碼效率 3-4%，特定序列的增益可達 15%。
圖 3 顯示了用于僅具有 I/P 幀的序列的參考列表創建的不同圖片。參考列表 L0 僅使用來自過去的圖片。
圖 4 顯示了對正常 B 幀的參考列表 L0 和 L1 使用不同圖片的情況。L0 列表使用過去的圖片，L1 列表使用將來的圖片。
圖 5 顯示了對單向 B 幀的參考列表 L0 和 L1 使用不同圖片的情況。L0 和 L1 參考列表都是僅根據以前的圖片創建的。
UHQ 調諧信息
UHQ 調諧信息結合了前瞻級別和時間濾波，為各種預設提供了最佳質量和性能折衷，以實現最高質量的延遲容忍編碼。UHQ 調諧信息自動設置前瞻和時間濾波的最佳設置，使客戶端應用程序能夠使用 UHQ 調諧信息，而不是單獨調整這兩個功能。
此功能還將 B 幀的數量固定為五個，同時使用中間 B 幀作為參考。UHQ 還禁用自適應 I 幀和自適應 B 幀，并使用固定的 GOP（圖片組）結構。
圖 6 顯示了 P1、P4 和 P7 預設的 HQ 和 UHQ 調諧信息的比特率節省和性能，以及高比特深度編碼，這與作為參考點的 x265 介質進行比較。p4 和 p7 預設在 UHQ 調諧信息上超過 x265 Slow 的比特率節省。UHQ 調諧信息上的 p1 預設僅比 x265 Slow 高 3%。UHQ P1 提供了 x265 的 4 倍 FPS，而 UHQ p4 可以在 x265 Slow 上提供高達 3 倍 FPS。
開始使用 Video Codec SDK 12.2
視頻編解碼器 SDK 12.2 通過提高 HEVC 編碼的視頻編碼質量，特別是對于自然視頻內容，實現了顯著降低比特率。新功能包括前瞻級別、時間濾波、更高比特深度編碼、單向 B 幀和 UHQ 調諧信息。
下載視頻編解碼器 SDK 12.2開始使用，并加入NVIDIA 開發者論壇的對話，要了解有關新視頻功能的更多信息，請參閱使用 AV1 和 NVIDIA Ada Lovelace 架構提高視頻質量和性能。
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