ffmpeg实现GPU(硬编码)加速转码

# 项目场景：

提示：ubuntu16将视频流（监控流）数据转码，使用GPU实现加速转码：
例如：将一个路径中的h264视频流数据转换到另一个路径中

准备工作

确定服务器有GPU

lspci | grep NVIDIA # 查看NVIDIA显卡
ubuntu-drivers devices

1、依赖库安装：

nasm
汇编编译器，编译某些依赖库的时候需要

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L http://www.nasm.us/pub/nasm/releasebuilds/2.13.02/nasm-2.13.02.tar.bz2
tar xjvf nasm-2.13.02.tar.bz2
cd nasm-2.13.02
./autogen.sh
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --bindir="$HOME/bin"
make
make install

yasm
汇编编译器，编译某些依赖库的时候需要

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L http://www.tortall.net/projects/yasm/releases/yasm-1.3.0.tar.gz
tar xzvf yasm-1.3.0.tar.gz
cd yasm-1.3.0
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --bindir="$HOME/bin"
make
make install

libx264
H.264视频编码器，如果需要输出H.264编码的视频就需要此库，所以可以说是必备

cd ~/ffmpeg_sources
git clone --depth 1 http://git.videolan.org/git/x264
cd x264
PKG_CONFIG_PATH="$HOME/ffmpeg_build/lib/pkgconfig" ./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --bindir="$HOME/bin" --enable-static
make
make install

libx265
H.265/HEVC视频编码器。
如果不需要此编码器，可以跳过，并在ffmpeg的configure命令中移除–enable-libx265
此路径下载很慢，条件允许你，可以直接去https://bitbucket.org/multicoreware下载到window上，然后移动到该路径

cd ~/ffmpeg_sources
hg clone https://bitbucket.org/multicoreware/x265_git
cd ~/ffmpeg_sources/x265/build/linux
cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_INSTALL_PREFIX="$HOME/ffmpeg_build" -DENABLE_SHARED:bool=off ../../source
make
make install

libfdk_acc
AAC音频编码器，必备

cd ~/ffmpeg_sources
git clone --depth 1 --branch v0.1.6 https://github.com/mstorsjo/fdk-aac.git
cd fdk-aac
autoreconf -fiv
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --disable-shared
make
make install

libmp3lame
MP3音频编码器，必备

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L http://downloads.sourceforge.net/project/lame/lame/3.100/lame-3.100.tar.gz
tar xzvf lame-3.100.tar.gz
cd lame-3.100
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --bindir="$HOME/bin" --disable-shared --enable-nasm
make
make install

libops

OPUS音频编码器
如果不需要此编码器，可以跳过，并在ffmpeg的configure命令中移除–enable-libopus

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L https://archive.mozilla.org/pub/opus/opus-1.2.1.tar.gz
tar xzvf opus-1.2.1.tar.gz
cd opus-1.2.1
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --disable-shared
make
make install

libogg
被libvorbis依赖

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L http://downloads.xiph.org/releases/ogg/libogg-1.3.3.tar.gz
tar xzvf libogg-1.3.3.tar.gz
cd libogg-1.3.3
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --disable-shared
make
make install

libvorbis

Vorbis音频编码器
如果不需要此编码器，可以跳过，并在ffmpeg的configure命令中移除–enable-libvorbis

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L http://downloads.xiph.org/releases/vorbis/libvorbis-1.3.5.tar.gz
tar xzvf libvorbis-1.3.5.tar.gz
cd libvorbis-1.3.5
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --with-ogg="$HOME/ffmpeg_build" --disable-shared
make
make install

libvpx

VP8/VP9视频编/解码器
如果不需要此编/解码器，可以跳过，并在ffmpeg的configure命令中移除–enable-libvpx

cd ~/ffmpeg_sources
git clone --depth 1 https://github.com/webmproject/libvpx.git
cd libvpx
./configure --prefix="$HOME/ffmpeg_build" --disable-examples --disable-unit-tests --enable-vp9-highbitdepth --as=yasm
make
make install

2、编译安装ffmpeg 3.3.8

若想安装其他版本的ffmpeg，可以在这个路径 http://ffmpeg.org/releases/ 下载，然后移动到虚拟机中,从第三步解压执行就行

cd ~/ffmpeg_sources
curl -O -L https://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-3.3.8.tar.bz2
tar xjvf ffmpeg-3.3.8.tar.bz2
cd ffmpeg-3.3.8
PATH="$HOME/bin:$PATH" PKG_CONFIG_PATH="$HOME/ffmpeg_build/lib/pkgconfig" ./configure \
  --prefix="$HOME/ffmpeg_build" \
  --pkg-config-flags="--static" \
  --extra-cflags="-I$HOME/ffmpeg_build/include" \
  --extra-ldflags="-L$HOME/ffmpeg_build/lib" \
  --extra-libs=-lpthread \
  --extra-libs=-lm \
  --bindir="$HOME/bin" \
  --enable-gpl \
  --enable-libfdk_aac \
  --enable-libfreetype \
  --enable-libmp3lame \
  --enable-libopus \
  --enable-libvorbis \
  --enable-libvpx \
  --enable-libx264 \
  --enable-libx265 \
  --enable-nonfree
make
make install
hash -r

验证安装

ffmpeg -h

至此，我们就可以使用ffmpeg转码视频了，但是是cpu进行的软编码方式转码，效率低，占用cpu资源高

实现GPU转码（硬编码）：

1、安装cuda

首先确保安装了NVIDIA驱动(显卡驱动)

nvidia-smi
watch -n 10 nvidia-smi   #每10s查看一次

若输出如下，则说明已经安装好了显卡驱动
在这里插入图片描述
若输出为

则说明驱动有问题，需要接下来的安装cuda的时候将显卡驱动一起安装（安装cuda的时候就会提醒是否安装显卡驱动，若没有则选 y ，毕竟这种方式安装显卡驱动最便捷）

到CUDA官网下载CUDA安装包 https://developer.nvidia.com/cuda-downloads，选择对应的版本

如：
下载cuda安装包
输入安装命令后将会进入该界面（前面的协议，一直按住enter键跳过即可）
在这里插入图片描述

下载执行完毕，安装完毕后，可通过命令查看 nvcc -V
输出类似文本
在这里插入图片描述
若显示，通过 /usr/local/cuda-9.2/bin/nvcc -V 尝试一下，若也没有，则cuda未安装成功，若有上图输出，则说明安装成功，只需要配置cuda环境变量就行
配置方法：

1、  sudo vim ~/.bashrc

2、  在文件末尾加入下面两行
export  PATH=/usr/local/cuda-10.1/bin:$PATH
export  LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-10.1/lib64$LD_LIBRARY_PATH

3、   保存退出

4、	  source ~/.bashrc

2、重新编译安装ffmpeg 3.3.8，使其支持GPU转码

PATH="$HOME/bin:$PATH" PKG_CONFIG_PATH="$HOME/ffmpeg_build/lib/pkgconfig" ./configure \
  --prefix="$HOME/ffmpeg_build" \
  --pkg-config-flags="--static" \
  --extra-cflags="-I$HOME/ffmpeg_build/include -I/usr/local/cuda/include" \
  --extra-ldflags="-L$HOME/ffmpeg_build/lib -L/usr/local/cuda/lib64" \
  --extra-libs=-lpthread \
  --extra-libs=-lm \
  --bindir="$HOME/bin" \
  --enable-gpl \
  --enable-libfdk_aac \
  --enable-libfreetype \
  --enable-libmp3lame \
  --enable-libopus \
  --enable-libvorbis \
  --enable-libvpx \
  --enable-libx264 \
  --enable-libx265 \
  --enable-nonfree \
  --enable-cuda \
  --enable-cuvid \
  --enable-nvenc \
  --enable-libnpp
make
make install
hash -r

安装完成后，输入命令 ffmpeg -hwaccels 即可查看支持的硬件加速方式
在这里插入图片描述
命令 ffmpeg -codecs | grep cuvid 查看提供的编码器

事例：将h265编码的视频（我这儿是监控流）数据通过GPU方式转码为h264编码

ffmpeg -y -vsync 0 -hwaccel cuvid -c:v hevc_cuvid -i rtsp://admin:mm852456@192.168.0.209:554/h264/ch1/main/av_stream -c:v h264_nvenc -b:v 1024k -f flv -y rtmp://192.168.0.98:11937/live/h265_1

-hwaccl cuvid         指定使用cuvid硬件加速（vdpau、cuvid）
-c:v hevc_cuvid      解码规则
-i rtsp://admin:[email protected]:554/h264/ch1/main/av_stream      输入文件（流数据）
-c:v h264_nvenc     编码规则
-f flv                        文件输出类型指定
-y rtmp://192.168.0.98:11937/live/h265_1           输出到哪儿指定路径