基于硬件的视频编码器在现代 GPU 上用于 UHD 直播编码性能评估

许多 GPU 集成了硬件加速视频编码器，这使得视频编码任务能够从主 CPU 中卸载，并提供更高的能源效率。多年来，许多新的视频编码器如 H.265/HEVC、VP9 和 AV1 被添加到最新的 GPU 板卡中。最近，VTuber、游戏直播以及直播活动转播等直播视频内容的兴起，推动了对在 GPU 中实现高效硬件编码器的需求，以应对这些实时视频编码任务，尤其是在更高分辨率如 4K/8K UHD 时。在本文中，我们评估并比较了 NVIDIA、Intel GPU 以及 Qualcomm Snapdragon 移动 SoC 中几代硬件编码器的 RD 性能、编码速度以及功耗，与软件编码器进行比较，包括最新的 H.266/VVC 编码器，并使用 PSNR、SSIM 以及基于机器学习的 VMAF 等多个指标进行衡量。结果表明，现代 GPU 硬件编码器在实时编码场景下能够与软件编码器相匹配的 RD 性能，而且随着硬件代际的更新，编码速度有所提升，但各代硬件编码器之间的 RD 性能提升几乎可以忽略不计。最后，我们计算了每个硬件编码器所需的比特率，以匹配 YouTube 转码质量。