ffmpeg 转码mp4视频时，由于视频录制有问题（可能是丢帧过多），转码无法完成，处理卡住无法退出，CPU一直飙在100%。

1. ffmpeg能否在转码前判断文件是否可以正常转码？
目的：不能正常转码时不进行转码处理
2. 批处理转码过程中遇到这种问题时，怎样判断/中断操作？
目的：避免由于任务卡死、CPU飙高等原因影响其他服务。

Note: 此文章首发于我的个人博客zhi-hua.wang ，开放转载但需附上出处。

FFMPEG 是一款开源的视频处理软件，再利用FFMPEG转码的过程中踩了很多坑，在这里列举一些常用的 FFMPEG 命令防止忘记。

以下所有的命令的输入都是《The.Mandalorian.S01E01.INTERNAL.HDR.2160p.WEB.H265-DEFLATE.mkv》这部影片，这部影片有很多特殊的地方，所以给我带来了不少困扰。它也驱使我学习了关于视频的很多知识，以下是它的一些基本参数：

bt2020nc 。为了节省篇幅，以下均以input.mkv代表这个视频源文件。而且由于配备了gtx1070显卡以及安装了最新的驱动，所有的操作都是尽量利用GPU进行硬件加速。

告诉ffmpeg使用cuvid加速，并且把视频的数据保留在显存而不是内存上。由于版权问题ffmpeg不自带scale_npp滤镜，需要自己编译。为了方便我选择manjaro系统，直接安装AUR上的ffmpeg-full包。这个过程也很心酸，可以专门写一篇文章了，这里就不展开了。关于ffmpeg转码的文章在互联网上有很多，尤其是英伟达官网的《ffmpeg

运行以上命令却报错了。原来scale_npp滤镜很娇气，无法处理10bit的视频，因此尝试失败。

输入以上命令，发现咋只有48fps呢？那岂不是要十几分钟？太慢了！

突然发现了scale_cuda这个宝藏，它能接受10bit输入。而且scale_cuda在ffmpeg的编译版中自带！这就好办了，赶紧敲下以下命令：

所有任务都转到GPU上运行了，性能得到巨大提升。通过观察发现此时的瓶颈变为了GPU解码。GPU解码器的占用率高局100%，而编码器只占用了不到20%。

经过长时间的试错，发现之前的错误通过在scale_cuda滤镜后添加hwdownload,format=p010le就可以解决了，至于为啥我也不知道 。-hwaccel_output_format cuda目前可以不加，只不过会警告你以后不加就会报错了。

这一条与上一条没多大的区别，只是把scale_cuda改为了resize。resize这个参数是我从英伟达官网上的一篇pdf上了解到的，它说用resize性能好一些。至于好不好我不知道，我只知道resize更易读与打出来。

之前的转码都是恒定码率模式，很不科学。hevc_nvenc没有crf参数，这可咋办呢？好在找到了替代方案。通过将-rc:v 设置为vbr或者vbr_hq，从而启用VBR模式，然后设置-cq:v、-qmin、-qmax。这里最好把它们设置成一个数值，否则没有多大意义。这个数值接类似于crf参数。

经过前面这么多的折腾，视频已经压制好了。可是越看越不对劲。为啥我压的视频看起来灰蒙蒙的呢？经过深入调查发现是由于HDR导致的。这个视频本身是HDR的，而转换过程中ffmpeg并没有保留HDR有关的元数据（这应该是个BUG），又没进行颜色的转换。所以播放器把这个HDR视频当作SDR来处理，就会导致画面发灰。解决办法有两种，一是将其转为SDR，这需要tonemap滤镜（似乎scale滤镜也可以）。另一种是保留元数据，让播放器能够正常处理。这里选择第一种。由于tonemap是运行在cpu上的，效率低，所以我改用它的硬件加速版：tonemap_opencl

注意下面的命令我只在linux上测试成功过，win10会报错，我也不知道为什么。

tonemap_opencl的这些参数中，tonemap指定了使用的算法，可选值为none、clip、linear、gamma、reinhard、hable、mobius。param是用来微调这些算法的。具体的内容看ffmpeg的文档。这里最重要的是将p、t以及m都设置为了bt709。所以这个滤镜会完成以下转换：色彩原色: bt2020->bt709、传输特性:smpte2084->bt709、矩阵系数:bt2020nc->bt709 (HDR有多种不同标准，smpte2084对应的是HDR10。 经过HDR->SDR的转换，颜色终于变得正常了，不过仔细看肯定和原片有差距。可以根据画面的特色选用不同的算法和参数来进行调整，以保证画面的准确度。

9. 颜色偏差--添加HDR元数据（失败）

上一节我们将HDR转为了SDR，画面的准确度有些许丢失。那该怎么办呢？之前说到还有一种方法，那就是保留元数据。我尝试过用MKVToolNix将色彩原色、传输特性以及矩阵系数分别设置为9、16和9。然后这个视频在linux上播放正常了，但是在windows上还是灰的。我真的是很无语！！！

我在github上还找到了另外一个项目，叫做nv_hevc_hdr_patcher。但是这个项目看起来挺不好用的，我懒得折腾，所以HDR元数据添加宣告失败（怎么可能这么轻易放弃，下一节会用其它工具搞定这个问题（如果我还会继续写的话（会吗？）））

使用FFMPEG，在尽量利用硬件加速的情况下完成了视频的压制。直接转码时会丧失HDR元数据，导致发灰（见下图中间一栏）。通过tonemap可以将HDR转为SDR视频，画面的颜色得到较为准确的还原，但还是有轻微的差别。最终也没能够完成HDR元数据的添加。