SkeyeARS 全景AR增强监视系统之cuda(cuvid)视频硬解码

2023-04-03 09:32:14 浏览数 (2)

1、写在前面

前面我们已经了解关于视频硬解码的一些技术。

其中提到的 nvcuvid 则是 Nvidia GPU 硬解码的核心,并且是由官方提供支持,因此可以放心使用。


2、正文开始

NVDECODE API 支持的编解码器有:

MPEG-1

MPEG-2

MPEG4

VC-1

H.264 (AVCHD) (8 位)

H.265 (HEVC)(8 位、10 位和 12 位)

VP8

VP9(8位、10位和12位)

AV1 Main profile

Hybrid (CUDA CPU) JPEG

解码器管道由三个主要组件组成:解复用器、视频解析器和视频解码器,这些组件不相互依赖,因此可以独立使用。

NVDECODE API 为 NVIDIA 视频解析器和 NVIDIA 视频解码器提供 API。

其中,NVIDIA 视频解析器纯粹是一个软件组件,如果需要,用户可以插入任何解析器来代替 NVIDIA 视频解析器(例如 FFmpeg 解析器)。

NVDECODE 视频解码器管道如下图所示:

在高层次上,应遵循以下步骤来解码任何视频内容,使用 NVDECODEAPI

  • 1、创建一个 CUDA 上下文。
  • 2、查询硬件解码器的解码能力。
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    使用 cuvidGetDecoderCaps()
  • 3、创建解码器实例。
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    使用 cuvidCreateDecoder() 创建 CUvideodecoder 实例
  • 4、解复用内容(如 .mp4),这可以使用 FFMPEG 等第三方软件来完成。
  • 5、使用 NVDECODE API 提供的解析器或第三方解析器解析视频码流,比如 FFmpeg。
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    从解复用器中提取的数据包使用 cuvidParseVideoData() 输入解析器。

    解析器在从内部同步创建解析器对象时触发注册的回调cuvidParseVideoData(),只要有序列变化或图片准备好被解码和/或显示。 如果回调返回失败,它将被传播cuvidParseVideoData() 到应用程序。

    解码结果与 CUVIDPICPARAMS 结构中的图片索引值相关联,

    这也是由解析器提供的。 这个图片索引稍后用于映射解码的帧到 CUDA 内存
  • 6、使用 VDECODE API 开始解码。
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    调用 cuvidDecodePicture() 并将解码器句柄和指针传递给 CUVIDPICPARAMS 在 NVDEC 上开始解码。
  • 7、获取解码后的 YUV 进行进一步处理。
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    用户需要调用 cuvidMapVideoFrame() 来获取 CUDA 设备指针和保存解码和后处理帧的输出表面。

    请注意 cuvidDecodePicture() 指示 NVDEC 硬件引擎启动帧/字段的解码。 

    但是 cuvidMapVideoFrame() 成功完成表示解码过程完成,解码后的YUV帧从 NVDEC 生成的格式转换为 CUVIDDECODECREATEINFO::OutputFormat 中指定的 YUV 格式。

    cuvidMapVideoFrame() API 将解码表面索引 (nPicIdx) 作为输入并将其映射到可用的输出表面之一,对解码帧进行后处理并复制到输出表面和返回 CUDA 设备指针和输出表面的相关间距。
  • 8、查询解码帧的状态。
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    解码开始后,可随时调用 cuvidGetDecodeStatus() 进行查询该帧的解码状态。
  • 9、根据解码状态,使用解码后的输出进行进一步处理,例如渲染、推理、后处理等
  • 10、如果应用程序需要显示输出
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 - 将解码的 YUV 表面转换为 RGBA。
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 - 将 RGBA 表面映射到 DirectX 或 OpenGL 纹理。
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 - 在屏幕上绘制纹理。
  • 11、解码过程完成后销毁解码器实例。
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    用户需要调用 cuvidDestroyDecoder() 来销毁解码器会话并释放所有分配的解码器资源。
  • 12、销毁 CUDA 上下文。

3、结语

最后,我们的 SkeyeARS 实际上支持可配置视频 软解码/硬解码 的。

SkeyeARS 运行目录下 config/config.ini 中。

其中:EasyPlayerProDecodeType 为直播解码选项,EasyPlayerDecodeType 则为录播解码选项。

配置为 0 选择软解码,配置为 1 选择硬解码。

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