[发明专利]一种利用GPU并行加速图像转换的屏幕图像获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用GPU并行加速图像转换的屏幕图像获取方法，特别涉及一种利用GPU并行加速图像转换的屏幕图像获取方法。

背景技术

DirectShow是针对基于微软Windows平台的流媒体应用的框架，能完美提供高质量的多媒体流的数据采集和回放处理。它能为常见的高性能多媒体应用如文件播放器、TV和DVD播放器、视频编辑软件、格式转换器、音视频采集软件、解码器、编码器、数字信号处理器等提供完美的解决方案。DirectShow支持丰富的流媒体数据格式和压缩格式，包括ASF、MPEG、AVI、MP3、WAV音频文件等，和ACC、DV、H.264、MJPEG-1、MPEG-2等压缩格式。DirectShow的出现，一方面帮助简化了多媒体应用开发过程中涉及的播放、格式转换、捕获等任务；同时它还提供了可定制的解决方案来访问底层流媒体架构，开发人员甚至还可以通过创建自己的DirectShow组件来支持不同的新格式和定制处理效果。

图形设备接口(Graphics Device Interface或Graphical Device Interface，缩写GDI)，是微软公司视窗操作系统(Microsoft Windows)的三大核心部件(也称“子系统”)之一。GDI是微软视窗系统表征图形对象及将其传送给诸如显示器、打印机之类输出设备的标准。图形设备接口的出现使程序员无需要关心硬件设备及设备驱动，就可以将应用程序的输出转化为硬件设备上的输出，实现了程序开发者与硬件设备的隔离，大大方便了开发工作。GDI最大的好处是它有可以直接访问硬件设备的能力。通过GDI可以非常容易的在不同类型的设备上绘制图形，像显示屏和打印机或类似的显示设备。这些能力是微软Windows系统“所见即所得”程序的核心。

在Windows SDK的Push Source Filters Sample中，有利用GDI接口获取当前屏幕图像的DirectShow Filter参考代码，其功能单一并仅获取了当前屏幕的RGB32图像进行输出。Roger Pack在开源项目screen-capture-recorder中对其进行了改善，并增加了将图像转换为视频编解码适用的YUV420图像数据的功能。但是由于图像转换计算量较大，图像转换的处理速度非常低下，导致对于较大分辨率的屏幕图像无法实现实时获取。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种利用GPU并行加速图像转换的屏幕图像获取方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种利用GPU并行加速图像转换的屏幕图像获取方法，包括以下步骤：

利用GDI图形设备接口获取实时系统屏幕图像即RGB32图像，并基于OpenCL异构计算框架，利用GPU并行计算将获得的RGB32图像高效转换为视频编解码适用的YUV420图像，最终将YUV420图像数据推送出去。

所述的获取实时系统屏幕图像，是通过DirectShow Filter实现的，DirectShow Filter命名为Screen Recorder，Screen Recorder仅具有一个输出Pin，输出Pin的媒体类型为视频流MEDIATYPE_Video/MEDIASUBTYPE_NV12，Screen Recorder的整体对外功能为按设定的频率获取屏幕区域图像，并将其以YUV4:2:0图像数据的NV12格式码流输出到下游Filter中。

Screen Recorder继承自DirectShow Filter的基类库中的CSource，利用其中的DirectShow Source Filter基本功能的实现。Screen Recorder的主要功能实现在于其输出Pin中，Screen Recorder中定自定义了一个输出Pin类作为其输出Pin使用的类，命名为“ScreanRecorderPin”。ScreanRecorderPin继承自DirectShow Filter的基类库中的CSourceStream，利用其中的输出Pin的连接和数据传输等基本功能的实现，数据传输方式属于Push模式。