[发明专利]一种基于CUDA加速技术的视频混合解码渲染方法

说明书

本发明公开了一种基于CUDA加速技术的视频混合解码渲染方法，特别是涉及一种基于CUDA加速技术的并利用显卡GPU通用并行计算技术及GPU专用视频引擎混合加速处理的视频解码方法；利用基于CUDA的GPU并行计算技术，在GPU大规模通用处理器及GPU专用视频引擎上混合执行视频数据解码算法，解码后的原始视频数据缓存于显存上，使用D3D RTT(渲染到纹理)技术，将缓存数据作为渲染数据渲染后输出到屏幕，使得安防监控行业能利用GPU自身强大的计算能力及GPU专用视频引擎，在单卡上实现解码渲染需求。

技术领域

本发明涉及视频解码技术，特别是涉及一种基于CUDA加速技术的并利 用显卡GPU通用并行计算技术及GPU专用视频引擎混合加速处理的视频解 码方法。

背景技术

当前安防监控领域中，在多种场合有以下需求：在4K大屏上播放多路 4K.H265.8M视频，路数在4～16路不等。(注：由于视频编码种类众多，诸 如主流的MPEG-4、H264、H265等，因此，此文全文基于未来安防行业的主 流视频编码规格4K.H265.8M进行描述)。

现有技术方案1：使用ffmpeg开源库，利用CPU进行软解码。

优点：1、通用性强、兼容性强；2、软件开发技术难度低。

缺点：1、当前CPU软解4K.H265.8M算法，严重消耗CPU性能，影响 安防相关软件的其他计算任务。2、在当前4～16路场景下，无法满足需求， 且成本极高。在使用Intel 7代i7-7700cpu(2000RMB)配合双通道 DDR4-2400内存，nvidia GTX1060-6G，解码渲染路数只能达到3路，远远 无法满足当前或未来安防行业需求。若改用单路E5-2699v4服务器cpu(30000RMB)配合四通道DDR4-2400内存，nvidia GTX1060-6G，则能使 解码渲染路数提升到8～9路，仍只能勉强满足9路需求，无法满足未来长 远需要，且E5-2699v4服务器昂贵，成本不可想象。3、解码后原始视频数 据缓存于系统内存中，渲染时需经过两次复制拷贝到显卡显存，造成CPU 及内存带宽资源的二次浪费。

现有技术方案2：使用nvidia厂商提供的CUVID硬件解码方案，利用显卡 上的硬件模块进行解码。

优点：1、单卡上能达到极佳的解码效率，在一张nvidia GTX1060-6G 显卡(2500RMB)上，即可完成9路4K.H265.8M视频解码渲染，且不占用 cpu资源，不占用显卡GPU通用处理单元资源。2、软件开发技术难度低。

缺点：1、通用性较弱，兼容性较弱，扩展性差。只能解码目前nvidia 显卡所支持的硬解解码类型(例如H264、H265等)，若以后出现新的编解 码种类(如出现了H266，假想名字)，那么该硬件平台则无法使用，只能更 换硬件设备。2、解码能力受显卡上的硬件解码模块限制，即便是nvidia GTX1080TI-11G显卡，也只具有9路解码能力(原因是nvidiaGTX1050～GTX1080TI显卡使用了相同的硬件编解码模块，更换更高级显卡不 会提升解码能力)。

现有技术方案3：专用解码器设备。

优点：解码效率极佳，设备硬解一体化。

缺点：1、通用性较弱，兼容性较弱，扩展性差。只能解码该专用设备 所支持的硬解解码类型(例如H264、H265等)，若以后出现新的编解码种 类(如出现了H266)，那么该硬件平台则无法使用，只能更换硬件设备。2、 由于解码后数据在专用设备中，因此不利于外部对解码后原始视频数据的 后期处理，所有的后处理均要在该专用设备系统上进行开发。(此项严重制 约了安防应用软件的灵活性)。

发明内容