[发明专利]一种基于NVIDIA GPU实现一入多出转码多码率视频文件的方法

说明书

本发明公开了一种基于NVIDIA GPU实现一入多出转码多码率视频文件的方法，涉及视频转码技术领域，本发明包括利用CPU对源文件进行解码得到YUV数据；将YUV数据从CPU上行到NVIDIA GPU；在NVIDIA GPU开辟多个预处理流程，每个预处理流程对应一种码率，利用NVIDIA GPU的CUDA并行运算能力，并行对YUV数据进行多码率预处理；利用NVIDIA GPU的NVENC硬件编码能力，并行对每个预处理流程对应的YUV数据进行编码，得到对应码率的编码数据；将各编码数据从NVIDIA GPU下行到对应的CPU；利用CPU对各编码数据进行文件格式封装，得到对应码率的转码文件，本发明充分利用了NVIDIA GPU的计算能力，整体流程紧凑无冗余，使得能够达到理想的转码效率，实现多码率转码，使得一入多出转码多码率文件的效率得到极大提高。

技术领域

本发明涉及视频转码技术领域，更具体的是涉及一种基于NVIDIA GPU实现一入多出转码多码率视频文件的方法。

背景技术

转码应用的一大场景是面向互联网的多码率发布，同一个视频内容源，需要转码成多个不同码率的文件，互联网客户端根据自身的带宽情况，选择适合的码率进行观看。视频转码流程一般分为以下几个步骤：

S1：对视频源文件每帧解码，获得每帧的YUV数据；

S2：对于YUV数据做视频预处理，包括缩放、颜色空间转换、HDR/SDR变换、帧率变换、去交织、叠台标等；

S3：对每帧预处理完毕的数据做视频编码，获得每帧的编码数据；

S4：对编码数据进行文件格式封装，形成最终的目标文件。

通常，转码多码率文件的应用场景具备以下几个特征：

1、一入(同一个视频内容源)多出(同时转码成多个不同码率的文件)；

2、转码的目标编码格式一般是H264或H265；

3、每个码率的文件，在编码之前，需要做视频预处理，包括缩放、颜色空间转换、HDR/SDR变换、帧率变换、去交织、叠台标等等；

针对上面的几个特征，目前常见的技术存在以下不足：

1、转码不同码率文件，每转一种码率，就对源文件解码一次，即对源文件解码了多次，造成效率低和资源浪费；

2、使用CPU编码H264/H265，编码效率低，实时性差并且同时支持的并发路数少；

3、使用CPU做视频预处理，效率较低；

4、部分流程使用了GPU加速，比如编码或者部分的视频预处理，但整体流程不优化，一帧视频数据反复在CPU和GPU之间来回上下行，效率未达到最优。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决目前转码多码率文件存在效率较低，资源浪费的问题，本发明提供一种基于NVIDIA GPU实现一入多出转码多码率视频文件的方法，既充分使用GPU加速视频编码和视频预处理，又在整体流程上充分优化，消除多个冗余环节，从而使得一入多出转码多码率文件的效率得到极大提高。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种基于NVIDIA GPU实现一入多出转码多码率视频文件的方法，包括如下步骤：

S1：利用CPU对源文件进行解码得到YUV数据；

S2：将YUV数据从CPU上行到NVIDIA GPU；

S3：在NVIDIA GPU开辟多个预处理流程，每个预处理流程对应一种码率，利用NVIDIA GPU的CUDA并行运算能力，并行对YUV数据进行多码率预处理；