软硬结合解码方式的4K视频播放系统①

徐圣凯, 潘 飞(南京理工大学 自动化学院, 南京 210000)

软硬结合解码方式的4K视频播放系统①

徐圣凯, 潘 飞
(南京理工大学 自动化学院, 南京 210000)

针对4K视频数据量很大, 传统的CPU软件解码技术无法满足性能要求. 设计了一种软硬结合解码方式的4K视频播放系统, 采用DirectShow和NVIDIA CUDA技术进行GPU硬件解码. 系统功能包括硬件系统信息获取, 视频源读取, 视频硬解码和视频显示. 实验结果表明, 此播放系统在进行4K视频解码播放时, 既保障了视频效果, 又极大降低了CPU使用率.

4K; 软硬结合解码; DirectShow; CUDA; CPU使用率

近些年来, 多媒体技术得到了长足的发展, 1080P全高清摄像头, 4K电影, 4K超高清显示屏等产品的问世不断地刷新着分辨率、帧率等参数极限[1], 为用户提供了更完美的用户体验. 然而4K超高清视频的信号容量是巨大的, 视频信号经过采集, 解码后才能呈现在显示屏上, 其中的解码过程算法复杂, 对运算处理能力要求很高. 传统的软件解码技术依赖CPU的计算能力, 已经无法满足性能要求, 而嵌入式纯硬件解码不仅价格昂贵且架构不灵活,无法大众化推广. 如何在保证视频解码效果的前提下, 降低成本、加快解码速度、降低CPU使用率成为了研究热点.

纯软件解码播放4K视频时CPU使用率过高导致主机卡顿现象明显, 很多高校和视频处理公司开始关注软件框架与硬件解码器相结合的播放体系, 利用GPU分担部分视频解码工作. 当前通过GPU解码的技术主要有两大类: 利用GPU内部并行工作的流处理单元进……