[发明专利]基于处理器异构并行计算的超高清视频分层解码方法

说明书

本发明公开了一种基于处理器异构并行计算的超高清视频分层解码方法，属于视频解码领域，包括步骤：S1，并发调度让CPU解码基本层和GPU解码增强层同时进行，同步得到同一帧的增强层和基本层解码数据；S2，将基本层视频数据上行到GPU上；S3，将得到的GPU基本层数据和GPU增强层数据的LL用GPU做运算得到基本层的增强解码画面记作LL；S4，将得到的LL、LH、HL、HH，用GPU做一次H1V1反小波变换得到解码画面；S5，根据输入的解码输出参数选择不同的处理方式。本发明既能兼容电视台当下使用的生产系统，又能实现多分辨率分层解码时有效降低存储带宽的压力，降低带宽压力，实现更高分辨率的多层实时编辑。

技术领域

本发明涉及视频解码领域，更为具体的，涉及一种基于处理器异构并行计算的超高清视频分层解码方法。

背景技术

在我国广电行业的超高清内容制作中广泛使用的专业编解码格式一般是XAVC，PRORES以及DNXHR，以索贝为代表的行业技术服务商，经过多年的实践和探索，已经能够实现4K源码、11层的实时编辑，但是受限于CPU、GPU等硬件的计算能力和处理能力以及PCI-E带宽能力，难以实现更高幅面的多层实时编辑。目前对于这个问题的一般解决办法是使用代理分辨率，就是制作时同时生成多个分辨率的实体文件，编辑时使用低分辨率的文件，这种方式虽然能够解决硬件能力限制带来的问题，但是会增加存储、计算能力额外的开销和系统的复杂度，进而提高生产环境的构建成本。

分层解码很容易让人联想到以JPEG-XS为代表的基于小波变换的解码，但是JPEG-XS是一种具体的编解码格式，难以满足对目前我国广电行业现存的超高清内容制作中专业格式的兼容，并且难以做到在分层解码时占用不同的存储带宽。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于处理器异构并行计算的超高清视频分层解码方法。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种基于处理器异构并行计算的超高清视频分层解码方法，包括以下步骤：

S1，并发调度让CPU解码基本层和GPU解码增强层同时进行，同步得到同一帧的增强层和基本层解码数据；增强层解码得到四个频段的数据，第一个频段位于数据的左上角记作LL，第二个频段位于右上角记作LH，第三个频段位于左下角记作HL，最后一个频段位于右下角记作HH；基本层解码得到基本层视频数据；

S2，通过CUDA API将基本层视频数据上行到GPU上；

S3，将得到的GPU基本层数据和GPU增强层数据的LL用GPU做相加运算得到基本层的增强解码画面记作LL；

S4，将得到的LL、LH、HL、HH，用GPU做一次反小波变换得到最终的解码画面；

S5，根据输入的解码输出参数选择不同的处理方式：如果是DirectX或者OpenGL二维纹理对象，使用CUDA与之对应的交互接口完成数据通信；如果是CUDA buffer直接使用CUDA API进行数据拷贝；如果是CPU buffer则使用CUDA API进行数据下行。

进一步地，在步骤S1中，GPU解码增强层包括如下子步骤：

步骤3.1：使用CPU解析增强层码流结构，完成增强层码流帧头解析，得到解码必要的参数，参数包括宽高信息，分片高度，分片内分块的宽高，分片内每个块组包含的块数量和量化表；

步骤3.2：使用CPU解析码流得到每个独立进行解码的块组对应的字节起始位置以及每个分片的量化系数；

步骤3.3：将码流数据，块组字节起始位置以及分片量化系数数据上行到GPU上；

步骤3.4：CUDA并发调度启动多个线程并发调度单元，每个线程并发调度单元完成一个块组的完全解码，多个线程并发调度单元协作完成整帧数据的解码；