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GPU编解码:GPU硬解码---DXVA

   一、DXVA介绍

  DXVA是微软公司专门定制的视频加速规范,是一种接口规范。DXVA规范制定硬件加速解码可分四级:VLD,控制BitStream;IDCT,反余弦变换;Mocomp,运动补偿,Pixel Prediction;PostProc,显示后处理。其中,VLD加速等级最高,所以其包含IDCT、MoCoopm和PostProc;IDCT加速次之,包含MoCoopm和PostProc;最后MoComp加速仅包含PostProc。一款显卡芯片在硬件支持DXVA规范,并不代表它就实现了DXVA所有功能。DXVA_Checker可用于检测硬件所支持的等级,DXVA_Checker运行示意图如下所示。

  二、使用FFmpeg中DXVA技术硬解码

  基本思路:

  1.根据FFmpeg对编码器的描述,实现自定义的硬解码器。

  2.通过REGISTER_ENCODEC(X,x)将自定义的视频编码器添加到视频编解码器。

  3.在视频解码,根据编码器ID或编码器名称找到视频编解码器中自定义的视频解码器。

  4.利用自定义的视频解码器,解码视频。

  其关键步骤是:自定义解码器的实现,需要参考FFmpeg源码中,解码器的定义和接口设计。

  基于DXVA的自定义解码器实现

  1.熟悉FFmpeg中编解码的组织方式

  下图是ffmpeg编解码组织的简单示意图。

  由示意图可知,编解码器由全局链表组织,可根据编码器的名称或ID,获取编解码器。

  编解码器的具体编解码的具体工作,由编解码器定义的函数指针完成。

  自定义解码器时,需要按照AVCodec结构体,定义解码器的属性,然后注册到全局编解码器链表中。

  2.基于DXVA解码器的定义实现

  ff_h264_dxva2_decoder的定义如下:

  1 AVCodec ff_h264_dxva2_decoder = {

  2 .name = "h264_dxva2",

  3 .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,

  4 .id = AV_CODEC_ID_H264,

  5 .priv_data_size = sizeof(DXVA2_DecoderContext),

  6 .init = h264_dxva2dec_init,

  7 .close = h264_dxva2dec_close,

  8 .decode = h264_dxva2dec_decode,

  9 .capabilities = CODEC_CAP_DELAY,

  10 .flush = h264_dxva2dec_flush,

  11 .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 (DXVA2 acceleration)"),

  12 };

  ff_h264_dxva2_decoder的函数指针对应的函数定义如下:

  1 static int h264_dxva2dec_decode(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,

  2 AVPacket *avpkt)

  3 {

  4 return ff_dxva2dec_decode(avctx,data,got_frame,avpkt,&ff_h264_decoder);

  5 }

  6

  7 static av_cold int h264_dxva2dec_close(AVCodecContext *avctx)

  8 {

  9 return ff_dxva2dec_close(avctx,&ff_h264_decoder);

  10 }

  11

  12 static av_cold int h264_dxva2dec_init(AVCodecContext *avctx)

  13 {

  14 return ff_dxva2dec_init(avctx,&ff_h264_dxva2_decoder,&ff_h264_decoder);

  15 }

  16

  17 static void h264_dxva2dec_flush(AVCodecContext *avctx)

  18 {

  19 ff_dxva2dec_flush(avctx,&ff_h264_decoder);

  20 }

  上述代码,只是ff_dxva2dec_init(),ff_dxva2dec_flush(),ff_dxva2dec_decode(),ff_dxva2dec_close()的封装,具体解码的实现,由ff_dxva2dec_xxx相关函数完成,其代码实现如下:

  其中,在ff_dxva2dec_init()函数中,利用av_create_dxva2()函数创建dxva2_context,av_setup_dxva2()设置dxva2_context。

  在ff_dxva2dec_close()函数中,利用av_release_dxva2()释放dxva2_context。

  av_xxx_dxva2()相关函数,主要利用DXVA2的API接口,创建dxva2的上下文,并进行管理。

  总体而言,经过四次封装,形成方便的硬解码接口。

  DXVA2 API接口 ---> av_xxx_dxva2 ---> ff_dxva2dec_xxx ---> h264_dxva2dec_xxx ---> ff_h264_dxva2_decoder