基于DXVA的多路H.264高清视频解码器的实现1002-8692(2011)18-0030-04苏俊峰，朱秀昌南京邮电大学江苏省图像处理和通信重点实验室，江苏南京210003[摘要]设计了一种基于微软DXVA接口的H.264多路高清视频解码器。定义了代表解码器和GPU的数据结构，通过调用定义的解码函数接口，可使解码器用在各种视频播放器中。实验证明，所设计的解码器在进行多路高清解码对无论解码速度还是CPU的占用率都比传统的软件解码器有很大的性能提升。DXVA;H.264;图形处理器;多路解码TN919.81AImplementationofMulti-channelH.264HD-DecoderBasedonDXVASUJunfengZHUXiuchang万方数据31万方数据32万方数据Parts&applicatioI_n?器件与应用l创建一个硬件解码器对象，并使所关联的D3Dmanager数据结构中的解码器的计数加1。3)HRESULTDxvaDecodeFrame(DXVADecoderH264木pDecoder，NALU__t*pH264NALU，RECT*pRect)。函数是解码器的解码接口，主要有3个参数，第1个是代表解码器，pH264NALU是H．264码流中的一个NALU单元，pRect是代表该解码器解码后的数据在显示窗1：3的显示区域。4)HRESULTDestroyDxvaDecoder(DXVADecoderH264*pDecoder)。函数的功能是释放解码设备并使所关联的D3Dmanager数据结构中的解码器计数减1。5)HRESULTDestroyD3DManager(D3DManager木pManager)。函数的功能是释放显卡设备并销毁所创建的显示窗口，该函数在销毁之前会检测其关联的解码个数是否为0，如果不为0，则该函数什么也不执行并立即返回，所以在任何时候调用都能够确保安全。整个系统的流程如图5所示，其中解码器在解码一帧数据时的内部解码流程如图6所示。其中在解码器内部加一个阻塞锁是为了防止多个解码器同时使用一个硬件解码单元，因此本文设计的系统可以开启多个解码线程进行多路解码。初始化显卡设备创建DXVA解码器进入帧循环DXVA解码一帧数据对解码后的数据进行后期处理并显示帧循环是否完成?Y销毁DXVA解码器销毁显卡设备对象N解析NALU单元头部‘对硬件解码单元加阻塞锁‘向硬件单元申请参数缓冲区和码流缓冲区●向缓冲区写入图像参数并传人码流‘执行一次解码操作0对硬件解码单元解锁图5系统流程图图6解码器内部流程图3解码器性能评测由于显卡驱动程序对硬件解码单元最大的解码路数的限制，其限制最高同时执行4路解码，所以测试时开启4个解码线程同时解码分辨力为1280x720的高清视频。评测的环境是双核CPU2．5GHz，内存DDR22Gbyte，显卡GF9500GT，并在VisualStudio2008环境下调试编译，计时采用、C语言库的clock()函数，精确到毫秒级。解码器同时解码4路高清视频的显示效果如图7所示。图7解码图像(截图)本文主要测试解码器的解码速度和CPU的占用率这两个指标。测试时，操作系统为Win7，CPU为奔腾双核E52002．5GHz，显卡为中低端显卡NVIDIAGeForce9500T。在测试解码速度时，采用固定码率的码流，码率的大小和蓝光DVD的码率大小相接近，达18Mbit／s。解码速度指标用每秒能够解码的帧数来衡量。测试结果如表1和表2所示。表1DXVA与软解码1路720p视频的CPU占用率对比解码器分类量化步长QP码率／(Mbit．s_1)解码速度，(f·一)第1路解码器41862第2路解码器41860第3路解码器41857第4路解码器41864由表1和表2中可以看出，当在播放高清视频时打开DXVA功能时可以大大降低CPU的占用率，解码速度提升4倍左右。完全可以胜任同时解码4路720p的视频，此时CPU的占用率约为40％，仅和CPU解码一路视频时的CPU占用率相当。当把显卡更换为当前市面上主流的中端显卡GT440时，多路解码器可以同时开启12路高清解码，是GF9500解码能力的3倍，而且画面流畅。4小结随着高清时代的到来，用户对于视频的清晰度有了更高的要求，而高的清晰度意味着对解码器的解码速度也提出了更高的要求。本文设计的基于GPU解码器利用DXVA接口和GPU实现了多路高清视频H．264解码，大大提高了解码速度，在实际应用中获得了很好的解码效果。(下转第69页)zon踟粼躺瓤s期，y跏Ql嘶i⋯itt。li。。33万方数据@@[1]孙立，王健，郭春辉，等.基于CUDA的H.264去方块滤波的设计和实现[J].电视技术，2010,34(5):44-46.@@[2]DirectXvideoaccelerationspecificationforH.264/AVCdecoding...
