基于GPU加速的H.265解码研究与实现

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随着社会生活的不断发展,网络及流媒体技术也在不断进步,人们对于高质量视频需求越来越多。同时,视频技术在各个领域的发展也是一日千里,如流媒体播放器在短视频、直播、安防等领域有广泛的应用。本文采用H.265视频压缩编码标准压缩流媒体数据并调用英伟达GPU进行硬件解码加速,充分发挥流媒体播放器在播放监控视频方面的性能,支持4K等超高清监控视频的多路实时播放,进行了帧播放整形操作来控制流媒体播放速度,且设计了应对网络抖动、乱序、丢包等现象的容错机制,在工程上具有重要意义。本文主要介绍了视频编解码标准和GPU技术的发展概况,对H.265视频编解码标准采用的原理进行了简要的介绍,着重论述了H.265的编解码框架和其中涉及的关键技术。对GPU解码加速的理论和实现方法进行了描述,同时设计并实现了一个流媒体播放器客户端,将客户端利用模块化设计思想划分为:接收模块、解码模块及播放模块,接收模块对流媒体数据进行接收且处理成适合解码的H.265码流,在解码模块利用GPU加速解码过程,播放模块使用SDL完成对视频的渲染。实验证明,本文设计的流媒体播放器能够容忍0.5%及以下的网络传输丢包率,可以应对抖动、丢包、乱序现象导致的视频花屏、卡顿等问题,并使用英伟达GPU 1080Ti加速解码过程,实现同时解码帧率为25fps的8路4K(3480*2160)视频流或25fps的20路1080P视频流,是CPU最多同时解码4K视频流路数的4倍,1080P时的2倍,在工程上具有较高的实际应用价值。
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