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C++使用ffmpeg硬解码

yaningli 2023-04-21 原文

转载：https://www.pudn.com/news/62bc096d405aad31f717648e.html

  • 使用ffmpeg解码video模块，支持3种解码：cpu解码、amd64平台的cuda解码和NX平台的Nvmpi解码
  • 封装库只依赖ffmpeg，测试程序中用到了OpenCV，可用于将帧送往opencv检测程序

ref:

  • https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/master/doc/examples/hw_decode.c
  • ref: https://github.com/chinahbcq/ffmpeg_hw_decode

概要

该库希望支持能在一份代码中支持CUDA GPU和CPU模式的切换，也可以选择是否只解码关键帧。主要设计思想如下：

判断是否支持CUDA GPU解码

bool support_hwdevice()
{
    AVHWDeviceType type;
    type = av_hwdevice_find_type_by_name(s_hwdevice_name);
    if (type == AV_HWDEVICE_TYPE_NONE)
    {
        fprintf(stderr, "Device type %s is not supported.\n", s_hwdevice_name);
        fprintf(stderr, "Available device types:");
        while ((type = av_hwdevice_iterate_types(type)) != AV_HWDEVICE_TYPE_NONE)
            fprintf(stderr, " %s", av_hwdevice_get_type_name(type));
        fprintf(stderr, "\n");
        return false;
    }
    return true;
}

该方法对有显卡，但不支持硬解加速的机器不适用，比如部分笔记本。

此时该函数也会返回true，但是解码时候会报 Hardware is lacking required capabilities这样的错误。

初始化

init_ctx初始化函数主要是对输入的input_ctx和用于解码的decoder_ctx初始化。

GPU解码初始化

说明：

  • 深色框为硬件解码与软解解码不一样的地方。

  • av_hwdevice_find_type_by_name()的功能是根据名称查找对应的AVHWDeviceType。

  • AVHWDeviceType表示硬件加速API的类型，比如AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA是nvidia提供的加速API.

  • av_hwdevice_find_type_by_name支持的名称如下所示。

static const char *const hw_type_names[] = {
    [AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA]   = "cuda",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_DRM]    = "drm",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_DXVA2]  = "dxva2",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_D3D11VA] = "d3d11va",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_OPENCL] = "opencl",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_QSV]    = "qsv",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_VAAPI]  = "vaapi",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_VDPAU]  = "vdpau",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_VIDEOTOOLBOX] = "videotoolbox",
    [AV_HWDEVICE_TYPE_MEDIACODEC] = "mediacodec",
};
  • avcodec_get_hw_config：用于获取编解码器支持的硬件配置AVCodecHWConfig。这里用于获取硬件支持的像素格式。
  • av_hwdevice_ctx_create：av_hwdevice_ctx_create创建硬件设备相关的上下文信息AVHWDeviceContext和对硬件设备进行初始化。
  • decoder_ctx->get_format = get_hw_format ，get_hw_format是向AVCodecContext注册的一个函数，用于协商支持的像素格式。

CPU解码初始化

  • cpu解码初始化与GPU不一样的是，调用avcodec_find_decoder寻找合适的decoder，并给decoder context设置类型、高和宽。

解码

  • GPU解码与CPU解码的一个区别是，GPU需要调用av_hwframe_transfer_data，该函数拷贝GPU到CPU。
  • av_hwframe_transfer_data：拷贝数据到一个硬件的surface，或者从一个硬件surface拷贝数据，也就是GPU和CPU之间数据拷贝。这里用于GPU拷贝到CPU。

格式

  • GPU解码后数据格式默认类型是从硬件读取，CUDA可能是AV_PIX_FMT_NV12；而CPU解码后的数据一般是YUV数据，比如AV_PIX_FMT_YUV420P。

参考

// ref:https://github.com/FFmpeg/FFmpeg/blob/master/doc/examples/hw_decode.c
// ref: https://github.com/chinahbcq/ffmpeg_hw_decode
// ref: https://www.jianshu.com/p/3ea9ef713211
C++ffmpegxff0cxffHWDEVICE音视频

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