CN110022478A - 一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法及直播平台 - Google Patents

一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法及直播平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法及直播终端，该方法包括初始化IntelMediaSDK；初始化H265硬件编码器；分配显存表面以接收待编码的图像；获取H265视频编码参数；基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述待编码图像进行编码。这样，在同等视频分辨率、码率、帧率的情况下，编码后的视频体积相比H264来说减少了30％左右，并且因为是硬件编码，对用户计算机的CPU消耗并不大，从而也减少了用户CPU的消耗，提高了编码的流畅性。

Description

一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法及直 播平台
技术领域
本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法及直播终端。
背景技术
H265是在H264的基础上的新的视频编码规范，H265相对于H264的优点是在同等视频分辨率以及码率的情况下，编码出来的视频体积比H264要少30％左右，这意味着可以降低30％的磁盘存储或者30％左右的网络带宽使用。
但是，由于H265相对于H264来说，在编码的时候，对CPU的消耗要成倍的增加，如果使用软件编码的方案来进行H265编码的话，需要计算机大量的资源，容易造成电脑出现卡顿等现象。
因此，现有技术中亟需一种基H265硬件编码方法。
发明内容
本发明提供了一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法及直播终端，以满足现有技术中对H265硬件编码方法的需求。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法，所述方法包括：
初始化IntelMediaSDK；
初始化H265硬件编码器；
分配显存表面以接收待编码的图像；
获取H265视频编码参数；
基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述待编码图像进行编码。
可选地，所述初始化IntelMediaSDK，具体包括：
调用MFXInit函数初始化所述IntelMediaSDK；
根据返回值确定所述IntelMediaSDK是否初始化成功；
并在所述IntelMediaSDK初始化成功后，获取到类型为MfxSession的值。
可选地，所述初始化H265硬件编码器，具体包括：
加载所述H265硬件编码器；
在成功加载所述H265硬件编码器后，调用MFXVideoENCODE_Init函数初始化所述H265硬件编码器，并在所述MFXVideoENCODE_Init函数的返回值为MFX_ERROR_NONE时，确定所述H265硬件编码器初始化成功。
可选地，所述分配显存表面以接收待编码的图像，具体包括：
获取需要创建的显存表面数量；
创建IDirect3DDeviceManager9接口；
调用所述IDirect3DDeviceManager9接口的OpenDeviceHandle方法，获取设备句柄；
基于所述设备句柄，调用所述IDirect3DDeviceManager9接口的GetVideoService方法，创建IID_IDirectXVideoDecoderService的IDirectXVideoDecoderService接口；
调用所述IDirectXVideoDecoderService接口的CreateSurface方法，获取IDirect3DSurface9类型的显存表面。
可选地，所述获取H265视频编码参数，具体包括：
调用MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数，将所述类型为MfxSession的值传入所述MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数中；
初始化类型为mfxExtCodingOptionSPSPPS的结构，将类型为MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS的值，填充到所述mfxExtCodingOptionSPSPPS的结构的BufferId字段中；
调用所述MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数，获取所述H265序列集参数和H265图像集参数；以及
调用MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数；
初始化类型为mfxExtCodingOptionVPS的结构，并将类型为MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_VPS的值，填充到所述mfxExtCodingOptionVPS的结构的BufferId字段中，调用该函数，获取到H265视频集参数。
可选地，所述基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述显存表面中的待编码图像进行编码，具体包括：
获取所述显存表面的地址，并将待编码的图像拷贝到显存表面中；
调用MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync方法，对所述显存表面进行H265硬件编码；
根据所述MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync的返回值，判断编码是否完成；
若编码完成，则获取所述待编码的图像对应的H265编码数据。
本发明第二方面还提供了一种直播终端，所述直播终端包括Intel SkyLake集成显卡，所述直播终端包括：
获取装置，用于获取直播图像；
编码装置，通过如第一方面提供的方法，利用Intel SkyLake集成显卡所述对所述直播图像进行编码；
传输装置，用于将对所述编码装置输出的编码数据发送给直播平台。
本发明第三方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现第一方面提供的方法的步骤。
本发明第四方面还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现第一方面提供的方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
由于采用了通过初始化IntelMediaSDK，初始化H265硬件编码器，并且分配显存表面以接收待编码的图像，并且获取H265视频编码参数，并且基于H265视频编码参数，通过H265硬件编码器对待编码图像进行编码的技术方案，实现了利用Intel Skylake架构的特性进行H265硬件编码的目的，这样，在同等视频分辨率、码率、帧率的情况下，编码后的视频体积相比H264来说减少了30％左右，并且因为是硬件编码，对用户计算机的CPU消耗并不大，从而也减少了用户CPU的消耗，提高了编码的流畅性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法的流程图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
本发明实施例提供了一种基于Intel SkyLake(英特尔的第六代微处理器架构)集成显卡的H265硬件编码方法及直播终端，以满足现有技术中对基H265硬件编码方法的需求。
本发明实施例第一方面提供了一种基于Intel SkyLake(英特尔的第六代微处理器架构)集成显卡的H265硬件编码方法，请参考图1，图1为本发明实施例提供的基于IntelSkyLake集成显卡的H265硬件编码方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
S1：初始化IntelMediaSDK；
S2：初始化H265硬件编码器；
S3：分配显存表面以接收待编码的图像；
S4：获取H265视频编码参数；
S5：基于H265视频编码参数，通过H265硬件编码器对待编码图像进行编码。
可以看出，由于采用了通过初始化IntelMediaSDK，初始化H265硬件编码器，并且分配显存表面以接收待编码的图像，并且获取H265视频编码参数，并且基于H265视频编码参数，通过H265硬件编码器对待编码图像进行编码的技术方案，实现了利用Intel Skylake架构的特性进行H265硬件编码的目的，这样，在同等视频分辨率、码率、帧率的情况下，编码后的视频体积相比H264来说减少了30％左右，并且因为是硬件编码，对用户计算机的CPU消耗并不大，从而也减少了用户CPU的消耗，提高了编码的流畅性。
需要说明的是，在接下来的部分中，所介绍的各类函数、方法或模块均为H265编码方式或基于Intel Skylake集成显卡的编码方式中常用的函数或者结构，本领域所属的技术人员在知晓该函数或者结构的名称后，还能够根据实际情况，选择其他合适的函数或者结构，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述。
首先介绍一下Intel Skylake集成显卡，Intel Skylake是英特尔第六代微处理器架构，采用14纳米制程，是Intel Haswell微架构及其制程改进版Intel Broadwell微架构的继任者，其内部集成有H265硬件解码单元。所以如果要在Intel集成显卡上进行H265硬件编码的话，必须是Skylake型号的集成显卡，否则不支持。
在S1中，初始化IntelMediaSDK，具体来讲，是通过调用MFXInit初始化SDK，可以通过如下步骤实现：
将MFX_IMPL_HARDWARE(表示硬件接口)传入到MFXInit函数的第一个参数中，判断该函数的返回值是否为MFX_ERROR_NONE，如果不等于该值，则表示该显卡不是Intel的集成显卡，退出程序；调用成功后，会获取到一个类型为MfxSession的值，标记为m_session，以后的编码过程中都需要该值。
在通过S1初始化IntelMediaSDK之后，本发明实施例提供的基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法进入S2，即初始化H265硬件编码器，具体来讲，是通过调用MFXVideoENCODE_Init来初始化H265硬件编码器，可以通过如下步骤实现：
S21：加载H265硬件编码插件。
因为Intel的H265硬件编码功能是单独的存在于一个独立的插件中，所以需要调用MFXVideoUSER_Load函数，将该插件加载到程序中。调用该函数时，将上步中获取到的m_session传入到该函数的第一个参数中，将值为MFX_PLUGINID_HEVC_HW的插件标识符传入到该函数的第二个参数中。判断该函数的返回值是否等于MFX_ERR_NONE，如果等于则说明成功的将H265硬件编码插件加载到程序中，从而进入下面的步骤b，否则调用失败，无法进行H265硬件编码功能。
S22：根据参数初始化H265硬件编码器。
该步骤中需要根据具体的视频编码参数来初始化H265硬件编码器，主要依赖于mfxVideoParam来设定视频的编码参数。将mfxVideoParam结构中的CodecId设置为MFX_CODEC_HEVC值，表示要创建H265编码器，将该结构的IOPattern值设置为MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY，表示硬件编码的图像来源于系统显存中，在Windows上也就是DirectX中的纹理表面，而不是内存中的数据。并且将该结构的FrameInfo中的Width字段设置为用户设定的视频宽度w，将该结构的FrameInfo的Height字段设置为用户设定的视频高度，根据同样的方法，将视频的码率以及帧率设置到该结构的TargetKbps和FrameRate字段中。
S23：再调用MFXVideoENCODE_Init函数来初始化H265硬件编码器，如果该函数的返回值等于MFX_ERROR_NONE代表初始化H265硬件编码器成功，可以进行H265硬件编码，否则就不支持H265硬件编码。
在通过S2初始化H265硬件编码器之后，本发明实施例提供的基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法进入S2，即分配显存表面以接收待编码的图像，具体来讲，将MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY设置到mfxVideoParam中，表示采用显存来作为编码器原始的视频图像输入，所以在开始编码之前就需要创建显存来装载要编码的图像，具体可以通过如下步骤实现：
S31：获取需要创建的显存表面数量，具体可以通过调用MFXVideoENCODE_QueryIOSurf来获取需要创建的显存表面数量；
S32：创建IDirect3DDeviceManager9接口，可以用于提供视频加速功能；
S33：调用IDirect3DDeviceManager9接口的OpenDeviceHandle方法，获取设备句柄；
S34：基于设备句柄，调用IDirect3DDeviceManager9接口的GetVideoService方法，创建IID_IDirectXVideoDecoderService的IDirectXVideoDecoderService接口；
S35：调用IDirectXVideoDecoderService接口的CreateSurface方法，获取IDirect3DSurface9类型的显存表面，这样实现了视频加速显存表面的创建，完成显存表面的创建工作。
在通过S3分配显存表面之后，本发明实施例提供的基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法进入S4，即获取H265视频编码参数。在开始编码前，需要获取H265编码器的H265序列集参数(SPS)、H265图像集参数(PPS)、H265视频集参数(VPS)，这些参数是H265解码器所需要的，如果没有这些参数，那么解码器就无法进行解码。在具体实施过程中，可以通过如下步骤实现：
S41：获取SPS、PPS。
调用MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数，将S1中获取的m_session值传入到该函数的第一个参数中，并且初始化一个类型为mfxExtCodingOptionSPSPPS的结构，将类型为MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS的值，填充到该结构的BufferId字段中，然后调用该函数，即能够获取到该视频的SPS和PPS数据。
S42：获取VPS。
同样也是调用MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数，并且初始化一个类型为mfxExtCodingOptionVPS的结构，并将将类型为MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_VPS的值，填充到该结构的BufferId字段中，调用该函数，即能够获取到该视频的VPS数据
在通过上述步骤实现初始化IntelMediaSDK、初始化H265硬件编码器、分配显存表面和获取H265视频编码参数之后，即可以开始进行H265硬件编码了，具体的过程如下：
S51：将输入的图像数据填充到显存纹理中。
因为要编码的图像是在系统内存中的，而要进行硬件编码，则必须将这些内存中的图像拷贝到系统显存中。而系统显存也就是在步骤3中创建的类型为IDirect3DSurface9的显存表面，调用IDirect3DSurface9接口的Lock方法，获取显存地址，然后调用memcpy方法，将内存中要编码的图像拷贝到获取的显存地址中，最后调用IDirect3DSurface9的Unlock方法，结束显存的拷贝。
S52：编码图像。
上步中，将要编码的图像拷贝到IDirect3DSurface9显存表面后，调用MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync方法，对该显存表面进行H265硬件编码，并判断该函数的返回值，如果返回值等于MFX_ERR_NONE，则代表成功的获取到一个编码后的数据，则进入到下面的步骤3，如果返回MFX_ERR_MORE_DATA，则代表异步的编码工作还没有完成，需要继续编码。
S53：等待编码完成。
调用MFXVideoCORE_SyncOperation等待编码完成，该函数成功返回后，就可以获取到编码后的H265编码数据，也即H265码率数据，从而完成了Intel的H265硬件编码过程，后面的图像编码操作，只需重复执行S5中的步骤即可。
基于同一发明构思，本发明实施例第二方面还提供一种直播终端，直播终端包括Intel SkyLake集成显卡，该直播终端包括：
获取装置，用于获取直播图像；
编码装置，通过如第一方面介绍的方法，利用Intel SkyLake集成显卡对直播图像进行编码；
传输装置，用于将对编码装置输出的编码数据发送给直播平台。
基于同一发明构思，本发明实施例第三方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现第一方面介绍的方法的步骤。
基于同一发明构思，本发明实施例第四方面还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现第一方面介绍的方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
由于采用了通过初始化IntelMediaSDK，初始化H265硬件编码器，并且分配显存表面以接收待编码的图像，并且获取H265视频编码参数，并且基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述待编码图像进行编码的技术方案，实现了利用IntelSkylake架构的特性进行H265硬件编码的目的，这样，在同等视频分辨率、码率、帧率的情况下，编码后的视频体积相比H264来说减少了30％左右，并且因为是硬件编码，对用户计算机的CPU消耗并不大，从而也减少了用户CPU的消耗，提高了编码的流畅性。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种基于Intel SkyLake集成显卡的H265硬件编码方法，其特征在于，所述方法包括：
初始化IntelMediaSDK；
初始化H265硬件编码器；
分配显存表面以接收待编码的图像；
获取H265视频编码参数；
基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述待编码图像进行编码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始化IntelMediaSDK，具体包括：
调用MFXInit函数初始化所述IntelMediaSDK；
根据返回值确定所述IntelMediaSDK是否初始化成功；
并在所述IntelMediaSDK初始化成功后，获取到类型为MfxSession的值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始化H265硬件编码器，具体包括：
加载所述H265硬件编码器；
在成功加载所述H265硬件编码器后，调用MFXVideoENCODE_Init函数初始化所述H265硬件编码器，并在所述MFXVideoENCODE_Init函数的返回值为MFX_ERROR_NONE时，确定所述H265硬件编码器初始化成功。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分配显存表面以接收待编码的图像，具体包括：
获取需要创建的显存表面数量；
创建IDirect3DDeviceManager9接口；
调用所述IDirect3DDeviceManager9接口的OpenDeviceHandle方法，获取设备句柄；
基于所述设备句柄，调用所述IDirect3DDeviceManager9接口的GetVideoService方法，创建IID_IDirectXVideoDecoderService的IDirectXVideoDecoderService接口；
调用所述IDirectXVideoDecoderService接口的CreateSurface方法，获取IDirect3DSurface9类型的显存表面。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取H265视频编码参数，具体包括：
调用MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数，将所述类型为MfxSession的值传入所述MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数中；
初始化类型为mfxExtCodingOptionSPSPPS的结构，将类型为MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS的值，填充到所述mfxExtCodingOptionSPSPPS的结构的BufferId字段中；
调用所述MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数，获取H265序列集参数和H265图像集参数；以及
调用MFXVideoENCODE_GetVideoParam函数；
初始化类型为mfxExtCodingOptionVPS的结构，并将类型为MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_VPS的值，填充到所述mfxExtCodingOptionVPS的结构的BufferId字段中，调用该函数，获取H265视频集参数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述显存表面中的待编码图像进行编码，具体包括：
获取所述显存表面的地址，并将待编码的图像拷贝到显存表面中；
调用MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync方法，对所述显存表面进行H265硬件编码；
根据所述MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync的返回值，判断编码是否完成；
若编码完成，则获取所述待编码的图像对应的H265编码数据。
7.一种直播终端，其特征在于，所述直播终端包括Intel SkyLake集成显卡，所述直播终端包括：
获取装置，用于获取直播图像；
编码装置，通过如权利要求1-6中任一项所述的方法，利用Intel SkyLake集成显卡所述对所述直播图像进行编码；
传输装置，用于将对所述编码装置输出的编码数据发送给直播平台。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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