CN110022480B - 一种基于amd显卡的h265硬件编码方法及直播平台 - Google Patents

一种基于amd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AMD显卡的H265硬件编码方法及直播终端，该方法包括初始化AMD VCE环境；初始化H265硬件编码器；分配图像输入源；分配编码输出源；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硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码。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AMD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AMD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H265硬件编码方法。
发明内容
本发明提供了一种基于AMD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AMD显卡的H265硬件编码方法，所述方法包括：
初始化AMD VCE环境；
初始化H265硬件编码器；
分配图像输入源；
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硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码。
可选地，所述初始化AMD VCE环境，具体包括：
调用LoadLibrary函数加载amf-core-windesktop32.dll模块，如果成功则继续；
调用GetProcAddress函数获取AMFCreateContext、AMFCreateComponent，如果成功则继续；
调用LoadLibrary函数加载amf-component-vce-windesktop32.dll模块，若成功则确定初始化AMD VCE环境成功。
可选地，所述初始化H265硬件编码器，具体包括：
调用所述AMFCreateContext函数创建AMD环境块m_amfContext，若成功则继续；
调用所述AMFCreateComponent函数创建所述H265硬件编码器，并将所述m_afmContext传入到所述AMFCreateContext函数的第一个参数中，将AMFVideoEncoderVCE_HEVC传入到所述AMFCreateContext函数的第二个参数中；
若调用成功，则获取到类型为AMFComponent的H265硬件编码器m_amfComponent，并根据参数初始化所述H265硬件编码器。
可选地，所述分配图像输入源，具体包括：
调用所述m_amfContext的AllocSurface函数，并将AMF_MEMORY_HOST传入到所述AllocSurface函数的第一个参数中，将AMF_SURFACE_NV12传入到该函数的第二个参数中，将要编码的视频宽度值传入到该函数的第三个参数中，将要编码的视频高度值传入到该函数的第四个参数中；
调用所述AllocSurface函数成功后，分配所述图像输入源。
可选地，所述获取H265视频编码参数，具体包括：
调用所述m_amfComponent的编码器接口的GetProperty函数，将AMF_VIDEO_ENCODER_EXTRADATA值传入到所述GetProperty函数函数的第一个参数中；
调用所述GetProperty函数成功后，获取AMFVariantStruct的结构值；
判断所述AMFVariantStruct的type字段是否等于AMF_VARIANT_INTERFACE值，如果相等则调用所述AMFVariantStruct中类型为AMFInterface的pInterface字段的QueryInterface方法，获取AMFData结构并标记为amfData；
调用所述amfData的GetDataType函数，判断所述GetDataType函数的返回值是否等于AMF_DATA_BUFFER，如果相等，则创建AMFBufferPtr的结构的amfBuffer变量，将所述amfData传入所述amfBuffer变量中；
调用所述amfBuffer的GetNative函数，获取H265序列集参数、H265图像集参数和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硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码，具体包括：
将待编码的图像传入所述图像输入源；
通过所述H265硬件编码器，对所述待编码的图像进行H265硬件编码；
调用编码器m_amfComponent接口的QueryOutput函数，如果所述QueryOutput函数调用成功，则获取到类型为AMFData的编码后数据；
调用所述AMFData类型的GetNative，可获取到对所述待编码的图像进行H265硬件编码的码流数据。
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AMD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，通过第一方面提供的方法，利用AMD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，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，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AMD VCE环境、初始化H265硬件编码器、分配图像输入源、获取H265视频编码参数以及基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码的技术方案，实现了利用AMD显卡的特性进行H265硬件编码的目的，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AMD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AMD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于AMD显卡的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基于AMD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AMD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AMD VCE环境；
S2：初始化H265硬件编码器；
S3：分配图像输入源；
S4：获取H265视频编码参数；
S5：基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码。
可以看出，由于采用了通过初始化AMD VCE环境、初始化H265硬件编码器、分配图像输入源、获取H265视频编码参数以及基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码的技术方案，实现了利用AMD显卡的特性进行H265硬件编码的目的，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。
在接下来的部分中，将详细介绍上述技术方案。
首先介绍一下AMD(中文：美国超微半导体公司；英文：Advanced Micro Devices)。
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AMD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，在此就不再赘述了。
在S1中，初始化AMD VCE(中文：视频编码引擎；英文：Video Codec Engine)环境，具体来讲，可以通过如下步骤实现：
S11：调用LoadLibrary函数加载amf-core-windesktop32.dll模块，如果失败则代表计算机系统不是AMD显卡，若成功则继续下面的步骤；
S12：调用GetProcAddress函数获取AMFCreateContext，AMFCreateComponent，若成功则继续下面的步骤；
S13：调用LoadLibrary函数加载amf-component-vce-windesktop32.dll模块，如果失败则代表该AMD显卡不支持VCE硬件编码，。
在通过S1初始化初始化AMD VCE环境之后，本发明实施例提供的基于AMD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S1获取到AMFCreateContext和AMFCreateComponent函数后，利用这两个函数来创建编码器，需要调用该结构中的相关接口来完成编码器的初始化工作，可以通过如下步骤实现：
S21：调用所述AMFCreateContext函数创建AMD环境块m_amfContext，若成功则继续。
S22：在创建AMD环境块m_amfContext成功后，调用AMFCreateComponent函数，创建一个编码器，其中将上步中获取到的m_afmContext传入到该函数的第一个参数中，将AMFVideoEncoderVCE_HEVC传入到该函数的第二个参数中，调用成功后，可以获取到一个类型为AMFComponent的编码器对象，标记为m_amfComponent，若成功则将获取到H265硬件编码器的接口标记为m_nvEncoder，若成功则继续。
S23：根据参数初始化H265硬件编码器，具体可以是通过如下步骤实现：首先，设置编码分辨率：调用获取到的m_amfComponent编码器对象，调用该对象的SetProperty接口，并将AMF_VIDEO_ENCODER_FRAMESIZE值传入到该函数的第一个参数中，并初始化一个AMFSize的结构，将要编码的视频的宽度信息赋值给AMFSize的width字段，将视频的高度信息赋值给AMFSize的height字段，并将该AMFSize结构传入到SetProperty函数的第二个参数中，从而完成设置编码分辨率的步骤；
接着，设置码率：调用m_amfComponent接口的SetProperty函数，将AMF_VIDEO_ENCODER_TARGET_BITRATE作为第一个参数传入到该函数的第一个参数中，并将设定的码率传递到该函数的第二个参数中，从而完成设置编码码率的步骤；
然后，设置帧率：调用m_amfComponent接口的SetProperty函数，将AMF_VIDEO_ENCODER_FRAMERATE参数传入到该函数的第一个参数中，并初始化一个AMFRate的结构，将要编码的视频的帧率数值赋值给该结构的num字段中，并且将该结构的den字段设置为1，并将该AMFRate结构传入到SetProperty函数的第二个参数中，从而完成设置编码帧率的步骤；
最后：设置关键帧间隔：调用m_amfComponent接口的SetProperty函数，将AMF_VIDEO_ENCODER_IDR_PERIOD传入到该函数的第一个参数中，并将关键帧间隔数值传入到该函数的第二个参数中，从而完成关键帧间隔的设置。
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AMD显卡的H265硬件编码方法进入S2，即分配图像输入源，具体来讲，可以是在创建并成功的初始化一个类型为H265的硬件编码器后，创建一个类型为AMFSurface的图像输入源，该接口用来表示一个要编码的图像。调用S1中创建的AMD环境块接口m_amfContext的AllocSurface函数，来完成图像输入源的创建。其中在调用AllocSurface函数时，将AMF_MEMORY_HOST传入到该函数的第一个参数中，表示要在系统内存中分配图像输入源，将AMF_SURFACE_NV12传入到该函数的第二个参数中，表示要创建的图像输入源是NV12格式的图像格式，将要编码的视频宽度值传入到该函数的第三个参数中，将要编码的视频高度值传入到该函数的第四个参数中。调用该函数成功后，会获取到图像输入源，标记为m_surface，即能够实现分配图像输入源的目的。
在通过S3分配图像输入源之后，本发明实施例提供的基于AMD显卡的H265硬件编码方法进入S4，即获取H265视频编码参数，也即获取获取H265SPS(中文：序列集参数；英文：Sequence Paramater Set)参数、H265PPS(中文：图像集参数；英文：Picture ParamaterSet)参数和H265VPS(中文：视频集参数；英文：Video Parameter Set)参数，具体可以通过如下步骤实现：调调用m_amfComponent的编码器接口的GetProperty函数来获取这些解码属性参数，其中在调用GetProperty函数时，将AMF_VIDEO_ENCODER_EXTRADATA值传入到该函数的第一个参数中，调用该函数成功后，获取到一个AMFVariantStruct的结构值，标记为va，然后判断va的type字段是否等于AMF_VARIANT_INTERFACE值，如果等于则调用va中类型为AMFInterface的pInterface字段的QueryInterface方法，获取一个AMFData结构标记为amfData，然后调用amfData的GetDataType函数，判断该函数的返回值是否等于AMF_DATA_BUFFER，如果等于，则创建一个AMFBufferPtr的结构的amfBuffer变量，将amfData传入到该变量中，最后调用amfBuffer的GetNative函数获取SPS、PPS、VPS解码参数的内容，调用amfBuffer的GetSize函数获取解码参数的内容大小，从而完成解码参数集的获取。
在通过上述步骤实现初始化AMD VCE环境、初始化H265硬件编码器、分配图像输入源、获取H265视频编码参数以及获取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编码输入源中；
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AMFSurface的内存表面，调用AMFSurface的相关函数将输入的图像拷贝到AMFSurface中，具体步骤如下
因为本案中使用的是AMF_SURFACE_NV12的图像格式，所以该AMFSurface中包含有两个平面，一个是Y平面保存有输入图像的亮度值信息，一个是UV平面，保存有输入图像的色度值信息。其中Y平面的索引为0，UV平面的索引为1
S511：拷贝Y平面；
调用m_surface的GetPlaneAt函数，将0传入到该函数的第一个参数中，从而获取到Y平面的图像地址，然后调用memcpy系统函数，将输入图像像素拷贝到Y平面的图像地址中。
S512：拷贝UV平面；
调用m_sruface的GetPlaneAt函数，将1传入到该函数的第二个参数中，从而获取到UV平面的图像地址，同上，将输入图像的UV像素拷贝到UV平面的图像地址中。
S52：编码图像；
在S51中，将要编码的图像拷贝到AMFSurface表面后，调用m_surface的SetPts方法，设置编码此帧图像时的视频时间戳，然后调用编码器m_amfComponent的SubmitInput方法，对该显存表面进行H265硬件编码
S53：获取编码后的数据；
上步调用SubmitInput方法对要编码的图像提交后，调用编码器m_amfComponent接口的QueryOutput方法，如果该函数调用成功，则获取到一个类型为AMFData的编码后数据，调用该类型的GetNative即可获取到编码的的码流数据，调用GetSize方法获取到码流数据的大小。从而完成了利用AMD的VCE进行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，直播终端包括基于AMD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AMD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，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，处理器执行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AMD VCE环境、初始化H265硬件编码器、分配图像输入源、获取H265视频编码参数以及基于所述H265视频编码参数，通过所述H265硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码的技术方案，实现了利用AMD显卡的特性进行H265硬件编码的目的，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 (6)

1.一种基于AMD显卡的H265硬件编码方法，其特征在于，所述方法包括：
初始化AMD VCE环境；
初始化H265硬件编码器，包括：调用AMFCreateContext函数创建AMD环境块m_amfContext，若成功则继续；调用AMFCreateComponent函数创建所述H265硬件编码器，并将m_amfContext传入到所述AMFCreateContext函数的第一个参数中，将AMFVideoEncoderVCE_HEVC传入到所述AMFCreateContext函数的第二个参数中；若调用成功，则获取到类型为AMFComponent的H265硬件编码器m_amfComponent，并根据参数初始化所述H265硬件编码器；
分配图像输入源；
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硬件编码器对所述图像输入源的图像进行编码，包括：将待编码的图像传入所述图像输入源；通过所述H265硬件编码器，对所述待编码的图像进行H265硬件编码；调用H265硬件编码器m_amfComponent接口的QueryOutput函数，如果所述QueryOutput函数调用成功，则获取到类型为AMFData的编码后数据；调用所述AMFData类型的GetNative，可获取到对所述待编码的图像进行H265硬件编码的码流数据；
所述获取H265视频编码参数，具体包括：
调用所述H265硬件编码器m_amfComponent接口的GetProperty函数，将AMF_VIDEO_ENCODER_EXTRADATA值传入到所述GetProperty函数的第一个参数中；
调用所述GetProperty函数成功后，获取AMFVariantStruct的结构值；
判断所述AMFVariantStruct的type字段是否等于AMF_VARIANT_INTERFACE值，如果相等则调用所述AMFVariantStruct中类型为AMFInterface的pInterface字段的QueryInterface方法，获取AMFData结构并标记为amfData；
调用所述amfData的GetDataType函数，判断所述GetDataType函数的返回值是否等于AMF_DATA_BUFFER，如果相等，则创建AMFBufferPtr的结构的amfBuffer变量，将所述amfData传入所述amfBuffer变量中；
调用所述amfBuffer的GetNative函数，获取H265序列集参数、H265图像集参数和H265视频集参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始化AMD VCE环境，具体包括：
调用LoadLibrary函数加载amf-core-windesktop32.dll模块，如果成功则继续；
调用GetProcAddress函数获取AMFCreateContext、AMFCreateComponent，如果成功则继续；
调用LoadLibrary函数加载amf-component-vce-windesktop32.dll模块，若成功则确定初始化AMD VCE环境成功。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分配图像输入源，具体包括：
调用所述m_amfContext的AllocSurface函数，并将AMF_MEMORY_HOST传入到所述AllocSurface函数的第一个参数中，将AMF_SURFACE_NV12传入到该函数的第二个参数中，将要编码的视频宽度值传入到该函数的第三个参数中，将要编码的视频高度值传入到该函数的第四个参数中；
调用所述AllocSurface函数成功后，分配所述图像输入源。
4.一种直播终端，其特征在于，所述直播终端包括AMD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1-3中任一项所述的方法，利用AMD显卡对所述直播图像进行编码；
传输装置，用于将所述编码装置输出的编码数据发送给直播平台。
5.一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1-3任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机设备，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1-3任一项所述方法的步骤。
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