CN110572712B - 一种解码方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种解码方法和装置，该方法为：获取待解码帧；针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据。本申请技术方案采用了丢帧策略，不再存储全部帧的解码数据，而是只存储部分帧对应的解码数据；由于存储的解码数据的量减少了，意味着GPU和CPU、和/或GPU和GPU、和/或CPU和CPU之间传递的解码数据的量也减少了，从而减小了GPU和CPU、GPU和GPU、CPU和CPU之间传输带宽的压力，进而降低了CPU架构或者CPU+GPU架构的性能瓶颈对解码性能的影响。
Description
技术领域
本申请涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种解码方法和装置。
背景技术
随着视频监控业务的广泛应用，视频分析技术已经越来越成熟。视频分析流程可以包括视频流的解码和解码数据的分析算法。视频分析技术可以使用CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)或者CPU+GPU(Graphics Processing，图形处理器)的架构，但这两种架构都存在性能瓶颈。
使用CPU架构时，CPU需要同时进行解码和算法运算，CPU资源消耗大，无法支持高分辨率和高并发的解码，且响应速度慢。
使用CPU+GPU架构时，GPU进行解码、CPU进行算法运算，或者GPU进行解码、GPU和CPU一同进行算法运算，过程中涉及到CPU和GPU之间大量数据的传递，对CPU和GPU之间的带宽要求较大。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种解码方法和装置，以优化码流的解码性能。
具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
本申请第一方面，提供了一种解码方法，包括：
获取待解码帧；
针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据。
本申请第二方面，提供了一种解码装置，具有实现上述方法的功能。所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。
一种实现方式中，所述装置包括：
获取模块，用于获取待解码帧；
解码模块，用于针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据。
另一种实现方式中，所述装置可以包括处理器、存储器和总线，所述处理器可以为CPU或GPU，所述处理器和所述存储器之间通过总线相互连接；所述存储器中存储机器可读指令，所述处理器通过调用所述机器可读指令，执行本申请第一方面所述的方法。
本申请第三方面，提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现本申请第一方面提供的方法。
本申请实施例中，采用了丢帧策略，不再存储全部帧的解码数据，而是只存储部分帧对应的解码数据；由于存储的解码数据的量减少了，意味着GPU和CPU、和/或GPU和GPU、和/或CPU和CPU之间传递的解码数据的量也减少了，从而减小了GPU和CPU、GPU和GPU、CPU和CPU之间传输带宽的压力，进而降低了CPU架构或者CPU+GPU架构的性能瓶颈对解码性能的影响。
附图说明
图1是本申请实施例提供的解码方法流程图；
图2是本申请实施例提供的解码方法的详细流程图；
图3是本申请实施例提供的装置功能模块框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本申请实施例提供了一种解码方案，通过优化视频分析流程中的解码流程，达到优化码流的解码性能的目的。
本方案可以应用于CPU架构，也可以应用于CPU+GPU架构，等等，在此不做限定。
参考图1，在一个实施方案中，CPU(若本申请实施例采用CPU架构)或者GPU(若本申请实施例采用CPU+GPU架构)在运行过程中可以执行如下步骤：
步骤101:获取待解码帧。
这里的待解码帧可以是图像帧或者视频帧；对于视频帧，在H264协议里定义了三种视频帧，完整编码的帧叫I帧，参考之前的I帧生成的只包含差异部分编码的帧叫P帧，还有一种参考前后的帧编码的帧叫B帧，这三种视频帧中唯有B帧在解码时需要依赖后一帧。
如果考虑到B帧的存在，一般会等待获取到多个帧后，才会开始对这多个帧的解码，这在一定程度上带来了解码延时。
为减小解码延时，提高系统的响应速度，本申请实施例可以针对不同类型的视频帧采用不同的解码策略。例如，如果待解码帧是图像帧、视频帧中的I帧或P帧，则每获取到一帧，便可以立即对该帧进行解码；反之，如果待解码帧是视频帧中的B帧，则可以等待获取到下一帧后，再对该待解码帧进行解码。
步骤102:针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据。
对待解码帧进行解码需要使用到解码器(也称解码句柄)。假设一个解码器对应一个分辨率，即如果待解码帧的分辨率发生变化，比如待解码帧的分辨率从1920×1080变小为1366×768，或者从1366×768变大为1920×1080时，则需要销毁当前的解码器并创建新的解码器，这个过程会带来较大的耗时。
为了解决因解码器频繁切换带来的耗时问题，本申请实施例提出了以下解决方式：在解码前，按照预设的最大分辨率创建解码器，这里的预设最大分辨率可以是按照需求评估得到的值。在解码时，针对每一待解码帧，判断该待解码帧的分辨率是否大于已创建的解码器的分辨率；若是，则销毁已创建的解码器，按照该待解码帧的分辨率创建新的解码器，并将该待解码帧送入新的解码器进行解码；否则便可以将该待解码帧送入已创建的解码器进行解码。
举例来说，如果按照预设的最大分辨率创建了一个1600×900分辨率的解码器，那么只要待解码帧的分辨率比1600×900小，比如待解码帧的分辨率为1366×768，便可以直接利用已有的1600×900分辨率的解码器进行解码；如果待解码帧的分辨率比1600×900大，比如待解码帧的分辨率为1920×1080，此时便需要销毁1600×900分辨率的解码器，创建1920×1080分辨率的解码器进行解码。可选的，这时还可以将预设的最大分辨率的值更新为1920×1080，下一次按照这个更新后的值来创建解码器。
本申请实施例按照预设的最大分辨率创建解码器，不需要随着码流分辨率的变化进行解码器的销毁和重建，减小了分辨率切换所带来的耗时，提高了分辨率切换的响应速度。
当然，在当前待解码帧的分辨率大于当前已创建的解码器的分辨率的情况下，按照比当前待解码帧稍高的分辨率来创建对应的解码器也是可行的。比如在上一例子中，当前待解码帧的分辨率为1920×1080，当前解码器的分辨率为1600×900，在创建新的解码器时可以不按照1920×1080，而是按照比之还高的分辨率，如2560×1080创建对应的解码器，只是这需要付出额外的资源代价。
解码完成后，便可以得到每一帧对应的解码数据。解码数据一般都是以YUV(一种颜色编码方法，Y表示亮度信号，U、V表示色差信号)空间的Y分量、U分量、V分量的形式存在。
如果存储每一帧的解码数据，这些解码数据将占用CPU或GPU的存储资源。考虑到实际进行解码数据后处理时，并不是每一帧解码数据都需要，因此本申请实施例设定了丢帧策略。作为一种实施方式，该丢帧策略可以是每隔N帧存储一帧解码数据，其它的解码数据均丢弃，这种处理方式可以减少解码数据对CPU和GPU存储资源的消耗，同时可以减少CPU和GPU、GPU和GPU、或者CPU和CPU相互之间的数据拷贝，进而减小对GPU和CPU、GPU和GPU、或者CPU和CPU间传输带宽的压力，可以释放一部分资源用于解码数据后处理。
完成对解码数据的存储之后，接下来可以对存储的解码数据进行后处理。
常见的后处理操作包括YUV格式转RGB(一种颜色编码方法，RGB代表红、绿、蓝三个通道的颜色)格式、重采样、目标跟踪、目标检测识别、目标分类等。
对于较大分辨率的视频流或者图片流，其解码数据一般要进行重采样处理，即从大分辨率转换为较小分辨率。本申请实施例中对二者的处理顺序作出以下规定：先将存储的解码数据从YUV格式转换成RGB格式，再对格式转换后的解码数据进行重采样，之后再对重采样后的解码数据继续进行指定操作处理(如目标检测、目标分割、目标分类等)，由于YUV格式的数据的复杂度高于RGB格式的复杂度，因此本实施例优先降低解码数据的复杂度再对其进行重采样，这样可以降低整体的计算量，提高对计算资源的利用率。
至此，完成图1所示的流程。
通过图1所示的流程可以看出，本申请实施例按照预设的最大分辨率创建解码器，减少了待解码帧分辨率切换时解码器销毁和重建所带来的耗时，提高了待解码帧分辨率切换时的响应速度；
进一步地，本申请实施例还能够主动将每一帧待解码帧立即送入所创建的解码器进行解码，减小了解码延时，提高了系统响应速度，降低了系统延时；
进一步的，本申请实施例采用隔N帧存储1帧的技术，只存储所需要的解码帧数据，减小了对存储资源消耗，减小了GPU和CPU、GPU和GPU、CPU和CPU之间的数据拷贝量和传输带宽压力；
进一步的，本申请实施例对解码数据先进行YUV格式转RGB格式，再进行重采样，可节省计算量，提高对计算资源的利用率。
总体而言，本申请实施例又花了码流的解码性能，并且可以有效减少对CPU和/或GUP的资源消耗，释放更多的资源用于解码数据的后处理，可提高系统的响应速度，降低系统延时。
为了使本领域技术人员更加清楚和明白，以下以CPU+GPU架构为例，对图1所示的方法的具体实施过程进行说明。
请参图2，在CPU+GPU架构中，视频分析过程可包括如下步骤:
步骤201：GPU按照预设的最大分辨率创建解码器。
由于GPU具有专用的解码硬件资源，所以在CPU+GPU架构中通常使用GPU进行解码。
步骤202：GPU从CPU获取需要处理的视频流。
步骤203：GPU对视频流进行拆帧处理，每拆分得到一个待解码帧，判断当前拆分得到的待解码帧(以下简称当前待解码帧)是否为B帧；若为B帧，则等待拆分得到下一待解码帧后，再对当前待解码帧执行步骤204；若不为B帧，则在拆分得到下一待解码帧之前，便对当前待解码帧执行步骤204。
每拆封得到一待解码帧，GPU可以根据待解码帧的帧类型字段确定该待解码帧是B帧、I帧或是P帧。
可选的，如果步骤202中GPU从CPU获取的是图片，则无需执行步骤203描述的拆帧步骤。
步骤204：GPU判断当前待解码帧的分辨率是否大于已创建的解码器的分辨率；若是，则销毁已创建的解码器，按照当前待解码帧的分辨率创建新的解码器，并将当前待解码帧送入新的解码器进行解码；否则将当前待解码帧送入已创建的解码器进行解码。
步骤205：GPU对当前待解码帧进行解码得到解码数据后，判断当前待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃当前待解码帧对应的解码数据，否则将当前待解码帧对应的解码数据存储于GPU的显存中。
比如GPU可以设定每隔N帧存储一帧解码数据的丢帧策略，作为一种实施方式，GPU可以通过一计数器用于统计GPU已丢弃的帧数，该计数器的初始值为0；步骤205中，GPU判断当前待解码帧是否满足预设的丢帧策略，即是判断该计数器的值是否为N，如果是则对当前待解码帧对应的解码数据进行存储，并将计数器的值清零；如果否则对当前待解码帧对应的解码数据进行丢弃，并对计数器的值加1。
对当前待解码帧进行解码得到解码数据后，如果步骤202中获取的视频流还未解码完毕，则返回再次执行步骤203。同时针对已解码得到的解码数据，还可以执行步骤206。
步骤206：GPU和/或CPU获取显存中存储的解码数据，将解码数据从YUV格式转换成RGB格式，再对格式转换后的解码数据进行重采样，之后再对重采样后的解码数据继续执行指定操作处理。示例性地，指定操作可以指数据分析(例如，目标检测、目标分割、目标分类、人数统计等智能分析操作)。
至此，完成图2所示的流程。
以上对本申请提供的方法进行了描述。下面对本申请提供的装置进行描述。
参见图3，图3为本申请提供的解码装置的结构图。如图3所示，该装置包括：
获取模块301，用于获取待解码帧。
解码模块302，用于针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据。
在其中一种实施方式中，所述预设的丢帧策略可以为每隔N帧存储一帧解码数据。
在其中一种实施方式中，所述解码模块302，用于按照预设的最大分辨率创建解码器；针对每一待解码帧，判断该待解码帧的分辨率是否大于已创建的解码器的分辨率；若是，则销毁已创建的解码器，按照该待解码帧的分辨率创建新的解码器，并将该待解码帧送入新的解码器进行解码；否则将该待解码帧送入已创建的解码器进行解码。
在其中一种实施方式中，所述解码模块302，用于对待解码的视频流进行拆帧处理，得到待解码帧；每拆分得到一个待解码帧，判断该待解码帧是否为B帧；若是，则等待拆分得到下一待解码帧后，再对该待解码帧进行解码得到解码数据；否则，在拆分得到下一待解码帧之前，对该待解码帧进行解码得到解码数据。
在其中一种实施方式中，所述装置还可以包括数据处理模块，用于将存储的解码数据从YUV格式转换成RGB格式；对格式转换后的解码数据进行重采样；对重采样后的解码数据继续进行指定操作处理。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
至此，完成图3所示装置的描述。
此外，本申请还提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现图1所示的方法。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种解码方法，其特征在于，包括：
获取待解码帧；
针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据；
所述针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，包括：
按照预设的最大分辨率创建解码器；
针对每一待解码帧，判断该待解码帧的分辨率是否大于已创建的解码器的分辨率；若是，则销毁已创建的解码器，按照该待解码帧的分辨率创建新的解码器，并将该待解码帧送入新的解码器进行解码；否则将该待解码帧送入已创建的解码器进行解码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的丢帧策略为每隔N帧存储一帧解码数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待解码帧，针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，包括：
对待解码的视频流进行拆帧处理，得到待解码帧；
每拆分得到一个待解码帧，判断该待解码帧是否为B帧；若是，则等待拆分得到下一待解码帧后，再对该待解码帧进行解码得到解码数据；否则，在拆分得到下一待解码帧之前，对该待解码帧进行解码得到解码数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将存储的解码数据从YUV格式转换成RGB格式；
对格式转换后的解码数据进行重采样；
对重采样后的解码数据继续进行指定操作处理。
5.一种解码装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待解码帧；
解码模块，用于针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，判断该待解码帧是否满足预设的丢帧策略，若满足则丢弃该待解码帧对应的解码数据，否则存储该待解码帧对应的解码数据；
所述解码模块针对每一待解码帧，对该待解码帧进行解码得到解码数据，包括：按照预设的最大分辨率创建解码器；针对每一待解码帧，判断该待解码帧的分辨率是否大于已创建的解码器的分辨率；若是，则销毁已创建的解码器，按照该待解码帧的分辨率创建新的解码器，并将该待解码帧送入新的解码器进行解码；否则将该待解码帧送入已创建的解码器进行解码。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设的丢帧策略为每隔N帧存储一帧解码数据。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述解码模块，用于对待解码的视频流进行拆帧处理，得到待解码帧；每拆分得到一个待解码帧，判断该待解码帧是否为B帧；若是，则等待拆分得到下一待解码帧后，再对该待解码帧进行解码得到解码数据；否则，在拆分得到下一待解码帧之前，对该待解码帧进行解码得到解码数据。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
数据处理模块，用于将存储的解码数据从YUV格式转换成RGB格式；对格式转换后的解码数据进行重采样；对重采样后的解码数据继续进行指定操作处理。
9.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可读指令，所述机器可读指令在被处理器调用和执行时，所述机器可读指令促使所述处理器实现权利要求1至4任一项所述的方法。
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