CN110891178A - 一种视频实时渲染的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种视频实时渲染的方法和装置，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；所述视频解码单元用于从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；所述视频显示单元用于接收内存标识，开始执行显示预处理；所述视频解码单元用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；所述视频显示单元还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。通过上述方案，可以降低视频播放时延，提升用户体验。

Description

一种视频实时渲染的方法和装置
技术领域
本发明涉及多媒体领域，特别涉及一种视频实时渲染的方法和装置。
背景技术
目前，在很多视频应用场景中，存在实时性的苛刻需求。典型的实时应用场景包括：低延时直播、视频会议、无人机视频飞控、机器视觉和视频内容投屏等。但是由于视频的发送端和接收端存在硬件异构(CPU/GPU/主板差异)、系统异构(IOS/ANDROID/WINDOWS/RTOS/VxWorks)和网络异构(WIFI/4G/Ethernet)等特点,使得不同终端通过视频方式实时进行通信和实时渲染变得非常困难。在实际使用过程中，需要从多个维度进行技术优化，才能保证实时通信和实时渲染的用户体验。
发明内容
为此，需要提供一种视频实时渲染的的技术方案，用以解决视频通信方式时延长、实时性差、影响用户体验等问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种视频实时渲染的方法，所述方法应用于视频实时渲染的装置，所述方法包括以下步骤：
所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；
所述视频解码单元用于从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；
所述视频显示单元用于接收内存标识，开始执行显示预处理；
所述视频解码单元用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；
所述视频显示单元还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
进一步地，“显示预处理”包括：使得当前显示单元处于等待显示同步信号状态。
进一步地，所述视频解码单元解码一帧视频图像的时间小于显示预处理的处理时间。
进一步地，所述显示同步信号根据装置的刷新率确定。
进一步地，所述内存单元包括共享内存或连续内存。
发明人还提供了一种视频实时渲染的方法，所述方法应用于视频实时渲染的装置，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；所述方法包括：
视频解码单元从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；
视频显示单元接收内存标识，开始执行显示预处理；
视频解码单元对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；
视频显示单元在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
进一步地，“显示预处理”包括：使得当前显示单元处于等待显示同步信号状态。
进一步地，所述视频解码单元解码一帧视频图像的时间小于显示预处理的处理时间。
进一步地，所述显示同步信号根据装置的刷新率确定。
进一步地，所述内存单元包括共享内存或连续内存。
上述技术方案所述的视频实时渲染的装置，其特征在于，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；
所述视频解码单元用于从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；
所述视频显示单元用于接收内存标识，开始执行显示预处理；
所述视频解码单元用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；
所述视频显示单元还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
本发明提供了一种视频实时渲染的方法和装置，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；所述视频解码单元用于从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；所述视频显示单元用于接收内存标识，开始执行显示预处理；所述视频解码单元用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；所述视频显示单元还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。通过上述方案，可以保证视频播放的实时性，降低视频播放时延，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明一实施例涉及的视频实时渲染的方法的流程图；
图2为本发明一实施例涉及的视频实时渲染的装置的示意图；
图3为本发明一实施例涉及的视频实时渲染的装置进行渲染过程的示意图；
图4为本发明另一实施例涉及的视频实时渲染的装置进行渲染过程的示意图；
图5为现有技术涉及的视频实时渲染的渲染时间线的示意图；
图6为本发明涉及的视频实时渲染的渲染时间线的示意图。
附图标记说明：
101、视频解码单元；102、视频显示单元；103、内存单元。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图5，为现有技术涉及的视频实时渲染的渲染时间线的示意图。视频解码器和视频渲染系统所处的时间片存在重叠，导致实时性下降。并且由于显示合成系统的延时，导致视频解码器解出来的视频帧需要2-3个同步周期才能在视频渲染系统中显示。这样，导致视频播放的实时性差，影响了用户体验。本申请是为解决上述问题而设计的。
如图2所示，为本发明一实施例涉及的视频实时渲染的装置的示意图。所述装置包括视频解码单元101、视频显示单元102和内存单元103.
所述视频解码单元101用于从内存单元103中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元102；
所述视频显示单元102用于接收内存标识，开始执行显示预处理；
所述视频解码单元101用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元103；
所述视频显示单元102还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元103中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
由于在视频解码前，已经将内存标识发送给视频显示单元，视频显示单元可以在接收内存标识后，可以提前先完成显示预处理操作，待接收到同步信号后通过内存标识判断相应的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则对获取解码数据进行渲染显示，否则等待下一显示同步信号，进行再次判断确认，直至解码标志位执行到内存单元中待渲染数据的相应存储位。由于视频显示单元提前进行了显示预处理操作，因而有效提升了视频渲染效率，保证了视频播放的实时性，提高了用户体验。
在某些实施例后，“显示预处理”包括：使得当前显示单元处于等待显示同步信号状态。优选的，所述视频解码单元解码一帧视频图像的时间小于显示预处理的处理时间。这样可以保证渲染均匀，保证播放显示画质。
在本实施方式中，所述显示同步信号用于触发视频的均匀渲染，显示同步信号可以按照指定频率发出(例如60HZ信号，每隔16.6ms发出一次)，视频显示单元根据接收的显示同步信号频率，均匀显示相应的视频帧。优选的，所述显示同步信号根据装置的刷新率确定。具体地，显示同步信号可以由内核根据HDMI等设备的刷新率确定。
在本实施方式中，所述内存单元包括共享内存或连续内存，以适用不同的应用场景的需要。
共享内存(sharedmemory)指在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器(CPU)访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器，这样就要对存储器进行缓存(Cache)。任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存是Unix下的多进程之间的通信方法,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。
下面以图3为例，对采用共享内存的视频实时渲染方法作进一步说明。
在图3中，视频解码器(即视频解码单元)和视频渲染系统(即视频显示单元)采用独立的时间线各自运行，独立的时间线可以采用多线程、多进程、多核等多任务编程模型。
视频渲染系统负责分配共享显示内存，视频解码器将共享显示内存注册到解码器中，共享显示内存能够保证视频解码器和视频渲染系统之间数据零拷贝(传递内存ID即可，不用考虑内存数据)。使用共享显示内存能够提高解码器和渲染系统传递数据的效果。共享显示内存能够在系统中跨进程使用，使得解码器和视频渲染系统能够在不同阶段使用这块内存。
视频实时渲染则体现在下述过程中：(1)解码器的解码过程，具体包括：将解码内存标识号配置给硬解驱动，而后由硬解驱动解码，硬解驱动返回解码内存。(2)视频渲染过程：视频渲染系统获取解码内存标识号，等待同步信号(如VSYNC/TIMER信号)，而后渲染视频。
上述解码方式能够提高视频播放的实时性的关键在于：视频解码器在解码过程中，提前将解码内存标识置给视频渲染系统，以使得视频渲染系统提前完成显示预处理操作，即事先让视频渲染系统完成准备工作，处于接收显示同步信号的状态。所述内存标识可以为标识内存身份的指针、文件句柄、整形标识符等。
如图4所示，为本发明另一实施例涉及的视频实时渲染的装置进行渲染过程的示意图。在图4中，是采用连续内存的视频实时渲染方法，该方法在进行视频数据的解码和渲染过程与图3的区别仅仅是视频解码器和视频渲染系统采用的是连续内存，具体解码和渲染过程前文已详细展开，此处不再赘述。连续内存与共享内存的区别在于：连续内存不可在视频解码器和视频渲染系统中共同使用，导致两视频解码器和视频渲染系统在进行数据交互时需要拷贝内存，而共享内存由于数据共享不需要相互拷贝。
如图6所示，为本发明涉及的视频实时渲染的渲染时间线的示意图。
视频解码器和视频渲染系统所处的时间片存在重叠，视频解码器和视频渲染系统存在不同的运行时间线，时间片重叠是必然现象。经过本发明的方案处理之后，将视频解码器和视频渲染系统的单帧时间线叠加，取两者较长的值为最终延时，而普通的视频渲染系统必须经过视频解码器完成后再进行渲染。即使时间片存在重叠，也能保证在同一个同步周期内，视频解码和视频渲染可以同步完成，极大的提高了视频渲染系统的实时性。
视频实时渲染需要关注起播阶段、稳定播放阶段以及码流格式变化阶段的实时性。起播阶段和稳定播放阶段采用图3所示的方式，即可保证渲染的实时性。所述起播阶段时指视频开始播放的阶段；所述稳定播放阶段是指起播累计数据被消耗完后，进入稳定的网络传输到解码再到渲染的阶段；所述码流格式变化阶段是指码流存在分辨率不同的情况，需要重新分配共享内存，以保证有足够大的共享内存使用。
稳定播放阶段还需要进行线性播放速度调整保证实时性。当解码数据不足时，线性调慢播放速度，具体是在2个同步周期，渲染1帧视频画面。当数据积累过多时，线性调快播放速度，具体是在一个同步周期，渲染两帧，从而达到快速消耗数据的目的。
为保证码流格式变化阶段的实时性，需要避免一次性分配所有的解码内存(这样容易导致耗时过长，导致明显卡顿现象)，因而需要采用单次分配，单次注册的方式给解码器分配内存。
同时，为保证解码和渲染的实时性，需要采用图1所示的方法进行同步。具体地，视频显示单元在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。通过上述方案，可以保证视频播放的实时性，降低视频播放时延，提升用户体验。
如图1所示，为本发明一实施例涉及的视频实时渲染的方法的流程图。所述方法应用于视频实时渲染的装置，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；所述方法包括：
首先进入步骤S101视频解码单元从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；
而后进入步骤S102视频显示单元接收内存标识，开始执行显示预处理；
而后进入步骤S103视频解码单元对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；
而后进入步骤S104视频显示单元在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
在某些实施例中，“显示预处理”包括：使得当前显示单元处于等待显示同步信号状态。优选的，所述视频解码单元解码一帧视频图像的时间小于显示预处理的处理时间。
在某些实施例中，所述显示同步信号根据装置的刷新率确定。优选的，所述内存单元包括共享内存或连续内存。
本发明提供了一种视频实时渲染的方法和装置，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；所述视频解码单元用于从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；所述视频显示单元用于接收内存标识，开始执行显示预处理；所述视频解码单元用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；所述视频显示单元还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。通过上述方案，可以降低视频播放时延，提升用户体验。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视频实时渲染的装置，其特征在于，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；
所述视频解码单元用于从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；
所述视频显示单元用于接收内存标识，开始执行显示预处理；
所述视频解码单元用于对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；
所述视频显示单元还用于在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
2.如权利要求1所述的视频实时渲染的装置，其特征在于，“显示预处理”包括：使得当前显示单元处于等待显示同步信号状态。
3.如权利要求1所述的视频实时渲染的装置，其特征在于，所述视频解码单元解码一帧视频图像的时间小于显示预处理的处理时间。
4.如权利要求1所述的视频实时渲染的装置，其特征在于，所述显示同步信号根据装置的刷新率确定。
5.如权利要求1所述的视频实时渲染的装置，其特征在于，所述内存单元包括共享内存或连续内存。
6.一种视频实时渲染的方法，其特征在于，所述方法应用于视频实时渲染的装置，所述装置包括视频解码单元、视频显示单元和内存单元；所述方法包括：
视频解码单元从内存单元中获取待解码数据，并将内存标识发送至视频显示单元；
视频显示单元接收内存标识，开始执行显示预处理；
视频解码单元对待解码数据进行解码，得到解码数据，并将解码数据返回给内存单元；
视频显示单元在接收到显示同步信号时，执行步骤S1：根据当前内存单元中的解码完成标志位来确定解码数据是否可渲染，若是则执行步骤S2：渲染显示接收的内存标识对应的解码数据；否则执行步骤S3：在接收到下一显示同步信号时，再次执行步骤S1。
7.如权利要求6所述的视频实时渲染的方法，其特征在于，“显示预处理”包括：使得当前显示单元处于等待显示同步信号状态。
8.如权利要求6所述的视频实时渲染的方法，其特征在于，所述视频解码单元解码一帧视频图像的时间小于显示预处理的处理时间。
9.如权利要求6所述的视频实时渲染的方法，其特征在于，所述显示同步信号根据装置的刷新率确定。
10.如权利要求6所述的视频实时渲染的方法，其特征在于，所述内存单元包括共享内存或连续内存。
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