[发明专利]一种基于多GPU的图像解码拼控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多GPU的图像解码拼控方法及实现该方法的装置。

背景技术

随着计算机视觉技术的不断发展，计算机数字视频采集已经从最早的10万像素发展到100万，200万甚至800万像素的清晰度，编解码技术也从以前的Motion-JPEG，到MPEG，MPEG2，MPEG4，H.264发展到如今最新的HEVC编码。视频技术的发展不断的给传统计算机的计算架构以及处理能力提出新的挑战。而如果单纯的利用提高传统计算机硬件计算能力的方法来处理现代高清视频数据，将会显得非常的笨拙，并且还会极大的提高视频系统的建设和使用成本。

以上提到的这些技术的目标，都是使视频数据在具有越来越高信息量的同时，占用更低的带宽和存储空间。但是不管视频清晰度和编码技术如何发展，这些视频图像始终还是要能够完美的呈现和展示在用户眼前才能够体现出他们的价值，而人们为了得到更好的视频观看体验，也在不断的提升视频显示设备的尺寸和清晰度，目前在诸多的显示技术里，最为主流和成熟的技术包括：液晶面板显示技术，LED大屏显示技术，以及投影显示技术。而在其中，单位清晰度最高，安装和部署最为灵活的就是液晶面板显示技术，因此它在大屏显示领域被广泛的使用。

液晶面板虽然在清晰度和安装部署上具备优势，但是当用户需要显示巨幅画面时，液晶面板显示技术就不如其他两种技术了，但是随着技术的发展，也出现了很多大屏的拼接控制器，可以利用图像分割和融合技术把多个液晶面板仿真成一个由M*N个液晶面板组成的巨幅显示器。在高清视频越来越成为主流的几天，这种拼接显示的视觉效果在一定的观测距离下将大大优于独立监视器显示的高清图像。

要实现液晶面板的拼接控制，必须使用到解码器、矩阵、拼接控制器三种形态的产品的串联，首先解码器实现各种解码格式的解码，最终转换成VGA/DVI/HDMI等模拟或数字信号，矩阵实现视频开关的作用，通过矩阵将需要拼接的视频切换到需要显示的接口上，最终由拼接控制器完成图像的拼接并输出到监视器上。

视频解码器完成了编码视频到位图视频的转换，转换后的视频数据具有非常高的带宽速率，因此，传统的液晶面板拼接技术往往多是采用FPGA现场可编程逻辑来实现，这类拼接矩阵往往具备M进N出的视频接口，可以将M进中的任一路视频，输出显示到N出中的任一监视器上，也能将M进中的任一路视频，输出显示到N出中任意X*Y的逻辑屏幕上，如果是在带有开窗漫游的功能的拼接矩阵上，还可以在N个输出中的任意矩形位置中开出逻辑窗口。采用FPGA硬件方案实现此功能具有两个缺点，第一，采用FPGA实现的系统的价格比ASIC芯片方案的要高出不少，第二，在实现相同功能的情况下，FPGA的功耗往往也更高。

除了采用FPGA方式实现外，最常见的方式便是采用具有多个视频输出接口的工控电脑，并附带拼接控制软件来实现，此类方案的特点是利用高性能通用硬件堆砌来达到用户要求，这样往往也会带来成本过高的问题。

GPU，全名GraphicProcessUnit，即图像处理单元，与之概念对应的还有CPU，CentralProcessUnit，及中央处理单元。与CPU面向通用计算的设计不同，GPU由于最初设计就是针对图形图像数据处理的，因此它在处理图像或视频数据时，在软硬件架构上都具备天生优势。因此，我们可以利用GPU来进行视频数据的解码，矩阵交换，融合拼接等处理。因为GPU作为大量使用的通用半导体芯片，因此具有低廉的价格，同时只要通过合理的软件调度和结合，完全可以实现以往需要专用硬件才能够实现的性能和功能，特别适合处理解码拼接等视频应用。

通过以上的分析可知，通过GPU实现可以的解码拼接系统可以完全代替传统的解码/矩阵/拼接融合的专用硬件系统，在提供更高性能的前提下，还能大幅降低实现成本，和运行功耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种实施方便且可实现高效处理的基于多GPU的图像解码拼控方法。

一种基于多GPU的图像解码拼控方法，包括以下步骤：

(1)将编码数据从网络或者磁盘文件搬运至GT系列GPU的专用显存中；

(2)GT系列GPU对专用显存中的编码数据进行解码，得到一帧完整的视频图像数据；

(3)利用GT系列GPU中的VPP硬件逻辑对视频图像数据进行以下处理：视频去隔行处理、主动降噪、锐化以及亮度/对比度/色度调整；

(4)数据分发：将视频图像数据分发至若干外围GPU；

(5)拼接显示融合：将分发好的视频图像数据放入到指定的外围GPU的指定数据接口上显示。