[發(fā)明專利]一種利用GPU并行加速圖像轉換的屏幕圖像獲取方法

有效

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• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105163128B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 陸璐;古偉楷
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04N19/436
• 分類號: H04N19/436;H04N19/40;H04N19/186
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司44245
• 代理人: 陳宏升

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用GPU并行加速圖像轉換的屏幕圖像獲取方法，特別涉及一種利用GPU并行加速圖像轉換的屏幕圖像獲取方法。

背景技術

DirectShow是針對基于微軟Windows平臺的流媒體應用的框架，能完美提供高質量的多媒體流的數(shù)據(jù)采集和回放處理。它能為常見的高性能多媒體應用如文件播放器、TV和DVD播放器、視頻編輯軟件、格式轉換器、音視頻采集軟件、解碼器、編碼器、數(shù)字信號處理器等提供完美的解決方案。DirectShow支持豐富的流媒體數(shù)據(jù)格式和壓縮格式，包括ASF、MPEG、AVI、MP3、WAV音頻文件等，和ACC、DV、H.264、MJPEG-1、MPEG-2等壓縮格式。DirectShow的出現(xiàn)，一方面幫助簡化了多媒體應用開發(fā)過程中涉及的播放、格式轉換、捕獲等任務；同時它還提供了可定制的解決方案來訪問底層流媒體架構，開發(fā)人員甚至還可以通過創(chuàng)建自己的DirectShow組件來支持不同的新格式和定制處理效果。

圖形設備接口(Graphics Device Interface或Graphical Device Interface，縮寫GDI)，是微軟公司視窗操作系統(tǒng)(Microsoft Windows)的三大核心部件(也稱“子系統(tǒng)”)之一。GDI是微軟視窗系統(tǒng)表征圖形對象及將其傳送給諸如顯示器、打印機之類輸出設備的標準。圖形設備接口的出現(xiàn)使程序員無需要關心硬件設備及設備驅動，就可以將應用程序的輸出轉化為硬件設備上的輸出，實現(xiàn)了程序開發(fā)者與硬件設備的隔離，大大方便了開發(fā)工作。GDI最大的好處是它有可以直接訪問硬件設備的能力。通過GDI可以非常容易的在不同類型的設備上繪制圖形，像顯示屏和打印機或類似的顯示設備。這些能力是微軟Windows系統(tǒng)“所見即所得”程序的核心。

在Windows SDK的Push Source Filters Sample中，有利用GDI接口獲取當前屏幕圖像的DirectShow Filter參考代碼，其功能單一并僅獲取了當前屏幕的RGB32圖像進行輸出。Roger Pack在開源項目screen-capture-recorder中對其進行了改善，并增加了將圖像轉換為視頻編解碼適用的YUV420圖像數(shù)據(jù)的功能。但是由于圖像轉換計算量較大，圖像轉換的處理速度非常低下，導致對于較大分辨率的屏幕圖像無法實現(xiàn)實時獲取。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種利用GPU并行加速圖像轉換的屏幕圖像獲取方法。

本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：

一種利用GPU并行加速圖像轉換的屏幕圖像獲取方法，包括以下步驟：

利用GDI圖形設備接口獲取實時系統(tǒng)屏幕圖像即RGB32圖像，并基于OpenCL異構計算框架，利用GPU并行計算將獲得的RGB32圖像高效轉換為視頻編解碼適用的YUV420圖像，最終將YUV420圖像數(shù)據(jù)推送出去。

所述的獲取實時系統(tǒng)屏幕圖像，是通過DirectShow Filter實現(xiàn)的，DirectShow Filter命名為Screen Recorder，Screen Recorder僅具有一個輸出Pin，輸出Pin的媒體類型為視頻流MEDIATYPE_Video/MEDIASUBTYPE_NV12，Screen Recorder的整體對外功能為按設定的頻率獲取屏幕區(qū)域圖像，并將其以YUV4:2:0圖像數(shù)據(jù)的NV12格式碼流輸出到下游Filter中。

Screen Recorder繼承自DirectShow Filter的基類庫中的CSource，利用其中的DirectShow Source Filter基本功能的實現(xiàn)。Screen Recorder的主要功能實現(xiàn)在于其輸出Pin中，Screen Recorder中定自定義了一個輸出Pin類作為其輸出Pin使用的類，命名為“ScreanRecorderPin”。ScreanRecorderPin繼承自DirectShow Filter的基類庫中的CSourceStream，利用其中的輸出Pin的連接和數(shù)據(jù)傳輸?shù)然竟δ艿膶崿F(xiàn)，數(shù)據(jù)傳輸方式屬于Push模式。