[發明專利]一種視頻三維融合時GPU加速的視頻紋理更新方法

有效

• 申請號: 202110445919.1
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113205599B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 付仲良;李剛;何健
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T15/04;G06T9/00;G06T5/50;G06T1/20
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發明提出了一種視頻三維融合時GPU加速的視頻紋理更新方法。本發明構建視頻流數據集，判斷其中每個視頻在三維GIS場景中對應融合的視頻紋理的可見性，并對可見的視頻分別通過GPU硬解碼和基于CUDA加速的YUV 2RGB算法得到每個視頻對應的單幀RGB格式視頻影像，同時利用CUDA加速校正存在畸變的視頻影像，進而得到每個視頻預處理后視頻影像并由CUDA內存空間拷貝到OpenGL內存空間，最終每個視頻預處理后視頻影像存儲為二維視頻紋理數組后利用投影紋理算法融合到三維GIS場景。本發明極大的釋放CPU的計算壓力，保證三維GIS場景的渲染效率并大大提高了三維GIS場景能夠同時融合的視頻個數，便于用戶從全局角度對整個監控區域進行觀察。

技術領域

本發明涉及視頻編解碼、視頻GIS和高性能處理領域，尤其涉及一種視頻三維融合時GPU加速的視頻紋理更新方法。

背景技術

高速公路智能化、智慧化是當下公路運輸的發展方向，是實現公路高效運輸、安全運輸和綠色運輸的必然要求。視頻監控系統是多媒體技術、計算機網絡、工業控制和人工智能等多種技術的綜合運用，以其直觀方便、信息內容豐富等特點，更是一般安全防范系統的重要組成部分。視頻影像具有來源廣泛、信息獲取方式靈活和實時傳輸方便等特點，能夠提供實時動態、多角度、多方位的監控現場信息。

傳統的視頻監控系統一般是通過一組視頻監視器觀看，但這樣觀察到的視頻影像信息容易超出了人類的觀察、理解和反應能力。對于整個視頻監控區域來說，所有的視頻影像是分散、無組織的，監控人員常常需要盯住數十幅甚至上百幅視頻影像畫面并且對每一個幅視頻影像都需要了解所對應攝像頭的確切位置，這樣不僅加大了監控人員的工作負荷程度，而且在面對大量獨立的攝像機和視頻畫面的時候，進行監控并對圖像進行解析，不可避免地會因為人員疲勞和信息不完整連貫而產生疏漏。另外，當對移動的目標進行跟蹤時，也會由于畫面切換而容易丟失。因此，傳統的視頻監控方式不利于從宏觀上把握各視頻監控場景的動態信息。

視頻GIS是地理信息行業當前熱門的技術，綜合利用增強虛擬技術、GIS技術，將多源海量實時監控視頻與統一的三維GIS場景進行融合可視化，使監控視頻空間化，增強了視頻監控的整體性，有利于目標的跟蹤分析和海量監控視頻集成瀏覽。然而，現有的三維GIS場景與多視頻融合中的視頻紋理更新方法主要基于傳統的CPU處理，會與三維渲染系統搶占資源，導致三維GIS場景渲染效率降低，而且現有方法能同時融入三維GIS場景中的視頻個數較少。

發明內容

本發明利用GPU并行加速能力和與CPU相互獨立運行的性質，提出了一種三維GIS場景與多視頻融合中基于GPU加速的視頻紋理更新方法。

本發明的技術方案為一種視頻三維融合時GPU加速的視頻紋理更新方法，包括以下步驟：

步驟1，構建視頻流數據集，所述視頻流數據集由N個視頻構成；

步驟2，判斷步驟1所述的視頻流數據集中每個視頻在三維GIS場景中對應融合的視頻紋理的可見性，進一步構建多個待融合的視頻；

步驟3，將步驟2所述的m個帶融合的視頻分別通過循環調用解復用方法、GPU硬解碼得到每個視頻對應的單幀YUV格式視頻影像；

步驟4，將步驟3所述的每個視頻對應的單幀YUV格式視頻影像分別通過基于CUDA加速的YUV 2 RGB算法得到相應的單幀RGB格式視頻影像，并對存在畸變的視頻影像進行基于CUDA加速的圖像畸變校正預處理，得到每個視頻預處理后視頻影像；

步驟5，將步驟4所述的每個視頻預處理后視頻影像利用CUDA和OpenGL互操作技術由GPU中CUDA內存空間拷貝到OpenGL內存空間；

步驟6，將步驟5所述的每個視頻預處理后視頻影像存儲為二維視頻紋理數組IMGS，進一步將二維視頻紋理數組IMGS利用投影紋理算法融合到三維GIS場景；

作為優選，步驟2具體如下：