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ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考

程序员文章站 2022-03-22 21:21:23
...

上网查了ffmpeg使用GPU加速的教程，发现有些时间老旧，或者过于复杂了，自己探索了一下，发现也不难，现将方法整理如下：

环境安装

1.下载nvidia video codec SDK

先从nvidia官网下载SDK开发包，以及相关的Guide
https://developer.nvidia.com/nvidia-video-codec-sdk/download
百度网盘地址：
链接：https://pan.baidu.com/s/18RcZilHycKq1b3Ar7xSegQ
提取码：72af
下载SDK
ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考
需要说明的是，SDK9.1 对应的NVIDIA驱动以及CUDA版本较高，而SDK8.1对应的版本驱动低一些，对比如下：

  • SDK9.1

ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考

  • SDK8
    ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考
    我这里已经下载下来了，链接如下：

安装英伟达驱动和CUDA
这个网上有很多教程，去网上搜索一下就可以
下载Guide
在下载网页下方，有相关的安装教程，下面的方法也是按照此教程进行安装。
ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考

2.编译ffmpeg

以下内容按照Guide教程中2.2.2.1Compiling for Linux部分进行编译安装。

  1. Clone ffnvcodec

    git clone https://git.videolan.org/git/ffmpeg/nv-codec-headers.git

    在执行时，发现下载不下来，
    解决方法：
    https://github.com/FFmpeg/nv-codec-headers
    找到对应的版本git clone下载下来

  2. Install ffnvcodec

    cd nv-codec-headers && sudo make install && cd –

  3. Clone FFmpeg’s public GIT repository.

    git clone https://git.ffmpeg.org/ffmpeg.git ffmpeg/

    也可在http://ffmpeg.org/download.html 中找到对应的版本下载

  4. Install necessary packages

    sudo apt-get install build-essential yasm cmake libtool libc6 libc6-dev unzip wget libnuma1 libnuma-dev

  5. Configure

    cd ffmpeg
./configure --enable-nonfree -–enable-cuda-sdk –enable-libnpp --extra-cflags=-I/usr/local/cuda/include --extra-ldflags=-L/usr/local/cuda/lib64

    如果想编译到指定目录，在后面加入–prefix选项

     --prefix=/lib/ffmpeg_gpu

  6. Compile

    make -j 8

  7. Install the libraries.

    sudo make install

如果没有报错，就表明安装完成，如果指定目录，那么就可以在指定目录中找到
ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考
里面包含了需要用的include和lib，注意上面生成的库文件为静态库文件，我尝试生成动态库，没有成功，但是也不影响使用。

3.测试ffmpeg

在终端，或者你指定的生成路径的bin目录下，输入命令

ffmpeg -decoders | grep hevc

输出如下：
ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考

ffmpeg -encoders | grep nv

输出如下：
ffmpeg使用gpu硬解码---环境安装/编程参考
则表明安装成功

代码编程

1.CMakelists.txt编写
set(FFmpeg_INC /lib/ffmpeg_gpu/include)
set(FFmpeg_LIB /lib/ffmpeg_gpu/lib)

include_directories(
  ${FFmpeg_INC}
)
target_link_libraries(project
 ${FFmpeg_LIB}
  ${FFmpeg_LIB}/libavdevice.a 
  ${FFmpeg_LIB}/libavfilter.a
  ${FFmpeg_LIB}/libavformat.a
  ${FFmpeg_LIB}/libavutil.a
  ${FFmpeg_LIB}/libswresample.a
  ${FFmpeg_LIB}/libswscale.a
  ${FFmpeg_LIB}/libavcodec.a 
  /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2
  /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so
  /lib/x86_64-linux-gnu/libz.so.1
  /lib/x86_64-linux-gnu/liblzma.so.5
)
2.代码部分

这个主要参考官方例程
使用方法和非硬件接口使用方法类似，
更多相关的代码部分，可以利用关键函数搜索github，这里给出一些比较有参考价值的仓库链接
Stream中的src/NVStream.cpp部分
FFmpeg4.0-study中的Cff/CDecode.cpp部分
sunshine-old中的client/sunshine-client-opengl/VideoPlayer.cpp部分
shaka-player-embedded中的/shaka/src/media/frame_converter.cc部分
以下代码是就是ffmpeg中官方例程的内容

#include <stdio.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavutil/pixdesc.h>
#include <libavutil/hwcontext.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/avassert.h>
#include <libavutil/imgutils.h>
static AVBufferRef *hw_device_ctx = NULL;
static enum AVPixelFormat hw_pix_fmt;
static FILE *output_file = NULL;
static int hw_decoder_init(AVCodecContext *ctx, const enum AVHWDeviceType type)
{
    int err = 0;
    if ((err = av_hwdevice_ctx_create(&hw_device_ctx, type,
                                      NULL, NULL, 0)) < 0) {
        fprintf(stderr, "Failed to create specified HW device.\n");
        return err;
    }
    ctx->hw_device_ctx = av_buffer_ref(hw_device_ctx);
    return err;
}
static enum AVPixelFormat get_hw_format(AVCodecContext *ctx,
                                        const enum AVPixelFormat *pix_fmts)
{
    const enum AVPixelFormat *p;
    for (p = pix_fmts; *p != -1; p++) {
        if (*p == hw_pix_fmt)
            return *p;
    }
    fprintf(stderr, "Failed to get HW surface format.\n");
    return AV_PIX_FMT_NONE;
}
static int decode_write(AVCodecContext *avctx, AVPacket *packet)
{
    AVFrame *frame = NULL, *sw_frame = NULL;
    AVFrame *tmp_frame = NULL;
    uint8_t *buffer = NULL;
    int size;
    int ret = 0;
    ret = avcodec_send_packet(avctx, packet);
    if (ret < 0) {
        fprintf(stderr, "Error during decoding\n");
        return ret;
    }
    while (1) {
        if (!(frame = av_frame_alloc()) || !(sw_frame = av_frame_alloc())) {
            fprintf(stderr, "Can not alloc frame\n");
            ret = AVERROR(ENOMEM);
            goto fail;
        }
        ret = avcodec_receive_frame(avctx, frame);
        if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
            av_frame_free(&frame);
            av_frame_free(&sw_frame);
            return 0;
        } else if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "Error while decoding\n");
            goto fail;
        }
        if (frame->format == hw_pix_fmt) {
            /* retrieve data from GPU to CPU */
            if ((ret = av_hwframe_transfer_data(sw_frame, frame, 0)) < 0) {
                fprintf(stderr, "Error transferring the data to system memory\n");
                goto fail;
            }
            tmp_frame = sw_frame;
        } else
            tmp_frame = frame;
        size = av_image_get_buffer_size(tmp_frame->format, tmp_frame->width,
                                        tmp_frame->height, 1);
        buffer = av_malloc(size);
        if (!buffer) {
            fprintf(stderr, "Can not alloc buffer\n");
            ret = AVERROR(ENOMEM);
            goto fail;
        }
        ret = av_image_copy_to_buffer(buffer, size,
                                      (const uint8_t * const *)tmp_frame->data,
                                      (const int *)tmp_frame->linesize, tmp_frame->format,
                                      tmp_frame->width, tmp_frame->height, 1);
        if (ret < 0) {
            fprintf(stderr, "Can not copy image to buffer\n");
            goto fail;
        }
        if ((ret = fwrite(buffer, 1, size, output_file)) < 0) {
            fprintf(stderr, "Failed to dump raw data.\n");
            goto fail;
        }
    fail:
        av_frame_free(&frame);
        av_frame_free(&sw_frame);
        av_freep(&buffer);
        if (ret < 0)
            return ret;
    }
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    AVFormatContext *input_ctx = NULL;
    int video_stream, ret;
    AVStream *video = NULL;
    AVCodecContext *decoder_ctx = NULL;
    AVCodec *decoder = NULL;
    AVPacket packet;
    enum AVHWDeviceType type;
    int i;
    if (argc < 4) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <device type> <input file> <output file>\n", argv[0]);
        return -1;
    }
    type = av_hwdevice_find_type_by_name(argv[1]);
    if (type == AV_HWDEVICE_TYPE_NONE) {
        fprintf(stderr, "Device type %s is not supported.\n", argv[1]);
        fprintf(stderr, "Available device types:");
        while((type = av_hwdevice_iterate_types(type)) != AV_HWDEVICE_TYPE_NONE)
            fprintf(stderr, " %s", av_hwdevice_get_type_name(type));
        fprintf(stderr, "\n");
        return -1;
    }
    /* open the input file */
    if (avformat_open_input(&input_ctx, argv[2], NULL, NULL) != 0) {
        fprintf(stderr, "Cannot open input file '%s'\n", argv[2]);
        return -1;
    }
    if (avformat_find_stream_info(input_ctx, NULL) < 0) {
        fprintf(stderr, "Cannot find input stream information.\n");
        return -1;
    }
    /* find the video stream information */
    ret = av_find_best_stream(input_ctx, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &decoder, 0);
    if (ret < 0) {
        fprintf(stderr, "Cannot find a video stream in the input file\n");
        return -1;
    }
    video_stream = ret;
    for (i = 0;; i++) {
        const AVCodecHWConfig *config = avcodec_get_hw_config(decoder, i);
        if (!config) {
            fprintf(stderr, "Decoder %s does not support device type %s.\n",
                    decoder->name, av_hwdevice_get_type_name(type));
            return -1;
        }
        if (config->methods & AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_HW_DEVICE_CTX &&
            config->device_type == type) {
            hw_pix_fmt = config->pix_fmt;
            break;
        }
    }
    if (!(decoder_ctx = avcodec_alloc_context3(decoder)))
        return AVERROR(ENOMEM);
    video = input_ctx->streams[video_stream];
    if (avcodec_parameters_to_context(decoder_ctx, video->codecpar) < 0)
        return -1;
    decoder_ctx->get_format  = get_hw_format;
    if (hw_decoder_init(decoder_ctx, type) < 0)
        return -1;
    if ((ret = avcodec_open2(decoder_ctx, decoder, NULL)) < 0) {
        fprintf(stderr, "Failed to open codec for stream #%u\n", video_stream);
        return -1;
    }
    /* open the file to dump raw data */
    output_file = fopen(argv[3], "w+");
    /* actual decoding and dump the raw data */
    while (ret >= 0) {
        if ((ret = av_read_frame(input_ctx, &packet)) < 0)
            break;
        if (video_stream == packet.stream_index)
            ret = decode_write(decoder_ctx, &packet);
        av_packet_unref(&packet);
    }
    /* flush the decoder */
    packet.data = NULL;
    packet.size = 0;
    ret = decode_write(decoder_ctx, &packet);
    av_packet_unref(&packet);
    if (output_file)
        fclose(output_file);
    avcodec_free_context(&decoder_ctx);
    avformat_close_input(&input_ctx);
    av_buffer_unref(&hw_device_ctx);
    return 0;
}
相关标签： 视频处理

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