[發明專利]以圖像組結構為并行處理單元的視頻集群轉碼系統

無效

• 申請號: 200710043983.7
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN101098483A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 宋利;王興東;孫軍;熊紅凱;孫思慧
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04N7/52
• 分類號: H04N7/52;H04N7/26
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種視頻信息技術領域的系統，具體地，涉及一種以圖像組結構為并行處理單元的視頻集群轉碼系統。

背景技術

在視頻編解碼領域存在眾多產生于不同時期的國際標準，這些標準往往采用不同的壓縮技術及其組合，需要經過不同的解碼器解碼之后才能夠正常播放。為了增強解碼設備對于不同視頻壓縮標準的兼容性，人們通常使用轉碼的方法將不同標準的視頻碼流轉換到需要的格式，以適應不同的應用場合。

視頻轉碼就是把原始壓縮視頻信號轉換到另外一種視頻壓縮方式，轉換后的視頻和原始視頻在幀率、幀大小、速率、壓縮格式、方式等方面都可以不一樣。例如在視頻廣播領域，為了降低接收端的復雜度，適應有限的傳輸帶寬，需要將不同來源的視頻碼流轉換成統一的格式，如H.264標準。MPEG-2標準是現存大量視頻數據的原始存儲格式，因此，MPEG-2到H.264的轉碼處理就成為廣播發送端的關鍵技術之一。另一方面，隨著現在手持設備和無線網絡的迅速發展，越來越多的手持設備希望支持多媒體功能。而無線網絡的低帶寬和較高的誤碼率以及手持設備的處理能力和顯示器的分辨率都遠不如電視機頂盒，因此也要求對原始的標清或高清視頻進行降低時間分辨率、空間分辨率和質量以及插入新的臺標和字幕合成等編輯處理，以適合在手持設備播放。上述這些實際應用都要求對視頻信息進行轉碼處理。目前轉碼主要有硬件轉碼和軟件轉碼，硬件轉碼成本很高，在使用的靈活性上比較弱，不能自由地增減功能和改變參數，而軟件轉碼往往受到通用處理器的計算性能的限制，轉碼速度較慢。

在目前的信息技術領域內，經常能夠發現與集群計算相關的技術。最常見的三種集群類型包括高性能科學集群、負載均衡集群和高可用性集群。這些集群技術雖然具有各自不同的應用特性，它們的共同特點是將多臺通用計算機設備組成一個集散式的計算群，通過調度和分發將計算任務分散到各臺計算機上，從而獲得特定任務中計算速度大幅提升。現有的視頻編碼標準如ITU指定的H.261，H.263，H.263+，H.264標準以及ISO的MPEG組織指定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是基于混合編碼，即Hybrid?Coding框架的。所謂混合編碼框架是一種混合時間空間視頻圖像編碼方法。在混合編碼框架中有三種類型的編碼幀：幀內編碼幀(I幀)和幀間編碼幀(P幀)以及雙向預測幀(B幀)。圖像組結構(簡稱GOP)是上述標準中廣泛定義的描述視頻預測編碼的基本結構，也是視頻序列能完整解碼的最小單元。

經對現有技術的文獻檢索發現，蘇開娜、王曉瑜等人于2006年在《計算機與信息技術》第5期11頁到14頁上發表的“基于H.264的群集轉碼系統的設計”一文，該文在深入研究最新的H.264編碼技術的基礎上設計并實現了一種面向插件式服務架構的群集自動批量轉碼系統。該論文所設計的轉碼系統平臺包含編解碼器插件自動部署、轉碼調度、插件服務發現及注冊、插件工廠和各功能模塊之間通信的通信協議以及群集轉碼控制及管理系統等幾大核心功能模塊。其強調的是模塊采用插件技術，以解決轉碼系統中各個功能模塊之間的緊密耦合。此外該論文僅闡述了并行集散轉碼的基本思想，并沒有給出具體實施的技術方案以及效果。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種以圖像組結構為并行處理單元的視頻集群轉碼系統，使其兼顧較高的轉碼效率和較低的設備成本同時保證轉碼的靈活性。本發明結合現有視頻編碼標準的編碼結構，以圖像組結構為并行處理單元，將集群計算的思想應用于視頻轉碼領域，解決了現有視頻轉碼純硬件轉碼和純軟件轉碼方法的不足，為視頻轉碼提供一種高效、低成本的解決方案。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：用戶界面模塊、音視頻解復用模塊、視頻分割模塊、集群任務調度模塊、網絡連接設備、視頻轉碼模塊、音頻轉碼模塊、視頻合并模塊、音視頻復用模塊。