[发明专利]以图像组结构为并行处理单元的视频集群转码系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频信息技术领域的系统，具体地，涉及一种以图像组结构为并行处理单元的视频集群转码系统。

背景技术

在视频编解码领域存在众多产生于不同时期的国际标准，这些标准往往采用不同的压缩技术及其组合，需要经过不同的解码器解码之后才能够正常播放。为了增强解码设备对于不同视频压缩标准的兼容性，人们通常使用转码的方法将不同标准的视频码流转换到需要的格式，以适应不同的应用场合。

视频转码就是把原始压缩视频信号转换到另外一种视频压缩方式，转换后的视频和原始视频在帧率、帧大小、速率、压缩格式、方式等方面都可以不一样。例如在视频广播领域，为了降低接收端的复杂度，适应有限的传输带宽，需要将不同来源的视频码流转换成统一的格式，如H.264标准。MPEG-2标准是现存大量视频数据的原始存储格式，因此，MPEG-2到H.264的转码处理就成为广播发送端的关键技术之一。另一方面，随着现在手持设备和无线网络的迅速发展，越来越多的手持设备希望支持多媒体功能。而无线网络的低带宽和较高的误码率以及手持设备的处理能力和显示器的分辨率都远不如电视机顶盒，因此也要求对原始的标清或高清视频进行降低时间分辨率、空间分辨率和质量以及插入新的台标和字幕合成等编辑处理，以适合在手持设备播放。上述这些实际应用都要求对视频信息进行转码处理。目前转码主要有硬件转码和软件转码，硬件转码成本很高，在使用的灵活性上比较弱，不能自由地增减功能和改变参数，而软件转码往往受到通用处理器的计算性能的限制，转码速度较慢。

在目前的信息技术领域内，经常能够发现与集群计算相关的技术。最常见的三种集群类型包括高性能科学集群、负载均衡集群和高可用性集群。这些集群技术虽然具有各自不同的应用特性，它们的共同特点是将多台通用计算机设备组成一个集散式的计算群，通过调度和分发将计算任务分散到各台计算机上，从而获得特定任务中计算速度大幅提升。现有的视频编码标准如ITU指定的H.261，H.263，H.263+，H.264标准以及ISO的MPEG组织指定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是基于混合编码，即Hybrid Coding框架的。所谓混合编码框架是一种混合时间空间视频图像编码方法。在混合编码框架中有三种类型的编码帧：帧内编码帧(I帧)和帧间编码帧(P帧)以及双向预测帧(B帧)。图像组结构(简称GOP)是上述标准中广泛定义的描述视频预测编码的基本结构，也是视频序列能完整解码的最小单元。

经对现有技术的文献检索发现，苏开娜、王晓瑜等人于2006年在《计算机与信息技术》第5期11页到14页上发表的“基于H.264的群集转码系统的设计”一文，该文在深入研究最新的H.264编码技术的基础上设计并实现了一种面向插件式服务架构的群集自动批量转码系统。该论文所设计的转码系统平台包含编解码器插件自动部署、转码调度、插件服务发现及注册、插件工厂和各功能模块之间通信的通信协议以及群集转码控制及管理系统等几大核心功能模块。其强调的是模块采用插件技术，以解决转码系统中各个功能模块之间的紧密耦合。此外该论文仅阐述了并行集散转码的基本思想，并没有给出具体实施的技术方案以及效果。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种以图像组结构为并行处理单元的视频集群转码系统，使其兼顾较高的转码效率和较低的设备成本同时保证转码的灵活性。本发明结合现有视频编码标准的编码结构，以图像组结构为并行处理单元，将集群计算的思想应用于视频转码领域，解决了现有视频转码纯硬件转码和纯软件转码方法的不足，为视频转码提供一种高效、低成本的解决方案。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：用户界面模块、音视频解复用模块、视频分割模块、集群任务调度模块、网络连接设备、视频转码模块、音频转码模块、视频合并模块、音视频复用模块。