[发明专利]一个基于云计算的视频会议的转码分发系统

说明书

技术领域

本发明属于视频会议领域，具体地说，是一个基于云计算的转码分发系统，通过对每个任务单元和虚拟机的控制调度实现转码分发的低延迟并且降低功耗。

背景技术

随着计算机硬件和网络技术的高速发展，传统的通讯方式如电话、传真等已无法满足人们深层次的交流需求，近年来以声音和视频作为主要传输对象的多媒体通信成为当今通信领域研究的热点。视频会议系统作为一种现代化的办公系统，它可以将不同会场的实时场景和语音互连起来，使各与会者有“面对面”交谈的感觉。伴随着通信技术的进一步提升，高质量的多媒体视频会议也成为一种发展趋势，被越来越多的人们所需求，然而高质量的视频会议系统技术还不够成熟，在一个会议中支持大量的参与者和多路高清的视频十分困难。

与此同时，云计算作为一种新兴的事物，仅仅5年，就已经成为了IT行业最流行的技术和发展趋势。Google、Amazon、IBM和微软等IT巨头们以前所未有的速度和规模推动云计算技术和产品的普及，一些学术活动也迅速将云计算提上日程。通常人们把云计算当作一种商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使用户能够按需获取计算力、存储空间和信息服务。按照云计算的服务类型可分为三类：将基础设施作为服务IaaS、将平台作为服务PaaS和将软件作为服务SaaS。

以往的视频会议系统架构往往是基于简单的C/S结构，使用一个网关来进行数据的转发，这种集中式结构在性能和扩展上存在很大的弊端。随着云计算的火热发展，基于云计算的视频会议架构成为视频会议领域的研究热点，云计算在部署、负载均衡以及扩展等方面存在很大的优势，同时软件即服务的模式也可以将视频会议中大量的计算负载集中到云计算平台中去完成，从而大大降低了视频会议中各个终端的多媒体处理压力。在云平台中实现多媒体转码也是视频会议的发展趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，针对视频会议中多类客户端的转码分发问题，提出一个基于云计算的视频会议转码分发系统，该系统支持在视频会议中，根据客户端不同的种类和地域选择合适的转码分发策略，解决了视频会议中多种类客户端导致的视频转码问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一个基于云计算的视频会议的转码分发系统，其特点在于：它包括资源监测模块、数据收发模块、转码模块、控制模块、调度模块。

所述的资源监测模块负责对系统中的资源进行监测，其资源监测的层次分为两个，第一层为监测云计算平台中各虚拟机的整体资源使用情况，第二层为监测各个计算任务的资源使用情况；所需监测的资源包括CPU利用率、内存使用情况和网络带宽使用情况；资源监测模块周期性的将这些资源信息进行分析整理并汇报给调度模块；

所描述的数据收发模块由若干个数据收发网关单元组成，每个网关单元负责接收和分发若干路视频流，所有网关单元均受控制模块的统一管理和控制；每个客户端在登陆时，控制模块根据调度模块的调度结果为该客户端指定一个网关单元；客户端与该网关单元成功连接后，通过该网关单元向其他客户端发送自身的视频流及接收其他客户端发送的视频流；

所述的转码模块，负责对视频流参数进行修改；转码模块内部按功能可分为如下基本转码单元，分别是：解码单元、编码单元、视频缩放单元、ROI提取单元、帧率变更单元、多路视频混合单元、传输协议打包单元、传输协议解包单元；

所述的控制模块负责响应客户端发出的视频接收指令，根据视频流接收方客户端所在网关、视频流发送方客户端所在网关以及接收方对视频流的参数要求，生成一条转码分发流水线；该流水线的输入端为视频流发送方客户端所连接的网关单元即发送网关，输出端为视频流接收方客户端所连接的网关单元即接收网关，在输入端和输出端之间可以包括零个或多个基本转码单元；所述的接收方对视频流的参数要求，是指接收方对视频流的大小、帧率、布局、码率的要求；

所述的调度模块负责将转发分发流水线上每一级任务单元分配到最合适的虚拟机中执行。

进一步的，所述的调度模块拥有一个资源预测模型，该模型包含三个阶段：学习阶段、调度阶段、聚合阶段。

进一步的，所述调度模块的学习阶段通过对预先准备好的学习数据集进行学习获取预测模型所需要的参数，该学习过程进一步包含以下步骤：

步骤1.对转码分发系统中提供的所有任务单元按照功能分类，并给出每类任务单元涉及的所有参数；

步骤2.在虚拟机上运行每种任务单元（Ti）来处理学习数据集，同时资源监测模块需同步监测该任务单元占用的各项资源；