集群轉碼系統及其方法
【專利摘要】本發明提供了一種集群轉碼系統，包括：轉碼管理中心，用于接收任務源系統的轉碼任務；轉碼控制機，通過網絡與轉碼管理中心、每臺轉碼工作站相連，用于控制N臺轉碼工作站對轉碼任務進行轉碼處理，并將每臺轉碼工作站返回的轉碼結果進行合成處理，將處理后的結果存儲到轉碼管理中心；每臺轉碼工作站，通過網絡與轉碼控制機相連，用于基于轉碼控制機的控制，獲取本臺轉碼工作站的計算子任務并執行轉碼處理，將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機。本發明還公開了一種集群轉碼方法。本發明利用一臺轉碼控制機將同一個轉碼任務進行預處理拆分成N個計算子任務，分配給各個轉碼工作站進行轉碼處理，提高了轉碼的速度，突破了以往的計算性能瓶頸。
【專利說明】集群轉碼系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數據處理領域，更具體地，涉及一種集群轉碼系統及其方法。
【背景技術】
[0002]隨著當前媒體技術的發展，目前傳統媒體也逐漸向服務化發展，并且更加注重用戶參與性，并且，隨著高清的發展及國家廣電總局對各電視臺高標清同播的要求，除了當前高清節目的播出，以往標清節目的歷史資料為適應高清播出要求，也需要進行相應的碼率轉換。視頻轉換器可以將視頻信號從一種格式轉換成另一種格式，用來滿足更廣泛領域的數字視頻多制式轉換要求。隨著互聯網和手機網絡的不斷進化，媒體傳播的平臺越來越多，相應的傳播平臺支持的媒體格式也越來越多。從手機、到IPTV、到高清數字廣播，不同平臺對內容格式的要求完全不同，其中包括了編碼格式/規格、分辨率、幀率等規格要求，因此內容編碼格式的轉換變得必不可少。
[0003]視頻轉換目前主要存在三種轉碼要求:不同視頻格式間的轉換，例如從DV25轉換成H.264 ;改變比特率滿足不同網絡帶寬或者設備播放速度；清晰度的轉換，例如將高清視頻轉為標清甚至更低的清晰度，或者反向處理。現有的技術方案中，如圖1所示，系統包括WEB終端、調度服務器和η個轉碼工作站，調度服務器與WEB終端進行交互，多個轉碼任務由調度服務器統一控制，將多個轉碼任務分別分配給各個轉碼工作站，再由轉碼工作站將源格式轉換為目標格式。眾所周知，視頻轉碼是一個高運算負荷的過程，需要對輸入的視頻流進行全解碼、視頻過濾/圖像處理、并且對輸出格式進行全編碼，所以視頻轉碼是非常耗時、耗計算資源的處理過程，對高清視頻更是如此。現有技術不僅對視頻轉碼工作站的性能要求很高，而且不能提高單個轉碼任務的速度。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種集群轉碼系統及其方法，能夠解決現有技術中存在的不能提高單個轉碼任務的速度來實現高效超實時視頻轉碼的問題。
[0005]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0006]一方面，提供了一種集群轉碼系統，包括:轉碼管理中心、轉碼控制機、和N臺轉碼工作站，其中，轉碼管理中心，通過網絡與外界的任務源系統以及轉碼控制機相連，用于接收任務源系統的轉碼任務，其中，轉碼任務包括轉碼模板信息和源文件，轉碼模板信息包括源格式和目標格式；轉碼控制機，通過網絡與轉碼管理中心、每臺轉碼工作站相連，用于控制N臺轉碼工作站對轉碼任務進行轉碼處理，并將每臺轉碼工作站返回的轉碼結果進行合成處理，將處理后的結果存儲到轉碼管理中心；每臺轉碼工作站，通過網絡與轉碼控制機相連，用于基于轉碼控制機的控制，獲取本臺轉碼工作站的計算子任務并執行轉碼處理，將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機。
[0007]優選地，轉碼控制機包括:任務拆分單元和任務分配單元，其中，
[0008]任務拆分單元，用于從轉碼管理中心中加載轉碼任務，將轉碼任務進行預處理，拆分成N個計算子任務；
[0009]任務分配單元，用于將每個計算子任務分配給各個轉碼工作站。
[0010]優選地，每臺轉碼工作站包括:轉碼處理單元和轉碼結果匯報單元，其中:
[0011]轉碼處理單元，用于根據獲取的計算子任務對視頻數據進行解碼并將解碼結果重新進行編碼；
[0012]轉碼結果匯報單元，用于將編碼后的視頻數據匯報給轉碼控制機。
[0013]優選地，轉碼控制機還包括:結果收集單元和輸出合成單元，其中，
[0014]結果收集單元，用于收集各個轉碼結果匯報單元返回的編碼后的視頻數據；
[0015]輸出合成單元，用于將結果收集單元中的編碼后的視頻數據進行合成處理，并封裝為目標格式的視頻數據存儲到轉碼管理中心。
[0016]優選地，轉碼管理中心還用于接收轉碼控制機合成處理后的目標格式的視頻文件。
[0017]優選地，轉碼管理中心還包括發送單元，用于將目標格式的視頻文件發送給任務源系統。
[0018]另一方面，還提供了一種集群轉碼方法，包括:轉碼管理中心接收外界的任務源系統的轉碼任務；轉碼控制機控制N臺轉碼工作站對轉碼任務進行轉碼處理；基于轉碼控制機的控制，每臺轉碼工作站獲取本臺轉碼工作站的計算子任務；將計算子任務執行轉碼處理，并將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機。
[0019]優選地，轉碼控制機控制N臺轉碼工作站對轉碼任務進行轉碼處理的步驟包括:從轉碼管理中心中加載轉碼任務，對轉碼任務進行預處理，拆分成N個計算子任務；將每個計算子任務分配給各個轉碼工作站。
[0020]優選地，將計算子任務執行轉碼處理，并將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機的步驟包括:根據獲取的計算子任務對視頻數據進行解碼并將解碼結果重新進行編碼；將編碼后的視頻數據匯報給轉碼控制機。
[0021]優選地，在將編碼后的視頻數據匯報給轉碼控制機之后，該方法還包括:轉碼控制機中的結果收集單元收集各個編碼后的視頻數據；將結果收集單元中的編碼后的視頻數據進行合成處理，并封裝為目標格式的視頻數據存儲到轉碼管理中心；轉碼管理中心中的發送單元將目標格式的視頻文件發送給任務源系統。
[0022]本發明的技術效果:
[0023]1.本發明利用一臺轉碼控制機將同一個轉碼任務進行預處理拆分成N個計算子任務，并將N個計算子任務分別分配給各個轉碼工作站進行轉碼處理，提高了轉碼的速度，實現高效超實時視頻轉碼，突破了以往的計算性能瓶頸，使用戶爽心悅目；
[0024]2.本發明具有很高的靈活性，根據轉碼效率的要求以及轉出的視頻文件的格式、轉碼工作站的數量來確定轉碼控制機、轉碼工作站的性能，通過分布式計算的方法進行集群轉碼，滿足不同的應用需求；
[0025]3.本發明利用多個轉碼工作站對視頻信號進行實時的視頻編碼，可以根據要求設定編碼碼率高低，針對不同應用，實現在同樣的碼率條件下，得到最好的畫面質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0027]圖1示出了現有技術中轉碼系統的示意圖；
[0028]圖2示出了根據本發明實施例一的集群轉碼系統的示意圖；
[0029]圖3示出了根據本發明實施例二的集群轉碼系統的示意圖；
[0030]圖4示出了根據本發明實施例三的集群轉碼系統的示意圖；
[0031]圖5示出了根據本發明實施例四的集群轉碼系統的示意圖；
[0032]圖6示出了根據本發明實施例五的集群轉碼方法的流程圖；
[0033]圖7示出了根據本發明實施例六的集群轉碼方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。
[0035]實施例一
[0036]圖2示出了根據本發明實施例一的集群轉碼系統的示意圖；如圖2所示，該系統包括:轉碼管理中心10、轉碼控制機20、和N臺轉碼工作站30，其中，
[0037]轉碼管理中心10，通過網絡與外界的任務源系統以及轉碼控制機20相連，用于接收任務源系統的轉碼任務，其中，轉碼任務包括轉碼模板信息和源文件，轉碼模板信息包括源格式和目標格式；
[0038]轉碼控制機20，通過網絡與轉碼管理中心10、每臺轉碼工作站30相連，用于控制N臺轉碼工作站30對轉碼任務進行轉碼處理，并將每臺轉碼工作站30返回的轉碼結果進行合成處理，將處理后的結果存儲到轉碼管理中心10 ;本發明所提到的轉碼控制機20為普通PC機，所提到的網絡可以是無線網絡也可以是有線網絡，再此不做限定。
[0039]每臺轉碼工作站30，通過網絡與轉碼控制機20相連，用于基于轉碼控制機20的控制，獲取本臺轉碼工作站的計算子任務并執行轉碼處理，將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機20。
[0040]本發明的實施例利用一臺轉碼控制機將同一個轉碼任務進行預處理拆分成N個計算子任務，并將N個計算子任務分別分配給各個轉碼工作站進行轉碼處理，提高了轉碼的速度，實現高效超實時視頻轉碼，突破了以往的計算性能瓶頸，使用戶爽心悅目。
[0041]實施例二
[0042]圖3示出了根據本發明實施例二的集群轉碼系統的示意圖；如圖3所示，轉碼控制機20包括:任務拆分單元202和任務分配單元204，其中，
[0043]任務拆分單元202，用于從轉碼管理中心10中加載轉碼任務，將轉碼任務進行預處理，拆分成N個計算子任務；
[0044]任務分配單元204，用于將每個計算子任務分配給各個轉碼工作站30。
[0045]實施例三
[0046]圖4示出了根據本發明實施例三的集群轉碼系統的示意圖；如圖4所示，每臺轉碼工作站30包括:轉碼處理單元302和轉碼結果匯報單元304，其中:
[0047]轉碼處理單元302，用于根據獲取的計算子任務對視頻數據進行解碼并將解碼結果重新進行編碼；
[0048]轉碼結果匯報單元304，用于將編碼后的視頻數據匯報給轉碼控制機20。
[0049]轉碼控制機20還包括:結果收集單元206和輸出合成單元208，其中，
[0050]結果收集單元206，用于收集各個轉碼結果匯報單元304返回的編碼后的視頻數據；
[0051]輸出合成單元208，用于將結果收集單元302中的編碼后的視頻數據進行合成處理，并封裝為目標格式的視頻數據存儲到轉碼管理中心10。
[0052]本發明的實施例的輸入支持大部分常見的視頻編碼及封裝格式，支持標清和高清；輸出支持 H.264、MPEG-4、MPEG-2、QuickTime 等格式，支持 MPEG PS/TS、AV1、MOV 以及FLV等封裝，輸出格式可以根據需要再增加。
[0053]本發明的實施例具有很高的靈活性，根據轉碼效率的要求以及轉出的視頻文件的格式、轉碼工作站的數量來確定轉碼控制機以及轉碼工作站的性能，通過分布式計算的方法進行集群轉碼，滿足不同的應用需求；例如，使用8臺轉碼工作站組成的集群，將DV25轉換成8Mbps的H.264格式的視頻，要求實現32倍速的轉碼，我們可以通過分布式計算的方法來算出轉碼控制機以及轉碼工作站的性能，按照需求來配置系統的各項參數。
[0054]實施例四
[0055]圖5示出了根據本發明實施例四的集群轉碼系統的示意圖；如圖5所示，轉碼管理中心10還用于接收轉碼控制機20合成處理后的目標格式的視頻文件。
[0056]轉碼管理中心10還包括發送單元102，用于將目標格式的視頻文件發送給任務源系統。
[0057]實施例五
[0058]圖6示出了根據本發明實施例五的集群轉碼方法的流程圖；如圖6所示，該方法，包括:
[0059]步驟S601，轉碼管理中心接收外界的任務源系統的轉碼任務；
[0060]其中，轉碼任務包括轉碼模板信息和源文件，轉碼模板信息包括源格式和目標格式。
[0061]步驟S602，轉碼控制機控制N臺轉碼工作站對轉碼任務進行轉碼處理；
[0062]步驟S603，基于轉碼控制機的控制，每臺轉碼工作站獲取本臺轉碼工作站的計算子任務；
[0063]步驟S604，將計算子任務執行轉碼處理，并將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機。
[0064]具體地，轉碼控制機控制N臺轉碼工作站對轉碼任務進行轉碼處理的步驟包括:
[0065]步驟S601-1，從轉碼管理中心中加載轉碼任務，對轉碼任務進行預處理，拆分成N個計算子任務；
[0066]步驟S601-2，將每個計算子任務分配給各個轉碼工作站。
[0067]具體地，將計算子任務執行轉碼處理，并將轉碼處理后的結果匯報給轉碼控制機的步驟包括:
[0068]步驟S604-1，根據獲取的計算子任務對視頻數據進行解碼并將解碼結果重新進行編碼；
[0069]步驟S604-2，將編碼后的視頻數據匯報給轉碼控制機。
[0070]實施例六
[0071]圖7示出了根據本發明實施例六的集群轉碼方法的流程圖；如圖7所示，在將編碼后的視頻數據匯報給轉碼控制機之后，該方法還包括:
[0072]步驟S701，轉碼控制機中的結果收集單元收集各個編碼后的視頻數據；
[0073]步驟S702，將結果收集單元中的編碼后的視頻數據進行合成處理，并封裝為目標格式的視頻數據存儲到轉碼管理中心；
[0074]步驟S703，轉碼管理中心中的發送單元將目標格式的視頻文件發送給任務源系統。
[0075]本發明的實施例利用一臺轉碼控制機將同一個轉碼任務進行預處理拆分成N個計算子任務，并將N個計算子任務分別分配給各個轉碼工作站進行轉碼處理，提高了轉碼的速度，實現高效超實時視頻轉碼，突破了以往的計算性能瓶頸，使用戶爽心悅目；本發明具有很高的靈活性，根據轉碼效率的要求以及轉出的視頻文件的格式、轉碼工作站的數量來確定轉碼控制機、轉碼工作站的性能，通過分布式計算的方法進行集群轉碼，滿足不同的應用需求；本發明利用多個轉碼工作站對視頻信號進行實時的視頻編碼，可以根據要求設定編碼碼率高低，針對不同應用，實現在同樣的碼率條件下，得到最好的畫面質量。
[0076]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0077]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種集群轉碼系統，其特征在于，包括:轉碼管理中心、轉碼控制機、和N臺轉碼工作站，其中， 所述轉碼管理中心，通過網絡與外界的任務源系統以及所述轉碼控制機相連，用于接收所述任務源系統的轉碼任務，其中，所述轉碼任務包括轉碼模板信息和源文件，所述轉碼模板信息包括源格式和目標格式； 所述轉碼控制機，通過網絡與所述轉碼管理中心、每臺所述轉碼工作站相連，用于控制N臺所述轉碼工作站對所述轉碼任務進行轉碼處理，并將每臺所述轉碼工作站返回的轉碼結果進行合成處理，將處理后的結果存儲到所述轉碼管理中心； 每臺所述轉碼工作站，通過網絡與所述轉碼控制機相連，用于基于所述轉碼控制機的控制，獲取本臺轉碼工作站的計算子任務并執行轉碼處理，將轉碼處理后的結果匯報給所述轉碼控制機。
2.根據權利要求1所述的集群轉碼系統，其特征在于，所述轉碼控制機包括:任務拆分單元和任務分配單元，其中， 所述任務拆分單元，用于從所述轉碼管理中心中加載所述轉碼任務，將所述轉碼任務進行預處理，拆分成N個所述計算子任務； 所述任務分配單元，用于將每個所述計算子任務分配給各個所述轉碼工作站。
3.根據權利要求1所述的集群轉碼系統，其特征在于，每臺所述轉碼工作站包括:轉碼處理單元和轉碼結果匯報單元，其中: 所述轉碼處理單元，用于根據獲取的計算子任務對視頻數據進行解碼并將解碼結果重新進行編碼； 所述轉碼結果匯報單元，用于將所述編碼后的視頻數據匯報給所述轉碼控制機。
4.根據權利要求3所述的集群轉碼系統，其特征在于，所述轉碼控制機還包括:結果收集單元和輸出合成單元，其中， 所述結果收集單元，用于收集各個所述轉碼結果匯報單元返回的編碼后的視頻數據； 所述輸出合成單元，用于將所述結果收集單元中的編碼后的視頻數據進行合成處理，并封裝為目標格式的視頻數據存儲到所述轉碼管理中心。
5.根據權利要求1所述的集群轉碼系統，其特征在于，所述轉碼管理中心還用于接收所述轉碼控制機合成處理后的目標格式的視頻文件。
6.根據權利要求5所述的集群轉碼系統，其特征在于，所述轉碼管理中心還包括發送單元，用于將所述目標格式的視頻文件發送給所述任務源系統。
7.一種集群轉碼方法，其特征在于，包括: 轉碼管理中心接收外界的任務源系統的轉碼任務； 轉碼控制機控制N臺轉碼工作站對所述轉碼任務進行轉碼處理； 基于所述轉碼控制機的控制，每臺所述轉碼工作站獲取本臺轉碼工作站的計算子任務; 將計算子任務執行轉碼處理，并將轉碼處理后的結果匯報給所述轉碼控制機。
8.根據權利要求7所述的集群轉碼方法，其特征在于，所述轉碼控制機控制N臺所述轉碼工作站對所述轉碼任務進行轉碼處理的步驟包括: 從所述轉碼管理中心中加載所述轉碼任務，對所述轉碼任務進行預處理，拆分成N個計算子任務； 將每個所述計算子任務分配給各個所述轉碼工作站。
9.根據權利要求7所述的集群轉碼方法，其特征在于，所述將計算子任務執行轉碼處理，并將轉碼處理后的結果匯報給所述轉碼控制機的步驟包括: 根據獲取的計算子任務對視頻數據進行解碼并將解碼結果重新進行編碼； 將所述編碼后的視頻數據匯報給所述轉碼控制機。
10.根據權利要求9所述的集群轉碼方法，其特征在于，在所述將所述編碼后的視頻數據匯報給所述轉碼控制機之后，該方法還包括: 所述轉碼控制機中的結果收集單元收集各個所述編碼后的視頻數據； 將所述結果收集單元中的編碼后的視頻數據進行合成處理，并封裝為目標格式的視頻數據存儲到所述轉碼管理中心； 所述轉碼管理中心中的發送單元將所述目標格式的視頻文件發送給所述任務源系統。
【文檔編號】H04N21/2343GK104244025SQ201310229784
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月9日 優先權日:2013年6月9日
【發明者】張斌, 李曉寧, 許紅昆, 杜美曼 申請人:北京同步科技有限公司