集群转码系统及其方法
【专利摘要】本发明提供了一种集群转码系统，包括：转码管理中心，用于接收任务源系统的转码任务；转码控制机，通过网络与转码管理中心、每台转码工作站相连，用于控制N台转码工作站对转码任务进行转码处理，并将每台转码工作站返回的转码结果进行合成处理，将处理后的结果存储到转码管理中心；每台转码工作站，通过网络与转码控制机相连，用于基于转码控制机的控制，获取本台转码工作站的计算子任务并执行转码处理，将转码处理后的结果汇报给转码控制机。本发明还公开了一种集群转码方法。本发明利用一台转码控制机将同一个转码任务进行预处理拆分成N个计算子任务，分配给各个转码工作站进行转码处理，提高了转码的速度，突破了以往的计算性能瓶颈。
【专利说明】集群转码系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据处理领域，更具体地，涉及一种集群转码系统及其方法。
【背景技术】
[0002]随着当前媒体技术的发展，目前传统媒体也逐渐向服务化发展，并且更加注重用户参与性，并且，随着高清的发展及国家广电总局对各电视台高标清同播的要求，除了当前高清节目的播出，以往标清节目的历史资料为适应高清播出要求，也需要进行相应的码率转换。视频转换器可以将视频信号从一种格式转换成另一种格式，用来满足更广泛领域的数字视频多制式转换要求。随着互联网和手机网络的不断进化，媒体传播的平台越来越多，相应的传播平台支持的媒体格式也越来越多。从手机、到IPTV、到高清数字广播，不同平台对内容格式的要求完全不同，其中包括了编码格式/规格、分辨率、帧率等规格要求，因此内容编码格式的转换变得必不可少。
[0003]视频转换目前主要存在三种转码要求:不同视频格式间的转换，例如从DV25转换成H.264 ;改变比特率满足不同网络带宽或者设备播放速度；清晰度的转换，例如将高清视频转为标清甚至更低的清晰度，或者反向处理。现有的技术方案中，如图1所示，系统包括WEB终端、调度服务器和η个转码工作站，调度服务器与WEB终端进行交互，多个转码任务由调度服务器统一控制，将多个转码任务分别分配给各个转码工作站，再由转码工作站将源格式转换为目标格式。众所周知，视频转码是一个高运算负荷的过程，需要对输入的视频流进行全解码、视频过滤/图像处理、并且对输出格式进行全编码，所以视频转码是非常耗时、耗计算资源的处理过程，对高清视频更是如此。现有技术不仅对视频转码工作站的性能要求很高，而且不能提高单个转码任务的速度。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种集群转码系统及其方法，能够解决现有技术中存在的不能提高单个转码任务的速度来实现高效超实时视频转码的问题。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一方面，提供了一种集群转码系统，包括:转码管理中心、转码控制机、和N台转码工作站，其中，转码管理中心，通过网络与外界的任务源系统以及转码控制机相连，用于接收任务源系统的转码任务，其中，转码任务包括转码模板信息和源文件，转码模板信息包括源格式和目标格式；转码控制机，通过网络与转码管理中心、每台转码工作站相连，用于控制N台转码工作站对转码任务进行转码处理，并将每台转码工作站返回的转码结果进行合成处理，将处理后的结果存储到转码管理中心；每台转码工作站，通过网络与转码控制机相连，用于基于转码控制机的控制，获取本台转码工作站的计算子任务并执行转码处理，将转码处理后的结果汇报给转码控制机。
[0007]优选地，转码控制机包括:任务拆分单元和任务分配单元，其中，
[0008]任务拆分单元，用于从转码管理中心中加载转码任务，将转码任务进行预处理，拆分成N个计算子任务；
[0009]任务分配单元，用于将每个计算子任务分配给各个转码工作站。
[0010]优选地，每台转码工作站包括:转码处理单元和转码结果汇报单元，其中:
[0011]转码处理单元，用于根据获取的计算子任务对视频数据进行解码并将解码结果重新进行编码；
[0012]转码结果汇报单元，用于将编码后的视频数据汇报给转码控制机。
[0013]优选地，转码控制机还包括:结果收集单元和输出合成单元，其中，
[0014]结果收集单元，用于收集各个转码结果汇报单元返回的编码后的视频数据；
[0015]输出合成单元，用于将结果收集单元中的编码后的视频数据进行合成处理，并封装为目标格式的视频数据存储到转码管理中心。
[0016]优选地，转码管理中心还用于接收转码控制机合成处理后的目标格式的视频文件。
[0017]优选地，转码管理中心还包括发送单元，用于将目标格式的视频文件发送给任务源系统。
[0018]另一方面，还提供了一种集群转码方法，包括:转码管理中心接收外界的任务源系统的转码任务；转码控制机控制N台转码工作站对转码任务进行转码处理；基于转码控制机的控制，每台转码工作站获取本台转码工作站的计算子任务；将计算子任务执行转码处理，并将转码处理后的结果汇报给转码控制机。
[0019]优选地，转码控制机控制N台转码工作站对转码任务进行转码处理的步骤包括:从转码管理中心中加载转码任务，对转码任务进行预处理，拆分成N个计算子任务；将每个计算子任务分配给各个转码工作站。
[0020]优选地，将计算子任务执行转码处理，并将转码处理后的结果汇报给转码控制机的步骤包括:根据获取的计算子任务对视频数据进行解码并将解码结果重新进行编码；将编码后的视频数据汇报给转码控制机。
[0021]优选地，在将编码后的视频数据汇报给转码控制机之后，该方法还包括:转码控制机中的结果收集单元收集各个编码后的视频数据；将结果收集单元中的编码后的视频数据进行合成处理，并封装为目标格式的视频数据存储到转码管理中心；转码管理中心中的发送单元将目标格式的视频文件发送给任务源系统。
[0022]本发明的技术效果:
[0023]1.本发明利用一台转码控制机将同一个转码任务进行预处理拆分成N个计算子任务，并将N个计算子任务分别分配给各个转码工作站进行转码处理，提高了转码的速度，实现高效超实时视频转码，突破了以往的计算性能瓶颈，使用户爽心悦目；
[0024]2.本发明具有很高的灵活性，根据转码效率的要求以及转出的视频文件的格式、转码工作站的数量来确定转码控制机、转码工作站的性能，通过分布式计算的方法进行集群转码，满足不同的应用需求；
[0025]3.本发明利用多个转码工作站对视频信号进行实时的视频编码，可以根据要求设定编码码率高低，针对不同应用，实现在同样的码率条件下，得到最好的画面质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0027]图1示出了现有技术中转码系统的示意图；
[0028]图2示出了根据本发明实施例一的集群转码系统的示意图；
[0029]图3示出了根据本发明实施例二的集群转码系统的示意图；
[0030]图4示出了根据本发明实施例三的集群转码系统的示意图；
[0031]图5示出了根据本发明实施例四的集群转码系统的示意图；
[0032]图6示出了根据本发明实施例五的集群转码方法的流程图；
[0033]图7示出了根据本发明实施例六的集群转码方法的流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0035]实施例一
[0036]图2示出了根据本发明实施例一的集群转码系统的示意图；如图2所示，该系统包括:转码管理中心10、转码控制机20、和N台转码工作站30，其中，
[0037]转码管理中心10，通过网络与外界的任务源系统以及转码控制机20相连，用于接收任务源系统的转码任务，其中，转码任务包括转码模板信息和源文件，转码模板信息包括源格式和目标格式；
[0038]转码控制机20，通过网络与转码管理中心10、每台转码工作站30相连，用于控制N台转码工作站30对转码任务进行转码处理，并将每台转码工作站30返回的转码结果进行合成处理，将处理后的结果存储到转码管理中心10 ;本发明所提到的转码控制机20为普通PC机，所提到的网络可以是无线网络也可以是有线网络，再此不做限定。
[0039]每台转码工作站30，通过网络与转码控制机20相连，用于基于转码控制机20的控制，获取本台转码工作站的计算子任务并执行转码处理，将转码处理后的结果汇报给转码控制机20。
[0040]本发明的实施例利用一台转码控制机将同一个转码任务进行预处理拆分成N个计算子任务，并将N个计算子任务分别分配给各个转码工作站进行转码处理，提高了转码的速度，实现高效超实时视频转码，突破了以往的计算性能瓶颈，使用户爽心悦目。
[0041]实施例二
[0042]图3示出了根据本发明实施例二的集群转码系统的示意图；如图3所示，转码控制机20包括:任务拆分单元202和任务分配单元204，其中，
[0043]任务拆分单元202，用于从转码管理中心10中加载转码任务，将转码任务进行预处理，拆分成N个计算子任务；
[0044]任务分配单元204，用于将每个计算子任务分配给各个转码工作站30。
[0045]实施例三
[0046]图4示出了根据本发明实施例三的集群转码系统的示意图；如图4所示，每台转码工作站30包括:转码处理单元302和转码结果汇报单元304，其中:
[0047]转码处理单元302，用于根据获取的计算子任务对视频数据进行解码并将解码结果重新进行编码；
[0048]转码结果汇报单元304，用于将编码后的视频数据汇报给转码控制机20。
[0049]转码控制机20还包括:结果收集单元206和输出合成单元208，其中，
[0050]结果收集单元206，用于收集各个转码结果汇报单元304返回的编码后的视频数据；
[0051]输出合成单元208，用于将结果收集单元302中的编码后的视频数据进行合成处理，并封装为目标格式的视频数据存储到转码管理中心10。
[0052]本发明的实施例的输入支持大部分常见的视频编码及封装格式，支持标清和高清；输出支持 H.264、MPEG-4、MPEG-2、QuickTime 等格式，支持 MPEG PS/TS、AV1、MOV 以及FLV等封装，输出格式可以根据需要再增加。
[0053]本发明的实施例具有很高的灵活性，根据转码效率的要求以及转出的视频文件的格式、转码工作站的数量来确定转码控制机以及转码工作站的性能，通过分布式计算的方法进行集群转码，满足不同的应用需求；例如，使用8台转码工作站组成的集群，将DV25转换成8Mbps的H.264格式的视频，要求实现32倍速的转码，我们可以通过分布式计算的方法来算出转码控制机以及转码工作站的性能，按照需求来配置系统的各项参数。
[0054]实施例四
[0055]图5示出了根据本发明实施例四的集群转码系统的示意图；如图5所示，转码管理中心10还用于接收转码控制机20合成处理后的目标格式的视频文件。
[0056]转码管理中心10还包括发送单元102，用于将目标格式的视频文件发送给任务源系统。
[0057]实施例五
[0058]图6示出了根据本发明实施例五的集群转码方法的流程图；如图6所示，该方法，包括:
[0059]步骤S601，转码管理中心接收外界的任务源系统的转码任务；
[0060]其中，转码任务包括转码模板信息和源文件，转码模板信息包括源格式和目标格式。
[0061]步骤S602，转码控制机控制N台转码工作站对转码任务进行转码处理；
[0062]步骤S603，基于转码控制机的控制，每台转码工作站获取本台转码工作站的计算子任务；
[0063]步骤S604，将计算子任务执行转码处理，并将转码处理后的结果汇报给转码控制机。
[0064]具体地，转码控制机控制N台转码工作站对转码任务进行转码处理的步骤包括:
[0065]步骤S601-1，从转码管理中心中加载转码任务，对转码任务进行预处理，拆分成N个计算子任务；
[0066]步骤S601-2，将每个计算子任务分配给各个转码工作站。
[0067]具体地，将计算子任务执行转码处理，并将转码处理后的结果汇报给转码控制机的步骤包括:
[0068]步骤S604-1，根据获取的计算子任务对视频数据进行解码并将解码结果重新进行编码；
[0069]步骤S604-2，将编码后的视频数据汇报给转码控制机。
[0070]实施例六
[0071]图7示出了根据本发明实施例六的集群转码方法的流程图；如图7所示，在将编码后的视频数据汇报给转码控制机之后，该方法还包括:
[0072]步骤S701，转码控制机中的结果收集单元收集各个编码后的视频数据；
[0073]步骤S702，将结果收集单元中的编码后的视频数据进行合成处理，并封装为目标格式的视频数据存储到转码管理中心；
[0074]步骤S703，转码管理中心中的发送单元将目标格式的视频文件发送给任务源系统。
[0075]本发明的实施例利用一台转码控制机将同一个转码任务进行预处理拆分成N个计算子任务，并将N个计算子任务分别分配给各个转码工作站进行转码处理，提高了转码的速度，实现高效超实时视频转码，突破了以往的计算性能瓶颈，使用户爽心悦目；本发明具有很高的灵活性，根据转码效率的要求以及转出的视频文件的格式、转码工作站的数量来确定转码控制机、转码工作站的性能，通过分布式计算的方法进行集群转码，满足不同的应用需求；本发明利用多个转码工作站对视频信号进行实时的视频编码，可以根据要求设定编码码率高低，针对不同应用，实现在同样的码率条件下，得到最好的画面质量。
[0076]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0077]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种集群转码系统，其特征在于，包括:转码管理中心、转码控制机、和N台转码工作站，其中， 所述转码管理中心，通过网络与外界的任务源系统以及所述转码控制机相连，用于接收所述任务源系统的转码任务，其中，所述转码任务包括转码模板信息和源文件，所述转码模板信息包括源格式和目标格式； 所述转码控制机，通过网络与所述转码管理中心、每台所述转码工作站相连，用于控制N台所述转码工作站对所述转码任务进行转码处理，并将每台所述转码工作站返回的转码结果进行合成处理，将处理后的结果存储到所述转码管理中心； 每台所述转码工作站，通过网络与所述转码控制机相连，用于基于所述转码控制机的控制，获取本台转码工作站的计算子任务并执行转码处理，将转码处理后的结果汇报给所述转码控制机。
2.根据权利要求1所述的集群转码系统，其特征在于，所述转码控制机包括:任务拆分单元和任务分配单元，其中， 所述任务拆分单元，用于从所述转码管理中心中加载所述转码任务，将所述转码任务进行预处理，拆分成N个所述计算子任务； 所述任务分配单元，用于将每个所述计算子任务分配给各个所述转码工作站。
3.根据权利要求1所述的集群转码系统，其特征在于，每台所述转码工作站包括:转码处理单元和转码结果汇报单元，其中: 所述转码处理单元，用于根据获取的计算子任务对视频数据进行解码并将解码结果重新进行编码； 所述转码结果汇报单元，用于将所述编码后的视频数据汇报给所述转码控制机。
4.根据权利要求3所述的集群转码系统，其特征在于，所述转码控制机还包括:结果收集单元和输出合成单元，其中， 所述结果收集单元，用于收集各个所述转码结果汇报单元返回的编码后的视频数据； 所述输出合成单元，用于将所述结果收集单元中的编码后的视频数据进行合成处理，并封装为目标格式的视频数据存储到所述转码管理中心。
5.根据权利要求1所述的集群转码系统，其特征在于，所述转码管理中心还用于接收所述转码控制机合成处理后的目标格式的视频文件。
6.根据权利要求5所述的集群转码系统，其特征在于，所述转码管理中心还包括发送单元，用于将所述目标格式的视频文件发送给所述任务源系统。
7.一种集群转码方法，其特征在于，包括: 转码管理中心接收外界的任务源系统的转码任务； 转码控制机控制N台转码工作站对所述转码任务进行转码处理； 基于所述转码控制机的控制，每台所述转码工作站获取本台转码工作站的计算子任务; 将计算子任务执行转码处理，并将转码处理后的结果汇报给所述转码控制机。
8.根据权利要求7所述的集群转码方法，其特征在于，所述转码控制机控制N台所述转码工作站对所述转码任务进行转码处理的步骤包括: 从所述转码管理中心中加载所述转码任务，对所述转码任务进行预处理，拆分成N个计算子任务； 将每个所述计算子任务分配给各个所述转码工作站。
9.根据权利要求7所述的集群转码方法，其特征在于，所述将计算子任务执行转码处理，并将转码处理后的结果汇报给所述转码控制机的步骤包括: 根据获取的计算子任务对视频数据进行解码并将解码结果重新进行编码； 将所述编码后的视频数据汇报给所述转码控制机。
10.根据权利要求9所述的集群转码方法，其特征在于，在所述将所述编码后的视频数据汇报给所述转码控制机之后，该方法还包括: 所述转码控制机中的结果收集单元收集各个所述编码后的视频数据； 将所述结果收集单元中的编码后的视频数据进行合成处理，并封装为目标格式的视频数据存储到所述转码管理中心； 所述转码管理中心中的发送单元将所述目标格式的视频文件发送给所述任务源系统。
【文档编号】H04N21/2343GK104244025SQ201310229784
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2013年6月9日
【发明者】张斌, 李晓宁, 许红昆, 杜美曼 申请人:北京同步科技有限公司