BG3443U1

BG3443U1 - Система за автоматизирано транскодиране на видео-аудио потоци

Info

Publication number: BG3443U1
Application number: BG4593U
Authority: BG
Inventors: Ивайло Върбичков; Петков Върбичков Ивайло
Original assignee: „Ловеч Спринт“ Оод
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2019-11-19
Publication date: 2020-01-31

Abstract

Настоящият полезен модел се отнася до система за автоматизирано транскодиране на видео-аудио потоци, който ще намери приложение в областта на мултимедийното производство и по-специално за обработка на видеопродукти с различни формати, включващи конвертиране от един в друг формат без загуба на качеството на видеоматериала. Създадената система за автоматизирано транскодиране на видео-аудио потоци включва източник на аудио видео потоци (1), свързан с модул за преобразуване в мултикастен формат (2), който е свързан с мултикаст рутер (3). Мултикаст рутерът (3) е свързан с комутатор (4), който от своя страна е свързан с кодиращ сървър (5). Кодиращият сървър (5) от една страна е свързан с транспортна шина (6), свързана с видео карта (7). Видео картата (7) е свързана с централен процесор (8), който е свързан и с кодиращия сървър (5). От друга страна кодиращият сървър (5) е свързан с мултифункционален рестриймър (9), свързан с мрежова инфраструктура (10). Системата включва и сървър с управляващ софтуер (11) свързан с модула за преобразуване в мултикастен формат (2), с мултикаст рутера (3), с комутатора (4) и с кодиращия сървър (5).

Description

Област на техниката

Настоящият полезен модел се отнася до система за автоматизирано транскодиране на видео-аудио потоци, който ще намери приложение в областта на производството на мултимедийно съдържание и предоставяне на услуги, и по-специално за софтуерна обработка на видеопродукти с различни формати, включващи конвертиране от един в друг формат без загуба на качеството на видеоматериала.

Предшестващо състояние на техниката

Видео файловете съхраняват визуална, звукова и друга информация. Видео файловете съдържат контейнер, видео и аудио сигнали и кодеци. Контейнер е компютърен файлов формат, който може да съдържа различни типове данни, компресирани със стандартизирани аудио/видсо кодеци. Контейнерният файл се използва за идентифициране и сливане на различни типове данни. Най-простите контейнерни формати могат да съдържат само определени типове аудио кодеци, докато по-съвременните могат да поддържат едновременно аудио и видео потоци, субтитри, информация за епизоди/глави и метаданни (тагове) - заедно със синхронизираща информация, необходима за възпроизвеждане на различните потоци едновременно.

Кодеците представляват софтуер, който се използва за кодиране и декодиране на видео сигнали. Видео програмите използват кодеци за да записват и четат файлове, като без подходящ кодек, видео файлът не може да бъде стартиран. Когато се говори за видео кодеци, се имат предвид различни методи на компресиране, като компресираните файлове могат да поддържат множество кодеци.

Разликата между файл формат контейнера и кодека е, че контейнерът е начин за съхраняване на данни, а кодекът е метод за кодиране и декодиране на видео и аудио сигнал в този контейнер.

Съществува огромно разнообразие от кодеци, което прави съвместимостта на видео файловете много сложна. Транскодирането (конвертирането) е директно преобразуване на цифрови данни от един кодек към друг. Това обикновено се прави, в случай, че устройството, на което ще се възпроизвежда файла (или поточното видео), не поддържа формата или има ограничена памет за съхраняване. По този начин се отговаря на изисквания за ограничаване на файловия размер или конвертиране на несъвместими или остарели данни, към по-добре поддържани или съвременни кодеци.

Към настоящия момент, най-популярни и широко разпространени са MPEG2 и MEPG4 (Н.264) кодеци, които са проектирани за максимални резолюции от 720x576 и съответно 1920x1080 пиксела. Нарастващата нужда от UHD (Ultra High Definition) 4К съдържание обаче коренно променя представата относно видео кодирането със съществуващите методи на кодиране поради по-голямата резолюция на видеоизображението, а именно - 3840x2160 пиксела. Което логично довежда до следващото най-съвременно стъпало при видео обработката - въвеждането на кодек от ново поколение, покриващ нуждите на UHD 4К стандарта - Н.265 или HEVC (High efficiency video codec). HEVC може да кодира видео файлове два пъти по-ефективно от предишните стандарти за кодиране на видео.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се създаде система за автоматизирано транскодиране на видео-аудио потоци, която да осигурява автоматична обработка на видеопродукти с различни формати, като кодира видео файловете в стандарт Н.265.

Задачата е решена като е създадена система за автоматизирано транскодиране на видео-аудио потоци, която включва източник на аудио видео потоци, свързан с модул за преобразуване в мултикастен формат, който е свързан с мултикаст рутер. Мултикаст рутерът е свързан с комутатор, който от своя страна е свързан с кодиращ сървър. Кодиращият сървър от една страна е свързан с транспортна шина, свързана с видео карта. Видео картата е свързана с централен процесор, който е свързан и с кодиращия сървър. От друга страна кодиращият сървър 5 е свързан с мултифункционален рестриймър, свързан с мрежова инфраструктура. Системата включва и сървър с управляващ софтуер, свързан с модула за преобразуване в мултикастен формат, с мултикаст рутера, с комутатора и с кодиращия сървър.

Предимство на създадената система е, че осигурява автоматизирано транскодиране на видео файлове в стандарт Н.265 чрез стандартни компютри, оборудвани със стандартни видеокарти, като се

3516 Описания към свидетелства за регистрация на полезни модели № 02.2/28.02.2020 спестява както обем мрежови трафик, така и обеми дисково пространство, при максимално качество и същевременно минимален размер на IP видео потока.

Пояснение на приложената фигура

Настоящият полезен модел е илюстриран на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на система за автоматизирано транскодиране на видсо-аудио потоци, съгласно полезния модел.

Примери за изпълнение на полезния модел

Създадената система за автоматизирано транскодиране на видсо-аудио потоци, показана на фигура 1, включва източник на аудио видео потоци 1, свързан е модул за преобразуване в мултикастен формат 2, който е свързан е мултикаст рутер 3. Мултикаст рутерът 3 е свързан е комутатор 4, който от своя страна е свързан е кодиращ сървър 5. Кодиращият сървър 5 от една страна е свързан е транспортна шина 6, свързана е видео карта 7. Видео картата 7 е свързана е централен процесор 8, който е свързан и е кодиращия сървър 5. От друга страна кодиращият сървър 5 е свързан е мултифункционален рестриймър 9, свързан е мрежова инфраструктура 10. Системата включва и сървър е управляващ софтуер 11, свързан е модула за преобразуване в мултикастен формат 2, е мултикаст рутера 3, е комутатора 4 и е кодиращия сървър 5.

Създадената система се използва по следния начин.

Източникът на аудио видео потоци 1 съдържа аудио видеопотоци в цифров формат MPEG2/MEPG4, като например телевизионни програми в реално време. Тези аудио видео потоци постъпват в модула за преобразуване 2. Модулът за преобразуване в мултикастен формат 2 е междинен сървър със специализиран софтуер за преобразуване и унифициране на аудио видео потоците в мултикастен формат. Преобразуваните в мултикастен формат потоци се подават към мултикаст рутера 3, който е мрежови рутер, управляващ IP-пакетите на третия слой от OSI модела. Комутаторът 4, представляващ мрежови хардуер, доставящ IP-пакетите на втория слой от OSI модела, доставя преобразуваните мултикастни потоци до кодиращия сървър 5. В кодиращия сървър 5 потоците се преобразуват в мрежови мултикастни пакети и се подават на транспортната шина 6, която е 16хРС1е шина. От шината 6 мултикастните пакети се подават на видео картата 7, която е стандартна видео карта, представляваща графичен процесор GPU (Graphics Processing Unit) за обработка на графични изображения е поддръжка CUDA-технология.

Мулти-ядрената структура на видео картата 7 хардуерно транскодира мултикастните пакети в стандарта Н.265. В централния процесор 8 транскодираните мултикастни пакети се дообработват и капсулират в подходящ транспортен контейнер, след което се доставят обратно до мрежовата част на кодиращия сървър 5.

Така транскодирани и капсулирани, новополучените потоци се доставят до мултифункционалния рестриймър 9, който е междинен сървър със специализиран софтуер за доставяне на обработените потоци в изходящата мрежова среда. Обработените потоци се доставят в мрежовата инфраструктура 10, представляваща изходящата мрежова от типа LAN (local area network), MAN (metropolitan area network) или WAN (wide area network).

Цялата система се управлява от сървъра е управляващ софтуер 11, на който е инсталиран софтуерен бекенд, съставен от PHP, MySQL, JavaScript и FFMPEG.

Claims

Претенции

1. Система за автоматизирано транскодиране на видсо-аудио потоци, характеризираща се е това, че включва източник на аудио видео потоци (1), свързан е модул за преобразуване в мултикастен формат (2), който е свързан е мултикаст рутер (3), свързан е комутатор (4), който от своя страна е свързан е кодиращ сървър (5), при което кодиращият сървър (5) от една страна е свързан е транспортна шина (6), свързана е видео карта (7), като видео картата (7) е свързана е централен процесор (8), който е свързан и е кодиращия сървър (5), а от друга страна кодиращият сървър (5) е свързан е мултифункционален рестриймър (9), свързан е мрежова инфраструктура (10), като системата включва и сървър е управляващ софтуер (11), свързан е модула за преобразуване в мултикастен формат (2), е мултикаст рутера (3), е комутатора (4) и е кодиращия сървър (5).