CN102780918A - 一种视频分布式转换编码格式方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频分布式转换编码格式方法，主要是将原有的视频进行切片，将一个完整的、很大的、时长很长的视频切成若干个小视频，将小视频进行视频编码转换，以保证每一片视频都是一个独立的视频分块，视频分块越小，转码耗时越少，所以，实时性可以得到保证；由于转码时对计算机资源的消耗非常高，所以，为了减少计算机资源消耗高的特点，将视频切片后的分片发送给网络中的资源空闲的转码服务器来进行转码，这么做不但提高了转码效率，而且降低了单台计算机负载。

Description

一种视频分布式转换编码格式方法

技术领域

本发明涉及一种视频分布式转换编码格式方法。

背景技术

目前在视频编码，解码技术领域，能够实现本地进行视频的解码，编码（即视频编码转换）。支持从视频的某一部分开始截止到某一段进行视频编码转换，但是仅限于本地。视频编码转换采用ffmpeg，相关链接地址为http://ffmpeg.org/ffmpeg.html，目前视频采用ffmpeg技术作为基础，专门针对视频编码进行三种格式转换，分别为h263,h264,mpeg4,三种视频格式为目前现有的视频格式。

MPEG4/H264格式参考标准文档

ISO-IEC-14496Part 1:Systems

ISO-IEC-14496Part 2:Visual

ISO-IEC-14496Part 3:Audio

ISO-IEC-14496Part 4:Conform ance testing

ISO-IEC-14496Part 5:Reference software

ISO-IEC-14496Part 6:Delivery Multimedia Integration Framework(DMIF)

ISO-IEC-14496Part 7:Optimized reference software for coding of audio-visualobjects

ISO-IEC-14496Part 8:Carriage of ISO/IEC 14496contents over IP networks

ISO-IEC-14496Part 9:Reference hardware description

ISO-IEC-14496Part 10:Advanced Video Coding

ISO-IEC-14496Part 11:Scene description and application engine

ISO-IEC-14496Part 12:ISO base media file format

ISO-IEC-14496Part 13:Intellectual Property Management and Protection(IPMP)extensions

ISO-IEC-14496Part 14:MP4 file format

ISO-IEC-14496Part 15:Advanced Video Coding(AVC)file format

ISO-IEC-14496Part 16:Animation Framework eXtension(AFX)

ISO-IEC-14496Part 17:Streaming text format

ISO-IEC-14496Part 18:Font compression and streaming

ISO-IEC-14496Part 19:Synthesized texture stream

H263编码格式参考标准文档

[1]ITU-T的H.223建议(1995):"低比特率多媒体通讯中的多路协议"

[2]ITU-T的H.242建议(1993):"用于建立使用可达2Mbit/s的数字通道的视听终端间通讯的系统"

[3]ITU-T的H.245建议(1995):"多媒体通讯的控制协议"

[4]ITU-T的H.261建议(1993):"px64kbit/s视听服务的视频编码"

[5]ITU-T的H.262建议(1995):"运动图象和相关配音的通用编码"(ISO/IEC13818-2)

[6]ITU-T的H.320建议(1993):"窄带ISDN可视电话系统和终端设备"

[7]ITU-T的H.324建议(1995):"低比特率多媒体通讯的终端"

目前以上这些技术已经纯熟，但是在使用的过程中，仅限于将本地视频切割为一片，然后进行视频编码转换，目前视频转码相关技术并不能够快速的将一个完整的、时长很长的视频进行快速的转码，实时性不够强，因为如果用户想要看到转换编码后的视频，需要有一个很长的等待时间，并且所使用的转码计算机资源占用很高，导致计算机不能及时处理其他任务，弊端重重。

发明内容

本发明主要解决视频编码转换速度很慢，实时性不够强，用户不能够在短时间内看到将要转码的视频，计算机资源占用率很高的问题，提出一种视频分布式转换编码格式方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种视频分布式转换编码格式方法，包括如下步骤：

11）转码客户端通过转码接口接收到请求转码的视频数据以后，获得请求转码的视频信息；计算转码时需要使用转码服务器的个数，然后获得到的空闲CPU的个数，根据CPU个数以及视频总长度来进行视频切片;

12）转码客户端创建了多个视频切片以后，根据空闲CPU资源信息，将视频切片进行递加排序，创建多个线程，每个线程操作一个视频切片，将视频切片信息发送给转码服务器端，转码服务器端根据转码客户端发送的视频标准参数，进行转码操作;

所述转码服务器端启动时会根据对应的配置文件来确定是否启动转码对应服务，当转码客户端的业务请求到所述转码服务器端时，转码服务器端将会根据所述业务请求类型进行对应的业务处理，如果是转码请求，会启动优化过的ffmpeg针对视频切片进行视频转码，转码成功与否，都会向转码资源管理器反馈转码状态，转码资源管理器会根据转码服务器端的转码状态进行转码进度计算，当视频切片第一片完成时，转码客户端通知用户可观看转码后的视频。

2、根据权利要求1所述的一种视频分布式转换编码格式方法，其特征在于，所述视频切片长度=前一段视频长度+前一段视频的x规定视频阀值；临时视频总长度=视频切片长度+下一段视频切片长度；判断临时视频总长度是否大于视频总长度；如果临时视频长度大于视频总长度，做如下计算最后一片视频长度=视频总长度-最后一段视频起始位置。

3、一种视频分布式转换编码格式方法，其特征在于，包括如下步骤：当用户终端访问网页服务器时，网页服务器会针对用户终端进行判断，并对视频数据库进行查找，如果包含用户请求的信息时，将对应的多媒体服务器信息反馈给用户终端，由用户终端到对应的多媒体服务器进行视频观看；如果目前尚无用户终端支持的视频格式，网页服务器发送转码请求给转码系统，转码接口接收到网页服务器发送的转码请求时，会通过转码资源管理器，针对转码请求信息进行分析，如果已经转码过对应的视频，将已经转码过的文件信息反馈给网页服务器；如果未转过码，发送转码请求给转码客户端，转码客户端获得请求转码的视频信息；计算转码时需要使用转码服务器的个数，然后获得到的空闲CPU的个数，根据CPU个数以及视频总长度来进行视频切片;转码客户端创建了多个视频切片以后，根据空闲CPU资源信息，将视频切片进行递加排序，创建多个线程，每个线程操作一个视频切片，将视频切片信息发送给转码服务器端，转码服务器端根据转码客户端发送的视频标准参数，进行转码操作;

所述转码服务器端启动时会根据对应的配置文件来确定是否启动转码对应服务，当转码客户端的业务请求到所述转码服务器端时，转码服务器端将会根据所述业务请求类型进行对应的业务处理，如果是转码请求，会启动优化过的ffmpeg针对视频切片进行视频转码，转码成功与否，都会向转码资源管理器反馈转码状态，转码资源管理器会根据转码服务器端的转码状态进行转码进度计算，当视频切片第一片完成时，转码客户端通知用户可观看转码后的视频；同时转码客户端将转码后的文件信息反馈给转码接口，转码接口将对应的信息存入视频数据库，并且将对应的视频信息存储入多媒体服务器。

本发明的有益效果在于：本发明主要是将原有的视频进行切片，将一个完整的、很大的、时长很长的视频切成若干个小视频，将小视频进行视频编码转换，以保证每一片视频都是一个独立的视频分块，视频分块越小，转码耗时越少，所以，实时性可以得到保证；由于转码时对计算机资源的消耗非常高，所以，为了减少计算机资源消耗高的特点，将视频切片后的分片发送给网络中的资源空闲的转码服务器来进行转码，这么做不但提高了转码效率，而且降低了单台计算机负载。

附图说明

图1为转码系统框图；

图2为转码客户端操作流程图；

图3为转码服务端操作流程图；

图4为转码系统整体流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

转码接口：针对转码系统进行多媒体转码业务所使用的接口，可以以http协议形式，或系统命令形式，或动态链接库形式提供。

转码资源管理器:专门负责转码服务器资源管理，转码任务调度，来负责转码接口，与转码客户端，与转码服务端之间的任务调度。

视频阀值：阀值为根据不同的视频编解码复杂度进行评估，应用环境不同，使用的参数值也不同。比如：如果将视频从1080p的H264编码，视频码率为8Mbps，转码成为480p的H264，码率为800Kbps的视频,阀值设为10秒，如果将如果将视频从1080p的H264编码，视频码率为8Mbps，转码成为480p的Mpeg4，码率为1.2Mbps的视频,阀值设为20秒,以上数字不固定，以上数字均为数学概念中的自然数，这个阀值用来进行视频切片步进，即决定下一片视频的长度

如图1所示，转码系统主要通过转码接口来对外提供服务，在转码系统中，通过转码资源管理器来判断外部请求数据是否正常即多媒体转码业务在使用转码接口时所发送的请求数据是否符合转码系统所要求的协议标准，不符合标准会被断定为无效数据，数据正常将会通过资源管理器来将转码请求装入转码接口的转码业务处理部分，转码业务处理部分中的转码客户端将会针对视频文件进行切片，将切片放入分布式转码服务端中进行计算，计算之后的数据即是外部请求数据对应的目标视频编码格式视频。

转码客户端只需要将公共存储中的视频文件中的视频状态获得到，根据视频状态里面的视频时长进行时间切片计算，将切片的时间和视频转码格式传递给转码服务端即可。

如图2所示，转码客户端需要做如下操作：

转码客户端通过转码接口接收到数据以后，获得转码请求相关视频信息，比如视频时长，比如视频宽高等信息；计算转码时需要使用转码服务器个数，即资源信息，然后根据获得到的空闲CPU的个数，转码客户端会根据所有转码服务器中CPU总和个数以及视频总长度来进行视频切片，如果CPU为多核，则每一个核在资源管理器中定义为一个CPU，这里会根据一个公式步骤如下：

视频切片长度=前一段视频长度+（前一段视频的x设定的视频阀值）

1）临时视频总长度=视频切片长度+下一段视频切片长度

2）判断临时视频总长度是否大于视频总长度

3）如果临时视频长度大于视频总长度，做如下计算

最后一片视频长度=视频总长度-最后一段视频起始位置

比如:视频的起始位置为00:00:00.00即视频的第0时0分0秒0毫秒或者视频的起始位置为01:00:59.01即视频的第1小时0分59秒1毫秒处综上所述，整理公式如下

$e=\underset{n\→\∞}{\lim }{(1+\frac{1}{n})}^n$

如上图所示：

n为切片阀值；e为切片序列中第n个切片相对于第一个切片的递增比例，为了确保用户的实时转码的体验度，调整切片阀值达到用户实时转码不会出现停顿等待现象。

实际应用场景举例：

例如：将一个时长为2分钟的H264编码，视频码流为5Mbps，720p分辨率的视频分析，五分钟的视频为300秒钟的视频，我们将时间精确到秒，然后针对这300秒进行切片，按照上面的公式，设定阀值为5,第一片视频时长为5s，计算如下：

第1片视频长度为:00:00:00.00起始时间至00:00:05.00视频时间长度

第2片视频长度为:00:00:05.01起始时间至00:00:06.00视频时间长度(时间长度为（1+1/5)*前一段视频长度)

第3片视频长度为:00:00:11.01（前2段时间长度之和）起始时间至00:00:18.00视频时间长度(时间长度为（1+1/5)*前一段视频长度)

第4片视频长度为:00:00:29.01（前3段时间长度之和）起始时间至00:00:35.00视频时间长度(时间长度为（1+1/5)*前一段视频长度)

第5片视频长度为:00:01:04.01（前3段时间长度之和）起始时间至00:00:55.00视频时间长度(时间长度为（1+1/5)*前一段视频长度)

经过以上实例，进行总结分析，得出如上计算公式。

转码客户端创建了多个视频切片以后，根据资源管理器中空闲CPU资源信息，比如可用CPU个数，将视频切片根据前面给出的公式进行视频时长从小到大排序建多个线程，每个线程操作一个视频切片即每一个线程转码管理一个视频切片，比如转码请求发送，转码状态接收，将视频切片信息发送给转码系统转码服务器端，视频转码的服务端将会根据转码客户端发送的视频切片信息及视频标准参数，进行转码。

如图3所示，云转码服务器端相对来说比较轻量，但是规模越庞大，整个转码系统优势越明显，转码服务器启动时会根据对应的配置文件来确定是否启动转码对应服务，然后启动相应的服务，当转码客户端发送对应的业务请求到转码服务器端时，转码服务器端将会根据业务请求类型进行对应的业务处理，如果是转码请求，会启动优化过的ffmpeg针对切片文件进行视频转码，转码成功与否，都会给资源管理器发送转码状态，至于其他操作，由转码系统统一处理。资源管理器会根据转码状态进行转码进度计算，当视频切片第一片完成时，转码客户端会通知用户，转码后的视频已经可以开始观看，整个过程大约耗时3到10秒钟，大大的提高了用户体验的友好度。

实施案例：

华数云宽带业务，并行转码系统业务系统，转码系统整体流程如下：

如图4所示，当最终用户通过终端访问网页或者网盘服务器时，网页、网盘服务器会通过针对最终用户终端进行判断，对数据库进行查找，如果包含用户请求的信息时，说明目前多媒体服务器中包含用户终端所支持的多媒体格式，将对应的多媒体服务器信息反馈给用户终端，由用户终端到对应的多媒体服务器进行视频观看；如果目前尚无用户终端支持的视频格式，网页、网盘服务器发送转码请求给云转码系统，云转码接口接收到网页、网盘服务器发送的转码请求时，会通过转码资源管理器，针对转码请求信息进行分析，如果已经转码过对应的视频，将已经转码过的文件信息反馈给网页、网盘服务器；如果未转过码，发送转码请求给转码客户端，转码客户端获得请求转码的视频信息，然后根据上述所述的转码客户端及转码服务器端进行转码操作，同时转码客户端将转码后的文件信息反馈给转码接口，转码接口将对应的多媒体信息存入数据库，并且转码资源管理器将对应的视频信息存储入多媒体服务器

总结：这种云转码思想可以增加用户转码体验，能够更加实时，高效进行视频转码。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (3)

1.一种视频分布式转换编码格式方法，其特征在于，包括如下步骤：

11）转码客户端通过转码接口接收到请求转码的视频数据以后，获得请求转码的视频信息；计算转码时需要使用转码服务器的个数，然后获得到的空闲CPU的个数，根据CPU个数以及视频总长度来进行视频切片;

12）转码客户端创建了多个视频切片以后，根据空闲CPU资源信息，将视频切片进行递加排序，创建多个线程，每个线程操作一个视频切片，将视频切片信息发送给转码服务器端，转码服务器端根据转码客户端发送的视频标准参数，进行转码操作;

所述转码服务器端启动时会根据对应的配置文件来确定是否启动转码对应服务，当转码客户端的业务请求到所述转码服务器端时，转码服务器端将会根据所述业务请求类型进行对应的业务处理，如果是转码请求，会启动优化过的ffmpeg针对视频切片进行视频转码，转码成功与否，都会向转码资源管理器反馈转码状态，转码资源管理器会根据转码服务器端的转码状态进行转码进度计算，当视频切片第一片完成时，转码客户端通知用户可观看转码后的视频。

2.根据权利要求1所述的一种视频分布式转换编码格式方法，其特征在于，所述视频切片长度=前一段视频长度+前一段视频的x规定视频阀值；临时视频总长度=视频切片长度+下一段视频切片长度；判断临时视频总长度是否大于视频总长度；如果临时视频长度大于视频总长度，做如下计算最后一片视频长度=视频总长度-最后一段视频起始位置。

3.一种视频分布式转换编码格式方法，其特征在于，包括如下步骤：当用户终端访问网页服务器时，网页服务器会针对用户终端进行判断，并对视频数据库进行查找，如果包含用户请求的信息时，将对应的多媒体服务器信息反馈给用户终端，由用户终端到对应的多媒体服务器进行视频观看；如果目前尚无用户终端支持的视频格式，网页服务器发送转码请求给转码系统，转码接口接收到网页服务器发送的转码请求时，会通过转码资源管理器，针对转码请求信息进行分析，如果已经转码过对应的视频，将已经转码过的文件信息反馈给网页服务器；如果未转过码，发送转码请求给转码客户端，转码客户端获得请求转码的视频信息；计算转码时需要使用转码服务器的个数，然后获得到的空闲CPU的个数，根据CPU个数以及视频总长度来进行视频切片;转码客户端创建了多个视频切片以后，根据空闲CPU资源信息，将视频切片进行递加排序，创建多个线程，每个线程操作一个视频切片，将视频切片信息发送给转码服务器端，转码服务器端根据转码客户端发送的视频标准参数，进行转码操作;

所述转码服务器端启动时会根据对应的配置文件来确定是否启动转码对应服务，当转码客户端的业务请求到所述转码服务器端时，转码服务器端将会根据所述业务请求类型进行对应的业务处理，如果是转码请求，会启动优化过的ffmpeg针对视频切片进行视频转码，转码成功与否，都会向转码资源管理器反馈转码状态，转码资源管理器会根据转码服务器端的转码状态进行转码进度计算，当视频切片第一片完成时，转码客户端通知用户可观看转码后的视频；同时转码客户端将转码后的文件信息反馈给转码接口，转码接口将对应的信息存入视频数据库，并且将对应的视频信息存储入多媒体服务器。

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