CN110868596A - 分布式编码方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种分布式编码方法、装置、电子设备及可读存储介质，主设备通过获取视频帧的像素分块，并确定视频帧的控制信息，进而将各像素分块分别发送给对应的从设备，并将视频帧的控制信息发送给各从设备。之后接收各从设备返回的各自的分析结果，分析结果中包括从设备所分析的像素分块中各编码单元对应的编码模式，进而按照各编码模式分别对各编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。这样，通过主设备来调度从设备分别执行对像素分块的分析，从而打破了对硬件设备的限制，将多个硬件设备的计算能力进行整合，从而可以实现更优的编码效果，能完全发挥优秀编码标准的性能，保证了编码压缩效率。

Description

分布式编码方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及信息技术领域，具体而言，涉及一种分布式编码方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

当前，随着视频分辨率越来越高，编码标准越来越复杂，对硬件平台的要求也越来越高，硬件平台的发展速度跟不上编码器的需求，这造成了优秀的编码标准面对现实环境，需要进行大规模拆减，降低压缩效率。为了应对这一情况，目前提出了基于分布式平台来实现视频编码的构思。即利用分布式平台来打破编码标准对硬件平台的限制，将多个硬件平台的计算能力进行整合，多硬件平台实现一套视频编码，从而完全发挥优秀编码标准的性能。因此，目前亟待提出一种实际可行的，能应用于分布式平台中实现视频编码的方案。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种分布式编码方法、装置、电子设备及可读存储介质，用以解决目前亟待提出一种实际可行的，能应用于分布式平台中实现视频编码的方案的问题。

本申请实施例提供了一种分布式编码方法，应用于主设备上，包括：

获取视频帧的像素分块；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；

确定所述视频帧的控制信息；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；

将所述视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备，并将所述视频帧的控制信息发送给各所述从设备；

接收各所述从设备返回的各自所分析的像素分块的分析结果；所述像素分块中包含多个编码单元；所述分析结果中包括所述从设备所分析的像素分块中各编码单元对应的编码模式；

按照各所述编码模式分别对各所述编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

在上述实现过程中，主设备通过获取视频帧的像素分块，并确定视频帧的控制信息，进而将像素分块分发给各个从设备，同时将控制信息也发送给各个从设备，以使从设备来进行满足相应控制信息的编码模式分析，并将分析结果返回给主设备。主设备根据从设备返回的分析结果中各编码单元的编码模式，对各编码单元进行重建和熵编码，进而实现对整个视频帧的编码，而不断对视频中各视频帧进行编码即可实现对整个视频进行编码。上述实现过程，应用于主设备和从设备构成的分布式平台中，通过主设备来调度从设备分别执行对像素分块的分析，使得编码过程中工作量最大、最重要的编码模式分析工作得以分派给各个从设备来执行，从而打破了对硬件设备的限制，将多个硬件设备的计算能力进行整合，从而可以实现更优的编码效果，能完全发挥优秀编码标准的性能，保证了编码压缩效率。

此外，本申请实施例中，通过对视频帧按照像素近似度进行分割，得到的像素分块中各编码单元的像素相近，而在实际编码分析过程中，待编码像素的编码分析依赖于已编码像素的编码分析结果，因此将对视频帧按照像素近似度进行分割得到像素分块，可以使得各从设备在对所接收到的像素分块进行分析时效率更高。

进一步地，所述将所述视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备包括：获取各从设备的计算能力；根据各像素分块的大小，以及各所述从设备的计算能力，为各所述像素分块分配从设备；所分配的从设备具有与所述像素分块的大小相匹配的计算能力；将各所述像素分块分别发送给为各所述像素分块所分配的从设备。

在上述实现过程中，主设备可以依据各从设备的计算能力，为各像素分块分配具有与各像素分块的大小相适配的计算能力的从设备，从而使得各像素分块可以被与其向适配的从设备所处理，从而充分利用各从设备的计算能力，减少对从设备的计算能力的浪费，提高包括主设备和从设备的整个分布式系统对于视频帧的处理效率，减少了编码延时。

进一步地，所述获取各从设备的计算能力包括：查询各所述从设备的注册信息；所述注册信息中包括所述从设备中的CPU(Central Processing Unit/Processor，中央处理器)的型号和主频；根据各所述从设备中CPU的型号和主频，确定各所述从设备的计算能力。

需要理解的是，在视频编码领域，视频编码对于设备的计算能力要求很高，因此在实际应用过程中，一种可行实现思路是，从设备可以在接收到像素分块和控制信息后，专职对像素分块进行分析。在此种机制下，主设备只需要根据各从设备在注册时，记录与注册信息中的CPU的型号和主频即可概略确定出各从设备的计算能力，对于各从设备的计算能力的确定方式十分简单，可实施性高。

本申请实施例还提供了一种分布式编码方法，应用于从设备上，包括：

接收主设备发来的视频帧的像素分块以及所述视频帧的控制信息；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；

为所述像素分块中的各编码单元查找出符合所述编码类型和压缩率要求的目标编码模式；

将查找出的所述像素分块中的各编码单元的目标编码模式发送给所述主设备，以供所述主设备按照各所述目标编码模式分别对各所述目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

在上述实现过程中，从设备在接收到主设备传来的像素分块和控制信息后，即可为像素分块中的各编码单元查找出符合控制信息中编码类型和压缩率要求的目标编码模式，进而将查找出的像素分块中的各编码单元的目标编码模式发送给主设备，以供主设备按照各目标编码模式分别对各目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。这样，通过从设备分别执行对像素分块的分析，使得编码过程中工作量最大、最重要的编码模式分析工作得以分解给各个从设备来执行，从而打破了对硬件设备的限制，将多个硬件设备的计算能力进行整合，从而可以实现更优的编码效果，能完全发挥优秀编码标准的性能。

此外，本申请实施例中，通过对视频帧按照像素近似度进行分割，得到的像素分块中各编码单元的像素相近，而在实际编码分析过程中，待编码像素的编码分析依赖于已编码像素的编码分析结果，因此将对视频帧按照像素近似度进行分割得到像素分块，可以使得各从设备在对所接收到的像素分块进行分析时效率更高。

进一步地，在接收主设备发来的视频帧的像素分块以及所述视频帧的控制信息之前，还包括：向所述主设备发送注册信息以进行注册；所述注册信息中包含所述从设备的中央处理器的型号和主频。

在上述实现过程中，从设备需要向主设备发送注册信息以进行注册，从而便于主设备进行管理。同时，注册信息中包含从设备的中央处理器的型号和主频，可以使得主设备能够根据中央处理器的型号和主频估算出从设备的计算能力，从而可以使得主设备能够基于各从设备的计算能力更合理的分配像素分块。

进一步地，所述为所述像素分块中的各编码单元查找出符合所述编码类型和压缩率要求的目标编码模式包括：针对所述像素分块中的任意编码单元，遍历所述从设备中所有符合所述编码类型和压缩率要求的编码模式；在遍历完毕所有符合所述编码类型和压缩率要求的编码模式后，选择针对该编码单元编码效果最优的编码模式作为该编码单元的目标编码模式。

在上述实现过程中，从设备遍历自身内所有符合所述编码类型和压缩率要求的编码模式，进而选择针对该编码单元编码效果最优的编码模式作为该编码单元的目标编码模式。这样，分布式系统可以通过从设备来实现计算量的堆叠，从而在进行模式分析时，不需要放弃对部分编码模式的分析，可以遍历所有编码模式从而确定出最优的编码模式，从而完全发挥优秀编码标准的性能，提升编码效果。

本申请实施例还提供了一种分布式编码装置，应用于主设备上，包括：获取模块、控制信息确定模块、第一发送模块、第一接收模块以及处理模块；所述获取模块用于获取视频帧的像素分块；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述控制信息确定模块用于确定所述视频帧的控制信息；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；所述第一发送模块用于将所述视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备，并将所述视频帧的控制信息发送给各所述从设备；所述第一接收模块用于接收各所述从设备返回的各自所分析的像素分块的分析结果；所述像素分块中包含多个编码单元；所述分析结果中包括所述从设备所分析的像素分块中各编码单元对应的编码模式；所述处理模块用于按照各所述编码模式分别对各所述编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

在上述实现过程中，通过获取视频帧的像素分块，并确定视频帧的控制信息，进而将像素分块分发给各个从设备，同时将控制信息也发送给各个从设备，以使从设备来进行满足相应控制信息的编码模式分析，并将分析结果返回给主设备。主设备根据从设备返回的分析结果中各编码单元的编码模式，对各编码单元进行重建和熵编码，进而实现对整个视频帧的编码，而不断对视频中各视频帧进行编码即可实现对整个视频进行编码。在上述实现过程中，应用于主设备和从设备构成的分布式平台中，通过主设备来调度从设备分别执行对像素分块的分析，使得编码过程中工作量最大、最重要的编码模式分析工作得以分派给各个从设备来执行，从而打破了对硬件设备的限制，将多个硬件设备的计算能力进行整合，从而可以实现更优的编码效果，能完全发挥优秀编码标准的性能，保证了编码压缩效率。

此外，本申请实施例中，通过对视频帧按照像素近似度进行分割，得到的像素分块中各编码单元的像素相近，而在实际编码分析过程中，待编码像素的编码分析依赖于已编码像素的编码分析结果，因此将对视频帧按照像素近似度进行分割得到像素分块，可以使得各从设备在对所接收到的像素分块进行分析时效率更高。

本申请实施例还提供了一种分布式编码装置，应用于从设备上，包括：第二接收模块、查找模块以及第二发送模块；所述第二发送模块用于接收主设备发来的视频帧的像素分块以及所述视频帧的控制信息；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；所述查找模块用于为所述像素分块中的各编码单元查找出符合所述编码类型和压缩率要求的目标编码模式；所述第二接收模块用于将查找出的所述像素分块中的各编码单元的目标编码模式发送给所述主设备，以供所述主设备按照各所述目标编码模式分别对各所述目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

在上述实现过程中，在接收到主设备传来的像素分块和控制信息后，即可为像素分块中的各编码单元查找出符合控制信息中编码类型和压缩率要求的目标编码模式，进而将查找出的像素分块中的各编码单元的目标编码模式发送给主设备，以供主设备按照各目标编码模式分别对各目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。这样，通过从设备分别执行对像素分块的分析，使得编码过程中工作量最大、最重要的编码模式分析工作得以分解给各个从设备来执行，从而打破了对硬件设备的限制，将多个硬件设备的计算能力进行整合，从而可以实现更优的编码效果，能完全发挥优秀编码标准的性能。

此外，本申请实施例中，通过对视频帧按照像素近似度进行分割，得到的像素分块中各编码单元的像素相近，而在实际编码分析过程中，待编码像素的编码分析依赖于已编码像素的编码分析结果，因此将对视频帧按照像素近似度进行分割得到像素分块，可以使得各从设备在对所接收到的像素分块进行分析时效率更高。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个第一程序，以实现上述任一种应用于主设备中的分布式编码方法；或，所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个第二程序，以实现上述任一种应用于从设备中的分布式编码方法。

本申请实施例中还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任一种应用于主设备中的分布式编码方法，或实现上述任一种应用于从设备中的分布式编码方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种分布式编码方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种视频帧分割示例图；

图3为本申请实施例提供的一种分布式架构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种应用于主设备中的分布式编码装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种应用于从设备中的分布式编码装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

实施例一：

参见图1所示，图1为本申请实施例提供的一种通过主设备和从设备之间的交互，实现的分布式编码方法的流程示意图，包括：

S101：主设备获取同一视频帧的像素分块。

需要说明的是，本申请实施例中像素分块是指，将视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块。像素分块是图像分割的内容，其可以通过Mean-Shift聚集，使用Graph-Cuts的图像分割等技术来从视频帧中按照像素近似度分割得到多个像素分块，其分割后的效果可以参见图2所示(图2中上方的图片为完整视频帧，下方的七个图片为分割得到的七个像素分块)。需要注意的是，对于分割得到的各像素分块而言，各块的大小可以不同。

本申请实施例所提供的方案是基于像素分块进行的，在本申请实施例中，主设备可以是先获取待编码视频，进而对待编码视频中各视频帧按照像素近似度进行分割，得到每一视频帧像素分块。但是，本申请实施例中主设备也可以是从其余设备处获取到的待编码视频各视频帧的像素分块，也即对于视频帧进行分割的动作可以由外部设备来实现，例如可以由专门的图像分割设备来实现。

S102：确定该视频帧的控制信息。

需要说明的是，本申请实施例中所述的控制信息包括视频帧的编码类型和压缩率。应当理解的是，本申请所述的编码类型也可以认为是编码格式，其决定了编码后的视频格式是什么。需要说明的是，本申请实施例中，待编码视频的编码类型以及压缩率可以是工程师在对待编码视频进行编码前预先定义好的。

还需要说明的是，本申请实施例中，步骤S103在确定好了待编码视频的视频帧后即可执行，其与步骤S101之间没有必然的时序限制。

S103：将视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备，并将视频帧的控制信息发送给各从设备。

需要注意的是，在本申请实施例中，主设备关联有至少一个从设备，主设备和从设备构成分布式平台，主设备与从设备之间相互关联，其结构可以参考图3所示。

值得注意的是，不同从设备所具有的计算能力可能会存在区别，而不同的计算能力，在相同时间内所能处理的像素分块的大小就不同，计算能力越大，在相同时间内所能处理的像素分块就越大。为了更充分的利用各从设备的计算能力，减少资源浪费，降低整个分布式平台对于视频帧的编码时长，在本申请实施例中，主设备可以先获取各个从设备的计算能力，进而再各像素分块的大小，以及各从设备的计算能力，为各像素分块分配从具有与其大小相匹配的计算能力的从设备。示例性的，设视频帧分割得到A、B、C三个像素分块，大小为像素分块A>像素分块B>像素分块C，同时具有三个从设备，分别即为从设备1、从设备2和从设备3，计算能力为从设备1>从设备2>从设备3，那么主设备在发送像素分块时，将像素分块A发送给从设备1，将像素分块B发送给从设备2，将像素分块C发送给从设备3。

需要说明的是，本申请实施例中，除了简单的按照上述示例中所描述的，根据像素分块由大到小的顺序、以及从设备的计算能力由大到小的顺序，为各像素分块确定相应的从设备外，还可以进一步地依据像素分块大小比例，以及各从设备的计算能力的大小比例，为各像素分块分配更加适配的从设备，从而缩小各从设备处理像素分块的时间。示例性的，设视频帧分割得到A、B、C三个像素分块，大小为像素分块A：像素分块B：像素分块C等于3：2：1。设具有5个从设备，分别为从设备1、从设备2、从设备3、从设备4和从设备5，计算能力为从设备1：从设备2：从设备3：从设备4：从设备5等于6：4：5：3：2，那么适应于像素分块的大小比例，从设备1的计算能力：从设备2的计算能力：从设备5的计算能力刚好等于3：2：1，将像素分块A发送给从设备1，将像素分块B发送给从设备2，将像素分块C发送给从设备5。

应当理解的是，上述示例仅为本申请实施例中所描述的两种可行示例，不代表本申请实施例中仅可采用这两种示例中的实施方式来实现对像素分块的分配和发送。事实上，只要能实现将各像素分块有序发送给各从设备的方案，均可被本申请实施例所采用。

在本申请实施例中，为了保证方案的可靠性，可以要求分布式平台中的从设备进行注册，只有注册后的从设备才能认定为是分布式平台中的从设备，主设备会将各像素分块和控制信息发送给注册的从设备。在本申请实施例中，从设备可以向主设备进行注册，但是也可以配置一个专门的注册中心设备，通过该注册中心设备来实现对各从设备的注册管理。应当理解的是，在需要将某一从设备移除该分布式平台时，应当向主设备或注册中心设备提交注销请求，从而将该从设备从分布式平台中移除。

需要理解的是，在实际应用过程中，由于从设备所执行的模式分析操作是视频编码中对计算能力要求较高的工作，因此在本申请实施例的一种可行实施方式中，可以将从设备作为专职进行视频编辑的设备，且为了保证视频编码的有效性，可以配置各从设备每次仅能执行一个模式分析任务。在上述可行实施方式中，可以在从设备进行注册时，要求从设备在注册信息中携带自身的计算能力信息，或者携带能够用于确定自身计算能力的参数信息(例如CPU型号、CPU主频等)。在上述可行实施方式中，主设备可以通过查询各从设备的注册信息，进而确定出个从设备的计算能力(例如，在注册信息中携带有从设备的CPU型号和CPU主频时，可以依据CPU型号和CPU主频估算出该注册信息对应的从设备的计算能力)。这样，从设备只需要在注册时携带自身的计算能力信息，或者携带能够用于确定自身计算能力的参数信息进行注册即可，方案实现更为简单。

但应当理解的是，在本申请实施例的另一种可行实施方式中，主设备可以在发送像素分块前，先从各从设备中获取各从设备当前的剩余计算能力，进而再依据各从设备的剩余计算能力，各像素分块的大小，为各像素分块分配从设备。该可行实施方式可以适用于从设备可以并行执行多个任务的情况。在本可行实施方式中，主设备可以向各从设备发送剩余计算能力获取请求，各从设备在接收到该剩余计算能力获取请求后，即可以依据自身的CPU型号、CPU主频以及当前CPU占用率等参数信息确定出当前剩余计算能力，并上报给主设备。

需要说明的是，上述可行实施方式中，依据CPU型号和CPU主频可以估算出从设备的计算能力，示例性的，可以预先为不同型号的CPU定义相应的计算能力值，同时为不同的CPU主频预先定义相应的加权值，则从设备的计算能力等于CPU型号对应的计算能力值乘以CPU主频对应的加权值。而从设备的剩余计算能力即等于从设备的计算能力乘以(1-当前CPU占用率)。应当理解的是，前述示例仅为本申请实施例中所描述的一种可行的计算能力的确定方式，并不代表本申请实施例仅可采用上述方式来实现从设备计算能力的确定。

在本申请实施中，可以基于从设备的个数来确定对于一个视频帧而言，所需分割得到的像素分块个数，例如可以预先设定视频帧所分割得到的像素分块的个数应小于等于主设备所能分配的从设备的个数；此外，对于所需分割得到的各像素分块的大小比例也可以基于各从设备的计算能力来确定，例如有5个从设备，分别为从设备1、从设备2、从设备3、从设备4和从设备5，计算能力为从设备1：从设备2：从设备3：从设备4：从设备5等于6：4：5：3：2，那么可以预先定义对于一个视频帧，分割为5个像素分块，且各像素分块的大小比例应当接近于6：4：5：3：2，从而使得主设备像素分块可以更容易、更合理分配各个从设备。

S104：从设备在接收到主设备发来的像素分块和控制信息后，为像素分块中的各编码单元查找出符合编码类型和压缩率要求的目标编码模式。

需要说明的是，本申请实施例中，从设备所执行的操作为编码模式的分析操作。在视频编码领域中，是以编码单元为单位进行编码的，编码设备会针对视频帧的各个编码单元逐个确定其所需的编码模式(即目标编码模式)。在相关技术中，由于设备受到CUP的限制，往往会选择放弃对预设的符合编码类型和压缩率要求的所有编码模式中的一部分编码模式，仅对剩余的那一部分编码模式进行遍历，从而确定出该剩余部分中最优的编码模式作为当前编码单元的目前编码模式。这就相当于是通过牺牲了一定的编码可靠性来提升编码速度。而在本申请实施例中，由于本申请是通过分布式的方式来实现视频编码，从设备仅需要针对视频帧中的像素分块进行模式分析，单个从设备的工作量较相关技术中的视频编码设备而言是降低的，因此在本申请实施例中，从设备可以针对像素分块中的任意编码单元，遍历从设备中所有符合编码类型和压缩率要求的编码模式，进而在遍历完所有符合编码类型和压缩率要求的编码模式后，选择针对该编码单元编码效果最优的编码模式作为该编码单元的编码模式，从而不需要放弃对部分编码模式的分析，可以遍历所有编码模式从而确定出最优的编码模式，从而完全发挥优秀编码标准的性能，提升编码效果。

需要了解的是，在视频编码领域，某些文献中也将编码模式称之为预测模式，但无论是称之为编码模式还是预测模式，其都是用于对编码单元进行编码的模式。

还需要说明的是，在视频编码领域中，下一待进行模式分析的编码单元的编码分析过程会依赖于已进行模式分析的编码单元，而本申请实施例中，由于各像素分块是对视频帧按照像素近似度进行分割得到的，因此像素分块内的各编码单元中的像素会较为相近，因此可以在一定程度上提高从设备的分析效率。

S105：将查找出的像素分块中的各编码单元的目标编码模式携带在分析结果中发送给主设备。

相应的，主设备会接收各从设备返回的各自所分析的像素分块的分析结果。

S106：按照各分析结果中的目标编码模式分别对各目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

需要理解的是，对于编码单元进行重建和熵编码的具体过程可以参考视频编码标准中的规定，在本申请实施例中不作具体说明。

在本申请实施例中，由于属于同一视频帧的各像素分块所对应的控制信息是一致的，因此主设备重建和熵编码后的视频帧可以保证具有统一的编码类型和压缩率。在本申请实施例中，对于待编码视频而言，对其内的各视频帧按照上述方式执行，即可实现对待编码视频的编码。

在本申请实施例中，在完成了对视频帧的编码后，可以将编码后的码流发送给目标设备。需要说明的是，编码后的码流中，会携带有各个编码单元所对应采用的目标编码模式的信息，从而便于目标设备进行解码。本申请实施例中所述的目标设备是指需要该编码后的视频的设备，其可以是客户端、视频播放器等。

应当理解的是，本申请实施例所提供的方案可以应用于针对超高清视频的编码过程中。需要说明的是，超高清视频是指国际电信联盟规定的满足超高清规定的视频，例如4K分辨率的视频、8K分辨率的视频等。还应当理解的是，本申请实施例所提供的方案除了可以应用于针对超高清视频的编码过程中外，也可以应用于其他类型的视频的编码过程，例如针对高清视频、标清视频等类型的视频的编码过程。

综上，本申请实施例所提供的分布式编码方法，主设备通过获取视频帧的像素分块，并确定视频帧的控制信息，进而将像素分块分发给各个从设备，同时将控制信息也发送给各个从设备，以使从设备来进行满足相应控制信息的编码模式分析，并将分析结果返回给主设备。主设备根据从设备返回的分析结果中各编码单元的编码模式，对各编码单元进行重建和熵编码，进而实现对整个视频帧的编码，而不断对视频中各视频帧进行编码即可实现对整个视频进行编码。在上述实现过程中，应用于主设备和从设备构成的分布式平台中，通过主设备来调度从设备分别执行对像素分块的分析，使得编码过程中工作量最大、最重要的编码模式分析工作得以分派给各个从设备来执行，从而打破了对硬件设备的限制，将多个硬件设备的计算能力进行整合，从而可以实现更优的编码效果，能完全发挥优秀编码标准的性能，保证了编码压缩效率。

此外，本申请实施例中，通过对视频帧按照像素近似度进行分割，得到的像素分块中各编码单元的像素相近，而在实际编码分析过程中，待编码像素的编码分析依赖于已编码像素的编码分析结果，因此将对视频帧按照像素近似度进行分割得到像素分块，可以使得各从设备在对所接收到的像素分块进行分析时效率更高。

此外，本申请实施例中，从设备可以遍历所有编码模式从而确定出最优的编码模式，从而完全发挥优秀编码标准的性能，提升了编码效果。

此外，本申请实施例中，可以根据需要增加从设备的数量，从而提高分布式平台的计算能力，具有良好的可扩展性。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，以一种较具体的实现方案为例，为本申请做进一步示例说明。设本申请实施例中，主设备和从设备均由服务器来实现，主设备为主服务器，从设备为从服务器。

主服务器功能：

负载均衡计算：负载均衡计算是分布式架构的核心计算。根据分布式架构的服务器情况，合理的将像素分块分配给对应的从服务器。

计算细节为：将视频帧划分的像素分块按照最小单位标定，例如图2中的视频帧，分为了七个像素分块，最大一个像素分块的面积是最小一个像素分块的三倍左右，那么计算量标定的结果就是最小一个像素分块的计算量为1，最大一个像素分块的为3。然后，统计已经注册过的从服务器的计算能力，根据服务器注册时提供的CPU型号和CPU主频，概略计算各从服务器计算能力。按照从服务器计算能力分配像素分块。

注册控制：主服务器负责协调所有的从服务器工作，所以必须知道从服务器有哪些。这部分功能就是在注册控制部分实现的。注册控制模块通过轮询，获取从服务器的注册信息和注销信息，以及从服务器的工作状态信息。

视频预分析：在视频编码技术中，会通过视频预分析决定本帧视频帧编码类型。

码率控制：在视频编码技术中，本帧视频帧的压缩率是由一个码率控制模块决定的，在本申请实施例中，该模块由主服务器携带。

信息发送：主服务器将分配好的像素分块和控制信息发给处理对应的从服务器。

控制信息包括编码类型和压缩率。

重建和熵编码：在视频编码技术中，重建和熵编码不能并行，所以在主服务器中实现该模块。

码流发送：视频编码完成以后，主服务器将视频编码的码流发送给目标设备。

从服务器功能：

向主服务器注册以及注销：注册时，从服务器携带自己的CPU型号和CPU主频向主服务进行注册。从服务器携带自己的注册信息向主服务器注销。

编码分析功能：对视频块串行分析，找到合适的编码模式。

向主服务器发送编码分析结果：将视频分析的结果发送给主服务器。

主服务器和从服务器实现视频编码的具体流程为：

从服务器启动后，首先向主服务器发送注册信息。等待主服务器反馈。超时后重新发送注册信息。

主服务器收到从服务器的注册信息后进行记录，同时给从服务器发送反馈信息。

主服务器接收待编码视频和待编码视频中每一视频帧的像素分块。对待编码视频进行预分析和码率控制分析。轮询查询分布式架构中从服务器的注册信息。

主服务器按照同一视频帧各像素分块的大小和各从服务器的计算能力分别给各从服务器发送像素分块和控制信息，并等待从服务器的分析结果。

从服务器收到像素分块后进行编码分析。完成后发送给主服务器视频分析结果。

具体而言，从服务器会针对像素分块中的每一个编码单元，遍历所有符合控制信息的编码模式，选择最优的编码模式作为目标编码模式返回给主服务器。

主服务器收集所有的编码分析结果后进行重建和熵编码，完成后将码流发送给目标设备。

通过上述方案，通过分布式架构实现了视频编码，同时按照像素分块的大小以及各从服务器的计算能力，合理为各从服务器分配像素分块进行编码模式的分析，充分利用了各从服务器的计算能力，缩短了编码时间，保证了编码效率。而由于从设备会遍历所有编码模式从而确定出最优的编码模式，从而完全发挥优秀编码标准的性能，提升了编码效果。此外，本申请实施例中，可以根据需要增加从设备的数量，从而提高分布式平台的计算能力，具有良好的可扩展性。

实施例三：

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供分布式编码装置100和分布式编码装置200。请参阅图4和图5所示，图4示出了与图1所示的分布式编码方法中主设备所执行的步骤一一对应的分布式编码装置，图5示出了与图1所示的分布式编码方法中从设备所执行的步骤一一对应的分布式编码装置。应理解，装置100与上述图1的方法实施例对应，能够执行上述图1的方法中主设备所涉及的各个步骤；装置200与上述图1的方法实施例对应，能够执行上述图1的方法中从设备所涉及的各个步骤。装置100和200具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。装置100和200包括至少一个能以软件或固件的形式存储于存储器中或固化在装置100的操作系统中的软件功能模块。具体地：

参见图4所示，装置100应用于主设备上，包括：获取模块101、控制信息确定模块102、第一发送模块103、第一接收模块104以及处理模块105；

获取模块101用于获取同一视频帧的像素分块；像素分块为将视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；像素分块中包含多个编码单元；

控制信息确定模块102用于确定视频帧的控制信息；控制信息包括视频帧的编码类型和压缩率；

第一发送模块103用于将视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备，并将视频帧的控制信息发送给各从设备；

第一接收模块104用于接收各从设备返回的各自所分析的像素分块的分析结果；分析结果中包括从设备所分析的像素分块中各编码单元对应的编码模式；

处理模块105用于按照各编码模式分别对各编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

在本申请实施例中，第一发送模块103具体用于，获取各从设备的计算能力；根据各像素分块的大小，以及各从设备的计算能力，为各像素分块分配从设备；所分配的从设备具有与像素分块的大小相匹配的计算能力；将各像素分块分别发送给为各像素分块所分配的从设备。

在本申请实施例的一种可行实施方式中，第一发送模块103具体用于查询各从设备的注册信息；注册信息中包括从设备中的中央处理器CPU的型号和主频；根据各从设备中CPU的型号和主频，确定各从设备的计算能力。

参见图5所示，装置200应用于从设备上，包括：第二接收模块201、查找模块202以及第二发送模块203；

第二发送模块203用于接收主设备发来的视频帧的像素分块以及视频帧的控制信息；控制信息包括视频帧的编码类型和压缩率；

查找模块202用于为像素分块中的各编码单元查找出符合编码类型和压缩率要求的编码模式；

第二接收模块201用于将查找出的像素分块中的各编码单元的编码模式发送给主设备，以供主设备按照各编码模式分别对各编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

在本申请实施例中，仍旧参见图5所示，装置200还可以包括注册模块204；注册模块204用于在第二接收模块201接收主设备发来的视频帧的像素分块以及视频帧的控制信息之前，向主设备发送注册信息以进行注册；注册信息中包含从设备的中央处理器CPU的型号和主频。

在本申请实施例中，查找模块202具体用于，针对像素分块中的任意编码单元，遍历从设备中所有符合编码类型和压缩率要求的编码模式；在遍历完所有符合编码类型和压缩率要求的编码模式后，选择针对该编码单元编码效果最优的编码模式作为该编码单元的编码模式。

需要理解的是，上述实施例一中所描述的图1的方法步骤的内容可以通过本实施例的装置100来实现，上述实施例一中所描述的图3的方法步骤的内容可以通过本实施例的装置200来实现，出于描述简洁的考量，部分实施例一中描述过的内容在本实施例中不再赘述。

实施例四：

本实施例提供了一种电子设备，参见图6所示，其包括处理器601、存储器602以及通信总线603。其中：

通信总线603用于实现处理器601和存储器602之间的连接通信。

处理器601用于执行存储器602中存储的一个或多个第一程序，以实现上述实施例一/二中主设备所执行的分布式编码方法；

或，处理器601用于执行存储器602中存储的一个或多个第二程序，以实现上述实施例一/二中从设备所执行的分布式编码方法。

可以理解，图6所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图6中所示更多或者更少的组件，或者具有与图6所示不同的配置。例如，电子设备还具有通信接口，从而实现与其余电子设备之间的数据通信。

本实施例还提供了一种可读存储介质，如软盘、光盘、硬盘、闪存、U盘、SD(SecureDigital Memory Card，安全数码卡)卡、MMC(Multimedia Card，多媒体卡)卡等，在该可读存储介质中存储有实现上述各个步骤的一个或者多个程序，这一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述实施例一/二中主设备所执行的分布式编码方法，或实现上述实施例一/二中从设备所执行的分布式编码方法。在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分布式编码方法，其特征在于，应用于主设备上，包括：

获取同一视频帧的像素分块；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述像素分块中包含多个编码单元；

确定所述视频帧的控制信息；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；

将所述视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备，并将所述视频帧的控制信息发送给各所述从设备；

接收各所述从设备返回的各自所分析的像素分块的分析结果；所述分析结果中包括所述从设备所分析的像素分块中各编码单元对应的编码模式；

按照各所述编码模式分别对各所述编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

2.如权利要求1所述的分布式编码方法，其特征在于，所述将所述视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备包括：

获取各从设备的计算能力；

根据各像素分块的大小，以及各所述从设备的计算能力，为各所述像素分块分配从设备；所分配的从设备具有与所述像素分块的大小相匹配的计算能力；

将各所述像素分块分别发送给为各所述像素分块所分配的从设备。

3.如权利要求2所述的分布式编码方法，其特征在于，所述获取各从设备的计算能力包括：

查询各所述从设备的注册信息；所述注册信息中包括所述从设备中的中央处理器CPU的型号和主频；

根据各所述从设备中CPU的型号和主频，确定各所述从设备的计算能力。

4.一种分布式编码方法，其特征在于，应用于从设备上，包括：

接收主设备发来的视频帧的像素分块以及所述视频帧的控制信息；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；

为所述像素分块中的各编码单元查找出符合所述编码类型和压缩率要求的目标编码模式；

将查找出的所述像素分块中的各编码单元的目标编码模式发送给所述主设备，以供所述主设备按照各所述目标编码模式分别对各所述目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

5.如权利要求4所述的分布式编码方法，其特征在于，在接收主设备发来的视频帧的像素分块以及所述视频帧的控制信息之前，还包括：

向所述主设备发送注册信息以进行注册；所述注册信息中包含所述从设备的中央处理器CPU的型号和主频。

6.如权利要求4或5所述的分布式编码方法，其特征在于，所述为所述像素分块中的各编码单元查找出符合所述编码类型和压缩率要求的目标编码模式包括：

针对所述像素分块中的任意编码单元，遍历所述从设备中所有符合所述编码类型和压缩率要求的编码模式；

在遍历完毕所有符合所述编码类型和压缩率要求的编码模式后，选择针对该编码单元编码效果最优的编码模式作为该编码单元的目标编码模式。

7.一种分布式编码装置，其特征在于，应用于主设备上，包括：获取模块、控制信息确定模块、第一发送模块、第一接收模块以及处理模块；

所述获取模块用于获取同一视频帧的像素分块；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述像素分块中包含多个编码单元；

所述控制信息确定模块用于确定所述视频帧的控制信息；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；

所述第一发送模块用于将所述视频帧的各像素分块按照预设分发规则分别发送给对应的从设备，并将所述视频帧的控制信息发送给各所述从设备；

所述第一接收模块用于接收各所述从设备返回的各自所分析的像素分块的分析结果；所述分析结果中包括所述从设备所分析的像素分块中各编码单元对应的编码模式；

所述处理模块用于按照各所述编码模式分别对各所述编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

8.一种分布式编码装置，其特征在于，应用于从设备上，包括：第二接收模块、查找模块以及第二发送模块；

所述第二发送模块用于接收主设备发来的视频帧的像素分块以及所述视频帧的控制信息；所述像素分块为将所述视频帧按照像素近似度进行分割后得到的视频帧分块；所述控制信息包括所述视频帧的编码类型和压缩率；

所述查找模块用于为所述像素分块中的各编码单元查找出符合所述编码类型和压缩率要求的目标编码模式；

所述第二接收模块用于将查找出的所述像素分块中的各编码单元的目标编码模式发送给所述主设备，以供所述主设备按照各所述目标编码模式分别对各所述目标编码模式所对应的编码单元进行重建和熵编码。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及通信总线；

所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个第一程序，以实现如权利要求1至3任一项所述的分布式编码方法；

或，所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个第二程序，以实现如权利要求4至6任一项所述的分布式编码方法。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至3任一项所述的分布式编码方法，或以实现如权利要求4至6任一项所述的分布式编码方法。

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