CN115514968A - 一种视频转码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频转码方法及装置，该方法包括：将原视频流进行切割，获得若干个视频片段，其中，所述视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配；将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件；将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流。通过本发明可以基于各个服务器对视频片段进行并行转码处理，减少了整体的转码时间，从而降低了高分辨率视频对带宽的需求，使得在带宽一般的情况下也能够流场播放，提高了视频的加载速度。

Description

一种视频转码方法及装置

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，特别是涉及一种基于分布式架构的视频转码方法及装置。

背景技术

随着视频技术的发展，越来越多的视频服务提供商开始提供高分辨率、高清晰度的视频流媒体服务。同时，随着虚拟现实、全景视频产业的快速发展，4K、8K等超高分辨率视频也已开始出现和普及。

目前，4K视频因其清晰的画质、畅流的效果、身临其境的观感，得到观看者的肯定。但是由于4K原片，因其高码率、高帧率、高分辨率导致视频文件大小往往都在20G以上，受限于机顶盒性能和广电省网播控标准，无法直接播放4K原片。现有的视频转码方法，通常是将高分辨率视频转换为特定格式的视频文件，并且需要足够的存储空间，使得高分辨率视频需要一定的带宽才能够进行流场播放，受带宽的限制会影响用户观看高分辨视频的体验效果。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种视频转码方法及装置，实现了降低用户带宽需求，提高高分辨率视频的加载速度的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种视频转码方法，该方法包括：

将原视频流进行切割，获得若干个视频片段，其中，所述视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配；

将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件；

将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流。

可选地，所述将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件，包括：

对所述预设视频处理分布式架构中的服务器性能进行分析，并基于负载均衡确定各个服务器进行转码的视频片段的数量；

基于所述各个服务器进行转码的视频片段的数量，将若干个视频片段分配至所述各个服务器；

基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，所述基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行解码处理，获得若干个转码后的视频文件，包括：

根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则；

根据所述转码规则并通过所述各个服务器，对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，所述根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则，包括：

获取所述原视频流的视频信息参数，所述视频信息参数包括原视频流的码率、原视频流的帧率和原视频流的分辨率；

获取目标视频的播放载体参数，所述播放载体参数包括视频格式、视频分辨率和视频存储容量；

根据所述目标视频的播放载体参数，确定目标视频的转码策略；

获取原视频源的压缩失真质量，并设置所述压缩失真质量与所述转码策略的对应关系，将所述对应关系确定为转码规则。

可选地，所述将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流，包括：

获取每个视频片段的时间戳；

将每个所述频频片段的时间戳匹配到视频文件中，获得每个视频文件的时间戳；

根据所述每个视频文件的时间戳，对所述每个视频文件进行拼接处理，获得目标视频流。

一种视频转码装置，该装置包括：

切割单元，用于将原视频流进行切割，获得若干个视频片段，其中，所述视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配；

转码单元，用于将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件；

合并单元，用于将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流。

可选地，所述将转码单元包括：

分析子单元，用于对所述预设视频处理分布式架构中的服务器性能进行分析，并基于负载均衡确定各个服务器进行转码的视频片段的数量；

分配子单元，用于基于所述各个服务器进行转码的视频片段的数量，将若干个视频片段分配至所述各个服务器；

转码子单元，用于基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，所述转码子单元包括：

规则生成子单元，用于根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则；

处理子单元，用于根据所述转码规则并通过所述各个服务器，对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，所述规则生成子单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述原视频流的视频信息参数，所述视频信息参数包括原视频流的码率、原视频流的帧率和原视频流的分辨率；

第二获取子单元，用于获取目标视频的播放载体参数，所述播放载体参数包括视频格式、视频分辨率和视频存储容量；

第一确定子单元，用于根据所述目标视频的播放载体参数，确定目标视频的转码策略；

第二确定子单元，用于获取原视频源的压缩失真质量，并设置所述压缩失真质量与所述转码策略的对应关系，将所述对应关系确定为转码规则。

可选地，所述合并单元包括：

第一时间戳获取子单元，用于获取每个视频片段的时间戳；

第二时间戳获取子单元，用于将每个所述频频片段的时间戳匹配到视频文件中，获得每个视频文件的时间戳；

拼接处理子单元，用于根据所述每个视频文件的时间戳，对所述每个视频文件进行拼接处理，获得目标视频流。

相较于现有技术，本发明提供了一种视频转码方法及装置，通过设置视频处理分布式架构，并且基于该架构对原视频流进行切割，使得切割后的视频片段数量与服务器数量相匹配，这样可以基于各个服务器对视频片段进行并行转码处理，减少了整体的转码时间，通过并行处理使得转码合并后的视频文件相较于原视频流在码率和存储上都有降低，从而降低了高分辨率视频对带宽的需求，使得在带宽一般的情况下也能够流场播放，提高了视频的加载速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种视频转码方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种分布式架构的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种视频转码装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

在本发明实施例中提供了一种视频转码方法，参见图1，包括：

S101、将原视频流进行切割，获得若干个视频片段；

其中，视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配。在本发明实施例中提供了一种视频处理的分布式架构，在该分布式架构中有多台服务器，该服务器的功能是对视频片段进行解码处理。之所以采用分布式架构是便于对视频片段的并行处理，可以缩短视频转码的时间。

视频片段的数量与服务器的数量是相匹配的，但是并不需要二者数量完全一致，因为服务器可以有单线程的处理模式也可以有多线程的处理模式，例如有4台服务器，可以将原视频流切割为4个视频片段，也可以切割为8个片段，视频片段的数量还主要与服务器的性能相匹配。

S102、将若干个视频片段分别发送至与视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

在本发明实施例中实现了基于多个服务器对视频片段的并行转码处理，需要根据分布式架构的服务器数量，将视频片段进行发送，具体的包括：

对所述预设视频处理分布式架构中的服务器性能进行分析，并基于负载均衡确定各个服务器进行转码的视频片段的数量；

基于所述各个服务器进行转码的视频片段的数量，将若干个视频片段分配至所述各个服务器；

基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

需要对分布式架构中的服务器的性能进行考虑，在将视频片段进行分配时需要考虑各个服务器的负载均衡问题，即若某个服务器的处理性能较低或者被其他业务所占用，则分配至该服务器的视频片段的数量会较少，以保证该服务器对视频片段的转码的正常运行。

在对视频片段进行转码的过程主要包括：

根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则；

根据所述转码规则并通过所述各个服务器，对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，生成转码规则，包括：

获取所述原视频流的视频信息参数，所述视频信息参数包括原视频流的码率、原视频流的帧率和原视频流的分辨率；

获取目标视频的播放载体参数，所述播放载体参数包括视频格式、视频分辨率和视频存储容量；

根据所述目标视频的播放载体参数，确定目标视频的转码策略；

获取原视频源的压缩失真质量，并设置所述压缩失真质量与所述转码策略的对应关系，将所述对应关系确定为转码规则。

需要说明的是，码率是指单位时间播放连续的媒体(音频或视频)的比特数量，常用来衡量媒体的文件质量。码率与质量成振臂，文件体积与码率也成正比。压缩失真是由于视频编码压缩造成的失真，该压缩失真质量是不同视频源编码为不同码率后只考虑压缩的基础视频质量。帧频是每秒显示帧数，提高帧频可以明显提升视频文件的交互感和逼真感。

S103、将若干个视频文件进行合并处理，获得目标视频流。

在对视频文件进行合并处理时，需要获得每个视频片段的分割标识，该分割标识中记录了每个视频片段的前后对应关系。例如时间戳，该时间戳会跟随该视频片段进行处理并保持不变，因此在对视频文件进行合并时，可以根据视频文件中的时间戳进行合并，这是由于不同的服务器其处理速度并不完全一致，不能够根据转码后的视频文件的先后顺序进行合并，而要根据一直不改变的分割标识进行合并。

以分割标识为时间戳为例，对视频文件进行合并的过程包括：

获取每个视频片段的时间戳；

将每个所述频频片段的时间戳匹配到视频文件中，获得每个视频文件的时间戳；

根据所述每个视频文件的时间戳，对所述每个视频文件进行拼接处理，获得目标视频流。

本发明提供了一种视频转码方法，通过设置视频处理分布式架构，并且基于该架构对原视频流进行切割，使得切割后的视频片段数量与服务器数量相匹配，这样可以基于各个服务器对视频片段进行并行转码处理，减少了整体的转码时间，通过并行处理使得转码合并后的视频文件相较于原视频流在码率和存储上都有降低，从而降低了高分辨率视频对带宽的需求，使得在带宽一般的情况下也能够流场播放，提高了视频的加载速度。

参见图2，为本发明实施例提供的一种视频处理的分布式架构的示意图。由上游厂商提供高分辨率的原视频流，例如4K原片。首先进行分片切割为多个视频段，分布式架构的多台服务器分别对分片片段进行转码输出，完成后，对多段视频进行无缝拼接，实现4K原片到可分发的4K影片的全过程。

其中，转码服务是弹性的可扩展的转码服务集群，可根据实际业务需求进行扩展。文件存储是弹性可扩展的文件存储集群，也可根据实际业务需求进行扩展。

具体的，进行视频分片时，分片切割数量取决于分布式架构的服务器数量，默认比是1：1，该比例可以进行整数倍调整。如果存在4台分布式服务器，则会将原片视频切割为4个视频段，也可以通过配置比例，切割为8个视频段，主要是取决于服务器性能和数量，理论上性能越高，数量也多，可切割的数量越多，每个视频段的时长也断，整体转码时间越少。可以为视频段设置序号，并为服务器设置序号，按照序号顺序分配给分布式转码服务器好，各转码服务器开始按照配置的规则进行转码，转码完成后对多个转码好文件进行合并，最后速出至存储服务器。上述描述为单线程的流程，在设计上服务器根据实际性能可弹性调整并发线程数量，加快转码速度。

以将机顶盒作为载体实现对4K视频的播放为例说明本发明的效果。机顶盒即数字视频变换盒(英语:Set Top Box，简称STB)，通常称作机顶盒或机上盒，是一个连接电视机与外部信号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外，更在于能够接收数字内容，包括电子节目指南、因特网网页、字幕等等。使用户能在现有电视机上观看数字电视节目，并可通过网络进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动。

由于目前电视机硬件的发展速度很快，市面上已存在4K甚至8K的电视机，而广电网内播放的视频绝大多数都没有达到4K标准，用户使用4K电视根本无法体验到真正4K视频的观看体验。另外广电网内机顶盒性能大多无法播放4K原片，或者能播放但体验很差，通过本发明实施例从视频源层面解决了上述问题，即通过对4K原片进行转码输出，在不影响视频观看体验的同时，减少4K原片的存储空间，降低用户宽带需求，提高视频加载速度，从根本上满足4K观影的需求。

具体的，本发明基于FFMPEG开源技术实现，运用CPU、GPU对视频进行转码输出。本发明可将各种格式的视频文件转换为mp4、mpeg-ts等格式输出，编码方式支持h.264、h.265等。针对不同的需求，将4K原片通过视频转码的过程，在不影响观看体验的前提下，满足了4K视频的播放、分发等需求。理论上支持绝大多数广电网机顶盒对视频转码的需求。

在本发明实施例中还提供了一种视频转码装置，参见图3，包括：

切割单元10，用于将原视频流进行切割，获得若干个视频片段，其中，所述视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配；

转码单元20，用于将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件；

合并单元30，用于将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流。

可选地，所述将转码单元包括：

分析子单元，用于对所述预设视频处理分布式架构中的服务器性能进行分析，并基于负载均衡确定各个服务器进行转码的视频片段的数量；

分配子单元，用于基于所述各个服务器进行转码的视频片段的数量，将若干个视频片段分配至所述各个服务器；

转码子单元，用于基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，所述转码子单元包括：

规则生成子单元，用于根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则；

处理子单元，用于根据所述转码规则并通过所述各个服务器，对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

可选地，所述规则生成子单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述原视频流的视频信息参数，所述视频信息参数包括原视频流的码率、原视频流的帧率和原视频流的分辨率；

第二获取子单元，用于获取目标视频的播放载体参数，所述播放载体参数包括视频格式、视频分辨率和视频存储容量；

第一确定子单元，用于根据所述目标视频的播放载体参数，确定目标视频的转码策略；

第二确定子单元，用于获取原视频源的压缩失真质量，并设置所述压缩失真质量与所述转码策略的对应关系，将所述对应关系确定为转码规则。

可选地，所述合并单元包括：

第一时间戳获取子单元，用于获取每个视频片段的时间戳；

第二时间戳获取子单元，用于将每个所述频频片段的时间戳匹配到视频文件中，获得每个视频文件的时间戳；

拼接处理子单元，用于根据所述每个视频文件的时间戳，对所述每个视频文件进行拼接处理，获得目标视频流。

本发明提供了一种视频转码装置，通过设置视频处理分布式架构，并且在切割单元中基于该架构对原视频流进行切割，使得切割后的视频片段数量与服务器数量相匹配，这样利用转码单元和合并单元可以基于各个服务器对视频片段进行并行转码处理，减少了整体的转码时间，通过并行处理使得转码合并后的视频文件相较于原视频流在码率和存储上都有降低，从而降低了高分辨率视频对带宽的需求，使得在带宽一般的情况下也能够流场播放，提高了视频的加载速度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种视频转码方法，其特征在于，该方法包括：

将原视频流进行切割，获得若干个视频片段，其中，所述视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配；

将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件；

将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件，包括：

对所述预设视频处理分布式架构中的服务器性能进行分析，并基于负载均衡确定各个服务器进行转码的视频片段的数量；

基于所述各个服务器进行转码的视频片段的数量，将若干个视频片段分配至所述各个服务器；

基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行解码处理，获得若干个转码后的视频文件，包括：

根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则；

根据所述转码规则并通过所述各个服务器，对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则，包括：

获取所述原视频流的视频信息参数，所述视频信息参数包括原视频流的码率、原视频流的帧率和原视频流的分辨率；

获取目标视频的播放载体参数，所述播放载体参数包括视频格式、视频分辨率和视频存储容量；

根据所述目标视频的播放载体参数，确定目标视频的转码策略；

获取原视频源的压缩失真质量，并设置所述压缩失真质量与所述转码策略的对应关系，将所述对应关系确定为转码规则。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流，包括：

获取每个视频片段的时间戳；

将每个所述频频片段的时间戳匹配到视频文件中，获得每个视频文件的时间戳；

根据所述每个视频文件的时间戳，对所述每个视频文件进行拼接处理，获得目标视频流。

6.一种视频转码装置，其特征在于，该装置包括：

切割单元，用于将原视频流进行切割，获得若干个视频片段，其中，所述视频片段的数量与预设视频处理分布式架构中的服务器数量相匹配；

转码单元，用于将若干个所述视频片段分别发送至与所述视频片段相匹配的服务器进行视频转码处理，获得若干个转码后的视频文件；

合并单元，用于将若干个所述视频文件进行合并处理，获得目标视频流。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述将转码单元包括：

分析子单元，用于对所述预设视频处理分布式架构中的服务器性能进行分析，并基于负载均衡确定各个服务器进行转码的视频片段的数量；

分配子单元，用于基于所述各个服务器进行转码的视频片段的数量，将若干个视频片段分配至所述各个服务器；

转码子单元，用于基于所述各个服务器对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转码子单元包括：

规则生成子单元，用于根据原视频流的视频信息和目标视频流的播放载体，生成转码规则；

处理子单元，用于根据所述转码规则并通过所述各个服务器，对所述若干个视频片段进行并行转码处理，获得若干个转码后的视频文件。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述规则生成子单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述原视频流的视频信息参数，所述视频信息参数包括原视频流的码率、原视频流的帧率和原视频流的分辨率；

第二获取子单元，用于获取目标视频的播放载体参数，所述播放载体参数包括视频格式、视频分辨率和视频存储容量；

第一确定子单元，用于根据所述目标视频的播放载体参数，确定目标视频的转码策略；

第二确定子单元，用于获取原视频源的压缩失真质量，并设置所述压缩失真质量与所述转码策略的对应关系，将所述对应关系确定为转码规则。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述合并单元包括：

第一时间戳获取子单元，用于获取每个视频片段的时间戳；

第二时间戳获取子单元，用于将每个所述频频片段的时间戳匹配到视频文件中，获得每个视频文件的时间戳；

拼接处理子单元，用于根据所述每个视频文件的时间戳，对所述每个视频文件进行拼接处理，获得目标视频流。

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