基于H.264的群集转码系统的设计(2)

        各个插件服务在主系统平台中被注册成为本地或远程两种类型。本地插件放置在特定路径下，由系统平台自动加载；远程插件服务通过特定网络通信协议自动寻找，如Activity图4所示。

                                                               图4

      一般情况下，系统中执行转码工作的各个插件服务于集中控制和调度模块是分别部署在不同的服务器和工作站中的，在主系统平台（控制调度）或分系统平台（转码、片源等）启动时会自动执行插件服务的注册操作，系统会为已成功注册的插件服务分配不同的调用接口。

      插件模块实现特定的插件接口，在需要使用插件服务的功能时，使用抽象工厂模式统一由插件管理器提供调用接口。对于本地类型插件，使用动态共享库加载函数 dlopen() 加载插件模块后直接提供服务；对于远程插件服务，服务提供端动态加载插件后，启动服务请求监听模块，在服务调用端，插件管理器为调用提供相应插件服务代理实现。例如远程影片提取插件服务的调用如下Class图5所示。

                                                                  图5

       转码调度模块是系统中的核心工作模块，负责协调数据提取、Encoder/Decoder、存储等工作。此模块中定义的插入点有：影片数据提取、影片存储、编码转换、工作方式决策、编码进度控制等。

       其中“工作方式决策插入点”的不同插件实现决定了系统在执行DVD转码工作时选择使用“分布式转码”或“散集并行转码”，如下所述。

分布式转码控制：

       分布式转码是将多部影片转码任务分配给多台转码工作站完成转码，适用于批量转换的任务，影片转换任务所需要的时间相对固定。

散集并行转码控制：

       散集并行转码是将一部影片分割成若干片段在多台工作站中完成转码，特定是单部影片的转换效率很高，适用于需要快速完的转换任务。

原理可简述为：影片分割的片段数量与可调度的空闲工作站的台数相同；由于视频帧与帧之间的连续性，任意分割会造成参考帧缺失无法解码而产生错误，所以必须以Ｉ帧为分割依据；因为每一个GOP是一个完整的视频序列，可以根据源文件GOP的个数来进行分割；先统计GOP的个数，再根据需要将其分割为几段视频文件，调度在不同工作站中进行各自的转码任务，最后再将这些片段合并并存储。

      系统部署时，对于控制调度和编码转换两部分的功能应该采用分立部署方式，即：控制调度作为服务器，部署系统平台、基础底层功能组建、调度控制等模块/插件；编码转换作为工作站，部署系统平台、基础底层功能组建、编解码器等插件/模块。

       如果将影片提供、存储集中管理，还可以使用如图6所示的工厂化部署模式：

图6

       在工厂化系统部署中，要求转码系统能够承受大负荷运转和大容量数据存储。此种部署模式下，每台服务器中仅部署系统平台和相应插件服务，各个服务之间通过系统平台协同工作，集中了抓取和存储功能。工厂化部署方式不仅降低了部署成本也更易于大规模的转码管理。

       该系统在设计和实现上充分考虑了系统的廉价性、易用性、可扩展性以及可移植性。底层使用基础应用平台＋插件服务的技术模式，合理地解决了系统各功能点的扩展问题以及自由组合部署的问题，是软件插件架构和面向服务架构的有效合理的结合。

      随着IPTV市场的逐步扩大及技术的进一步提高，Ｈ.264视频编解码技术以其性能优势和技术优势将被各厂商广泛认可，是最有潜力的先进视频Codec标准。而作为以H.264为目标格式的自动转码系统可以提供高质高效的节目制作，对于IPTV及其它应用所需要的成千上万的节目制作量来说，它可以提供工厂级的制作规模，能够有效地应用到生产实践中去。

 

[1] Information Technology—Coding of Audio-Visual Objects—Part 10:Advanced Video Coding, Final Draft International Standard, ISO/IEC FDIS 14496-10, Dec. 2003.

[2]Information technology:generic coding of moving pictures and associated audio information, ISO/IEC 13818-1,1995( MPEG2)

[3] ThomasWiegand, Gary J. Sullivan, Overview of the H.264/AVC Video Coding Standard, IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 13, NO. 7, JULY 2003:560-574

[4]Feng Pan, Xiao Lin, Susanto Rahardja, Keng Pang Lim, Z. G. Li, Dajun Wu, and Si Wu

,Fast Mode Decision Algorithm for Intraprediction in H.264/AVC Video Coding. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY, VOL. 15, NO. 7, JULY 2005:813-821

[5] Eclipse Platform Technical Overview, Object Technology International, Inc. February 2003

[6] 齐淋淋，向健勇. H.264 视频压缩关键技术及其应用前景. 电子科技, 2005年第10 期：13-17

[7]《H.264 and MPEG-4 Video Compression Video Coding for Next-generation Multimedia》

Iain E. G. Richardson  ISBN 0-470-84837-5

[8]《Video Processing and Communications》Jorn Ostermann 著 电子工业出版社 ISBN：7-5053-7635-7/TN.1596