三網(wǎng)融合下基于云計(jì)算的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼技術(shù)研究和應(yīng)用

包 盛，段保通，邵鋒軍

（中國(guó)電信股份有限公司上海研究院 上海 200122）

1 引言

在三網(wǎng)融合新政下，電信運(yùn)營(yíng)商以IPTV業(yè)務(wù)為切入點(diǎn)，圍繞視頻應(yīng)用，在不同終端上開(kāi)展各類視頻業(yè)務(wù)，包括IPTV業(yè)務(wù)、PC視頻業(yè)務(wù)和移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)。視頻業(yè)務(wù)的種類包含視頻點(diǎn)播、直播、回看和增值等，視頻業(yè)務(wù)的內(nèi)容質(zhì)量在不同終端上的標(biāo)準(zhǔn)各不相同，主要分為IPTV高清、IPTV標(biāo)清、互聯(lián)網(wǎng)視頻、移動(dòng)清晰、移動(dòng)流暢等規(guī)格。同一視頻內(nèi)容為了能在不同終端上進(jìn)行播放，需要預(yù)先做好離線轉(zhuǎn)碼工作，每個(gè)原始視頻內(nèi)容需要對(duì)應(yīng)7～8個(gè)轉(zhuǎn)碼后的視頻內(nèi)容，既浪費(fèi)了線下轉(zhuǎn)碼時(shí)間、消耗了大量的存儲(chǔ)空間，又增加了數(shù)據(jù)一致性的維護(hù)成本。三網(wǎng)融合后，以“內(nèi)容為王”的跨屏視頻應(yīng)用需要更快、更強(qiáng)、更節(jié)省資源的轉(zhuǎn)碼方式。

目前，視頻領(lǐng)域采用的常見(jiàn)轉(zhuǎn)碼方案有硬件轉(zhuǎn)碼和軟件轉(zhuǎn)碼：硬件轉(zhuǎn)碼主要應(yīng)用于視頻直播流轉(zhuǎn)碼，一般采用專用ASIC芯片或者FPGA可編程器件，轉(zhuǎn)碼參數(shù)設(shè)置好后很難改變，每臺(tái)轉(zhuǎn)碼設(shè)備能夠支持4～8路視頻流的轉(zhuǎn)換；軟件轉(zhuǎn)碼則可以應(yīng)用在各種轉(zhuǎn)碼場(chǎng)景，包括實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼和離線轉(zhuǎn)碼，轉(zhuǎn)碼參數(shù)設(shè)置靈活，轉(zhuǎn)碼路數(shù)和速度取決于轉(zhuǎn)碼計(jì)算機(jī)的性能及數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和寫入速度。軟件轉(zhuǎn)碼是目前業(yè)界的首選方案，哈雷公司在2009年推出的基于工作流程的分布式轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)RhozetTMCarbon ServerTM4.0就是一個(gè)全自動(dòng)化的軟件轉(zhuǎn)碼產(chǎn)品。但是，由于視頻應(yīng)用的飛速發(fā)展，分布式轉(zhuǎn)碼技術(shù)將無(wú)法勝任高并發(fā)、海量視頻的轉(zhuǎn)碼需求，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)，使得解決各種視頻格式、各種碼流要求的海量實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼問(wèn)題成為可能。

本文提出了一種基于云計(jì)算技術(shù)的視頻內(nèi)容實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼[1]的解決方法，通過(guò)該方法實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換和終端匹配，大大減輕了運(yùn)維人員日常轉(zhuǎn)碼和內(nèi)容數(shù)據(jù)的維護(hù)工作。同時(shí)，通過(guò)建設(shè)云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)，開(kāi)放實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼能力，為第三方用戶提供視頻云轉(zhuǎn)碼服務(wù)，創(chuàng)造能力出租、內(nèi)容匯聚、媒體經(jīng)營(yíng)的商業(yè)模式。

2 云計(jì)算轉(zhuǎn)碼關(guān)鍵技術(shù)

云計(jì)算轉(zhuǎn)碼關(guān)鍵技術(shù)主要包括視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)按照結(jié)構(gòu)可以分為像素域轉(zhuǎn)碼和變換域轉(zhuǎn)碼，像素域轉(zhuǎn)碼采用“全解全編”結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)靈活，可以滿足各種轉(zhuǎn)碼需求，轉(zhuǎn)碼輸出的圖像質(zhì)量較高，而其復(fù)雜度高、計(jì)算量大的缺點(diǎn)正好可以使用云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行彌補(bǔ)。下面我們將重點(diǎn)介紹這兩種關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)

視頻轉(zhuǎn)碼的功能主要包括碼率轉(zhuǎn)換、空間分辨率轉(zhuǎn)換、時(shí)間分辨率轉(zhuǎn)換和編碼格式轉(zhuǎn)換。

（1）碼率轉(zhuǎn)換

碼率轉(zhuǎn)換是指為使視頻內(nèi)容適合在互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等低帶寬網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行播放，通過(guò)有效地降低視頻碼率，使得經(jīng)過(guò)編碼器輸出的碼率符合網(wǎng)絡(luò)傳輸要求。視頻碼率轉(zhuǎn)換主要包括4種方法：第一種是截?cái)喔哳lDCT分量，通過(guò)丟棄部分高頻DCT系數(shù)，使得各塊的碼流符合要求，其缺點(diǎn)是丟棄高頻系數(shù)會(huì)造成圖像細(xì)節(jié)的缺失，轉(zhuǎn)換之后的圖像質(zhì)量較差；第二種是選擇合適的量化步長(zhǎng)，對(duì)解碼后頻域系數(shù)進(jìn)行再量化來(lái)降低碼率，該方法是對(duì)第一種方法的優(yōu)化；第三種方法是利用提取的運(yùn)動(dòng)矢量和編碼模式對(duì)圖像重新編碼，避免重做運(yùn)動(dòng)估計(jì)和編碼模式選擇；第四種方法是從視頻流中提取相應(yīng)的編碼信息，只做一次DCT、IDCT，采用運(yùn)動(dòng)矢量?jī)?yōu)化方法提取運(yùn)動(dòng)估計(jì)的精準(zhǔn)性。前兩種方法屬于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，不需要通過(guò)DCT/IDCT進(jìn)行重建圖像，雖然很大程度上降低了計(jì)算的復(fù)雜度，但是圖像質(zhì)量較差；后兩種方法屬于閉環(huán)系統(tǒng)，對(duì)解碼圖像進(jìn)行了重建，反饋了參考幀圖像，重新計(jì)算了各宏塊的殘差，計(jì)算復(fù)雜度較高，但是獲得的圖像質(zhì)量比較好。

（2）空間分辨率轉(zhuǎn)換[2]

空間分辨率轉(zhuǎn)換是指將高質(zhì)量的視頻（1080P）通過(guò)降低空間分辨率在移動(dòng)終端（QCIF）上進(jìn)行播放，通過(guò)在“全解全編”架構(gòu)中添加采樣模塊實(shí)現(xiàn)，主要包括下采樣算法和運(yùn)動(dòng)矢量的映射算法和伸縮算法。降低空間分辨率的下采樣算法是指為了縮小圖像的空間尺寸，對(duì)原有的采樣方式進(jìn)行更改，可采用的方法有：像素平均法，即采用2×2像素的平均表示一個(gè)像素；濾波采用法，通過(guò)濾波器對(duì)原始圖像進(jìn)行濾波，然后進(jìn)行抽樣。運(yùn)動(dòng)矢量的映射算法和伸縮算法是指利用運(yùn)動(dòng)矢量的等比例縮放進(jìn)行視頻圖像的壓縮，當(dāng)空間分辨率降低后，低分辨率圖像的一個(gè)宏塊會(huì)對(duì)應(yīng)原來(lái)的多個(gè)宏塊，采用一定的方法計(jì)算合適的運(yùn)動(dòng)矢量作為新宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量，并將所得的運(yùn)動(dòng)矢量除以分辨率的壓縮比，以獲得低分辨率圖像下最終的運(yùn)動(dòng)矢量。具體的映射算法包括平均值法、中值法和任意選取一個(gè)矢量作為當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量。

（3）時(shí)間分辨率轉(zhuǎn)換

時(shí)間分辨率轉(zhuǎn)換是指通過(guò)降低視頻序列的幀率，降低對(duì)解碼設(shè)備處理能力的要求，以適合帶寬小、終端處理能力弱、設(shè)備分辨率低的情況。降低幀率并不是簡(jiǎn)單的丟棄幀，有時(shí)需要利用丟棄幀的運(yùn)動(dòng)信息重新合成運(yùn)動(dòng)矢量。時(shí)間分辨率轉(zhuǎn)換的方法主要包括丟幀、幀類型轉(zhuǎn)換和運(yùn)動(dòng)矢量合成算法。丟幀策略考慮到B幀對(duì)I、P幀沒(méi)有影響，首先丟棄B幀。同時(shí)，應(yīng)該根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量的積累程度決定是否需要采用合適的跳幀策略。幀類型轉(zhuǎn)換主要包括B幀到P幀的轉(zhuǎn)碼，即把原來(lái)前向、后向、雙向運(yùn)動(dòng)矢量全部轉(zhuǎn)換成前向運(yùn)動(dòng)矢量。運(yùn)動(dòng)矢量合成算法是指視頻幀之間的運(yùn)動(dòng)矢量依賴關(guān)系由于丟幀之后產(chǎn)生了中斷，通過(guò)利用丟棄幀中的運(yùn)動(dòng)信息，采用運(yùn)動(dòng)矢量合成算法，生成新的參考幀運(yùn)動(dòng)矢量。具體的運(yùn)動(dòng)矢量合成算法包括雙線性插值法、前向主矢量選擇法、伸縮矢量合成法和宏塊活躍度矢量選擇法等。

（4）編碼格式轉(zhuǎn)換

編碼格式轉(zhuǎn)換是將原始視頻內(nèi)容所采用的編碼格式轉(zhuǎn)換成終端能夠解碼播放的格式。視頻編碼格式主要包括H.264、MPEG-4、MPEG-2、VC-1、RealVideo、H.263、VP6 等 ，由于H.264采用了許多新技術(shù)，提高了編碼效率，并且同等畫質(zhì)下相比其他編碼格式碼率較低，已經(jīng)成為當(dāng)前主流的編碼格式。因此，在從傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)到H.264轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，需要根據(jù)H.264采用多參考幀、多編碼模式以及1/4像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)等特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化[3]，以減少高準(zhǔn)確度所帶來(lái)的高計(jì)算量，主要包括幀內(nèi)圖像預(yù)測(cè)、多模式選擇和運(yùn)動(dòng)估計(jì)等[4]。

由上述分析可見(jiàn)，視頻轉(zhuǎn)碼過(guò)程中所涉及的編碼模式選擇、運(yùn)動(dòng)矢量提取、預(yù)測(cè)估計(jì)和合成等步驟都需要大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)碼平臺(tái)無(wú)法支持大并發(fā)量的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼請(qǐng)求，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為大容量實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼平臺(tái)提供了解決方案。

2.2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)[5]主要包括Bigtable技術(shù)、MapReduce技術(shù)和HDFS分布式文件系統(tǒng)技術(shù)。下面將對(duì)這3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行展開(kāi)討論。

（1）Bigtable技術(shù)

Bigtable是一種分布式的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以用來(lái)設(shè)計(jì)處理分布在數(shù)千臺(tái)服務(wù)器上的PB級(jí)海量數(shù)據(jù)，具有很好的適用性、可擴(kuò)展性和高可用性。Bigtable是一個(gè)稀疏、分布式、可持久化存儲(chǔ)的多維度排序Key-value數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的索引是行關(guān)鍵字、列關(guān)鍵字和時(shí)間戳，數(shù)據(jù)庫(kù)的值是可以由用戶自己定義的XML格式。數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)行可以支持動(dòng)態(tài)分區(qū)，分區(qū)后得到的Tablet是數(shù)據(jù)分布和負(fù)載均衡的最小單位，通過(guò)采用特定的Tablet服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)。列是用來(lái)描述需要存放的數(shù)據(jù)屬性，多個(gè)列關(guān)鍵字可以組成列族，列族中的數(shù)據(jù)都屬于同一類型，列族的使用可以對(duì)多個(gè)列關(guān)鍵字進(jìn)行批量的處理。Bigtable中每個(gè)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)都可以包含同一個(gè)數(shù)據(jù)的不同版本，不同版本的數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)間戳進(jìn)行區(qū)別。為了減輕版本管理的負(fù)擔(dān)，Bigtable對(duì)每個(gè)列族都配有兩個(gè)設(shè)置參數(shù)，通過(guò)這兩個(gè)參數(shù)對(duì)廢棄版本的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)垃圾收集，比如，用戶可以指定只保存最后n個(gè)版本，或者只保存最后n天寫入的數(shù)據(jù)。

（2）MapReduce技術(shù)

MapReduce技術(shù)是一種新興的分布式計(jì)算模型[6]，可以支持處理TB級(jí)別以上的巨量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。MapReduce的基本原理是對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯上的Map操作，并根據(jù)需求計(jì)算出一對(duì)Key-value值，然后對(duì)輸出的Key-value值進(jìn)行Reduce操作，合并后生成最終數(shù)據(jù)。在MapReduce執(zhí)行的過(guò)程中，首先會(huì)對(duì)輸入文件進(jìn)行分片，然后在大量服務(wù)器中開(kāi)始拷貝程序，由主控程序分配Map、Reduce任務(wù)給任意的空閑服務(wù)器。分配到Map任務(wù)的服務(wù)器讀取輸入的分片文件，分析出Key-value對(duì)，然后根據(jù)用戶自定義的Map函數(shù)進(jìn)行處理，并將結(jié)果寫入磁盤上的多個(gè)不同區(qū)域中。分配到Reduce任務(wù)的服務(wù)器通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)用獲取磁盤上的數(shù)據(jù)，并對(duì)具有相同key值的內(nèi)容進(jìn)行排序和聚合。MapReduce技術(shù)在具體應(yīng)用中還需要進(jìn)一步考慮容錯(cuò)機(jī)制和任務(wù)的顆粒度，從而獲得最大的計(jì)算性能。

（3）HDFS 分布式文件系統(tǒng)

HDFS分布式文件系統(tǒng)[7]是一種基于流模式（write one read many）的數(shù)據(jù)訪問(wèn)文件系統(tǒng)，能夠支持PB級(jí)的海量數(shù)據(jù)。HDFS采用主/從架構(gòu)，一個(gè)HDFS集群包含一個(gè)中心服務(wù)器（namenode）和多個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器（datanode）。中心服務(wù)器負(fù)責(zé)管理文件系統(tǒng)的命名空間和客戶端對(duì)文件的訪問(wèn)。數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)責(zé)管理節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在文件存儲(chǔ)時(shí)，文件將被分成一個(gè)或者多個(gè)塊（block），這些塊存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器中。在文件讀取時(shí)，由中心服務(wù)器執(zhí)行文件的打開(kāi)、關(guān)閉等操作，并決定塊在數(shù)據(jù)服務(wù)器上的映射。在進(jìn)行文件復(fù)制時(shí)，所有的塊都會(huì)被復(fù)制，每個(gè)文件的塊大小和復(fù)制因子都是可配置的。中心服務(wù)器負(fù)責(zé)管理塊的復(fù)制，它周期性地從集群中的每個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器接收心跳包和一個(gè)塊報(bào)告。心跳包的接收表示該數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)正常工作，而塊報(bào)告包括了該數(shù)據(jù)服務(wù)器上所有的塊組成的列表。

3 基于云計(jì)算的視頻轉(zhuǎn)碼架構(gòu)

3.1 總體架構(gòu)

目前，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展的視頻業(yè)務(wù)采用離線轉(zhuǎn)碼的實(shí)現(xiàn)方式。在這種方式下，對(duì)于CP上傳的每個(gè)視頻內(nèi)容，都需要在統(tǒng)一內(nèi)容管理系統(tǒng)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成MPEG-4、H.264兩種編碼格式以及標(biāo)清、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)清晰、移動(dòng)流暢4種類型的碼流。對(duì)于今后大規(guī)模開(kāi)展三網(wǎng)融合視頻業(yè)務(wù)，存在內(nèi)容上線時(shí)間長(zhǎng)、消耗存儲(chǔ)多、數(shù)據(jù)維護(hù)難等一系列問(wèn)題。

通過(guò)運(yùn)用云計(jì)算轉(zhuǎn)碼技術(shù)，新增云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)，形成新的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼體系架構(gòu)。統(tǒng)一內(nèi)容管理系統(tǒng)在內(nèi)容上線時(shí)，可直接向各個(gè)視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)布同一內(nèi)容及內(nèi)容元數(shù)據(jù)。用戶通過(guò)不同終端使用視頻業(yè)務(wù)時(shí)，由云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)從視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)中獲取內(nèi)容數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼。體系架構(gòu)如圖1所示。

體系架構(gòu)中各模塊及功能作用如下。

（1）應(yīng)用終端

可以通過(guò)客戶端方式或者“瀏覽器+視頻播放器”方式進(jìn)行視頻流媒體的播放或者下載觀看，對(duì)于無(wú)法播放的視頻內(nèi)容，直接向云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)發(fā)起轉(zhuǎn)碼請(qǐng)求，由云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)提供流媒體服務(wù)。

（2）視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)

三網(wǎng)融合視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括移動(dòng)視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)視頻業(yè)務(wù)系統(tǒng)和IPTV業(yè)務(wù)系統(tǒng)。每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)都包含視頻門戶、視頻業(yè)務(wù)能力系統(tǒng)和視頻業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。視頻門戶主要提供業(yè)務(wù)展示，能夠同時(shí)為應(yīng)用客戶端方式及“瀏覽器+播放器”方式提供業(yè)務(wù)展示；視頻業(yè)務(wù)能力系統(tǒng)主要提供點(diǎn)播、直播和回看等流媒體服務(wù)能力以及視頻內(nèi)容下載能力；視頻業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)提供視頻業(yè)務(wù)的認(rèn)證、管理、計(jì)費(fèi)，并可以平滑升級(jí)到由ISMP進(jìn)行統(tǒng)一管理。

（3）統(tǒng)一內(nèi)容管理系統(tǒng)

視頻內(nèi)容均來(lái)自統(tǒng)一內(nèi)容管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供視頻的內(nèi)容獲取、元數(shù)據(jù)管理、內(nèi)容發(fā)布等功能。

圖1 三網(wǎng)融合下的視頻業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼體系架構(gòu)

（4）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)

包括視頻轉(zhuǎn)碼倉(cāng)庫(kù)和云轉(zhuǎn)碼能力，云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)將視頻內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換后，提供給CDN系統(tǒng)，由CDN系統(tǒng)提供給終端進(jìn)行播放，同時(shí)將轉(zhuǎn)碼后的視頻內(nèi)容保存在視頻倉(cāng)庫(kù)中。視頻倉(cāng)庫(kù)可根據(jù)轉(zhuǎn)碼內(nèi)容定期進(jìn)行用戶行為分析，并將分析結(jié)果反饋給統(tǒng)一內(nèi)容管理系統(tǒng)。

3.2 云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)的設(shè)計(jì)

云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用了云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)，采用Bigtable技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)碼原始內(nèi)容和轉(zhuǎn)碼后內(nèi)容的存儲(chǔ)，可通過(guò)URL關(guān)鍵字排序快速獲取各種類型的碼流，將視頻編碼幀逐幀存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可進(jìn)行快速讀取和復(fù)制，Tablet的易擴(kuò)展性也能夠保障業(yè)務(wù)的擴(kuò)容需求；采用MapReduce技術(shù)對(duì)切片的視頻幀進(jìn)行高效并行的轉(zhuǎn)碼處理，由轉(zhuǎn)碼程序預(yù)先設(shè)置好的執(zhí)行程序可以滿足各種形式的轉(zhuǎn)碼需求；采用HDFS文件存儲(chǔ)技術(shù)對(duì)Bigtable表和轉(zhuǎn)碼中間文件進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)轉(zhuǎn)碼文件進(jìn)行高速訪問(wèn)和復(fù)制。云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)的具體設(shè)計(jì)要求如下。

（1）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)在進(jìn)行Key-value數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，行關(guān)鍵字為視頻內(nèi)容的URL播放地址，列關(guān)鍵字為需要轉(zhuǎn)碼的參數(shù)，包括碼率、幀率、分辨率、終端類型等，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)為視頻內(nèi)容的編碼幀數(shù)據(jù)。

（2）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)單個(gè)任務(wù)的輸入數(shù)據(jù)一般切片為16～64 MB，Reduce任務(wù)一般為服務(wù)器數(shù)量的2～3倍。

（3）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)應(yīng)采用“全解全編”的像素域轉(zhuǎn)碼結(jié)構(gòu)，而不采用對(duì)轉(zhuǎn)碼質(zhì)量影響較大的變換域轉(zhuǎn)碼結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行視頻內(nèi)容的碼率轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)采用從視頻流中提取編碼信息，利用提取的運(yùn)動(dòng)矢量和編碼模式對(duì)圖像重新進(jìn)行編碼的方式，而不應(yīng)采用直接丟棄高頻DCT系數(shù)或者對(duì)頻域系數(shù)進(jìn)行重新量化來(lái)降低碼率的方式。

（4）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)在進(jìn)行空間分辨率轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)通過(guò)在“全解全編”結(jié)構(gòu)中增加采樣模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用下采樣算法和運(yùn)動(dòng)矢量的映射算法和伸縮算法實(shí)現(xiàn)空間分辨率的降低。

（5）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)在進(jìn)行時(shí)間分辨率轉(zhuǎn)化時(shí)，應(yīng)采用丟棄視頻幀和幀類型轉(zhuǎn)換的方式實(shí)現(xiàn)。在丟棄視頻幀和進(jìn)行幀類型轉(zhuǎn)換后，還需要進(jìn)一步通過(guò)運(yùn)動(dòng)矢量合成算法，重新生成新的參考幀的運(yùn)動(dòng)矢量，保證視頻幀的連貫性。

（6）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)在進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)碼時(shí)，應(yīng)增加容錯(cuò)機(jī)制，通過(guò)采用前向糾錯(cuò)（FEC）和自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求（ARQ）等容錯(cuò)措施降低誤碼率。

（7）云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)應(yīng)盡量采用One-Pass轉(zhuǎn)碼方式，由于解碼過(guò)程不會(huì)造成圖像質(zhì)量的損失，質(zhì)量的下降是在編碼過(guò)程中引入的，所以應(yīng)在編碼過(guò)程中盡量減少其他環(huán)節(jié)，解碼后直接編碼。只在下面情況發(fā)生時(shí)采用Two-Pass轉(zhuǎn)碼：碼率無(wú)法壓縮到預(yù)定要求；碼流的雜聲太大，可以做濾波處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，涉及海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，如Facebook、GoogleMap等均采用云計(jì)算技術(shù)作為其基礎(chǔ)框架。電信運(yùn)營(yíng)商在三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)中引入云計(jì)算技術(shù)是一種新的嘗試，其目的是為了加快運(yùn)營(yíng)效率、改善用戶體驗(yàn)。在業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，我們將更關(guān)注于云計(jì)算技術(shù)給實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼平臺(tái)帶來(lái)的高效性、可擴(kuò)展性和易部署性。

1 王海蓉，邢衛(wèi)，魯東明.面向移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼系統(tǒng).計(jì)算機(jī)工程，2009(3)

2 韓鎮(zhèn)，胡瑞敏，陳皓.一種基于精確度的降分辨率視頻轉(zhuǎn)碼運(yùn)動(dòng)矢量合成算法.中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)，2010(1)

3 尚凱，張萬(wàn)緒.AVS-H.264視頻轉(zhuǎn)碼快速算法.計(jì)算機(jī)工程，2010(12)

4 王波，劉滌塵，李敏.一種基于H.264的混合視頻轉(zhuǎn)碼方法.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2009(5)

5 陳全，鄧倩妮.云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù).計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2009(9)

6 桂兵祥，何健.基于高性能云的分布式數(shù)據(jù)并行處理機(jī)制.武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(1)

7 許春玲，張廣泉.分布式文件系統(tǒng)Hadoop HDFS與傳統(tǒng)文件系統(tǒng)Linux FS的比較與分析.蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，(4)

8 韋樂(lè)平.三網(wǎng)融合的思考.電信科學(xué)，2010，26（3）