視頻轉(zhuǎn)碼技術及轉(zhuǎn)碼實現(xiàn)詳解

　　我們來看一看如何使用計算機系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)碼工作。

　　這種利用計算機設備進行轉(zhuǎn)碼的工作方式具有非常大的靈活性，可以對以文件方式或以流方式存在的視頻數(shù)據(jù)進行處理。其本質(zhì)均是在計算機設備的存儲器內(nèi)開設足夠大數(shù)據(jù)的緩存地帶，將所需處理的視頻數(shù)據(jù)文件或流分成許多大小適合的片段，放入其中。由軟件提供轉(zhuǎn)碼算法，并控制計算機系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)碼工作。圖 -7 中所示的數(shù)據(jù)接口的概念也非常的靈活，它可以使計算機設備的外部接口，如千兆以太、 Fiber Channel 通道，也可以是其本身的內(nèi)置存儲通道接口。我們來看一下他們是如何工作的。

　　計算機設備先將需轉(zhuǎn)換編碼方式的視頻數(shù)據(jù)文件放入外部存儲或本地存儲設備中。然后將該視頻文件拆分成適合計算機設備處理的數(shù)據(jù)片段，放入高速緩存中，由軟件提供轉(zhuǎn)碼算法，利用計算機設備的處理能力對數(shù)據(jù)片段進行編碼轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后將數(shù)據(jù)片段送入指定區(qū)域存儲，同時高速緩存區(qū)獲取新的數(shù)據(jù)片段。循環(huán)這種方式直到所有的拆分數(shù)據(jù)片段均得到了轉(zhuǎn)碼處理，合并轉(zhuǎn)碼完成的視頻數(shù)據(jù)文件片段，輸出我們所需要得到的視頻數(shù)據(jù)。

　　這種拆分數(shù)據(jù)的方式同樣也適合于以流方式存在的視頻數(shù)據(jù)，比如我們可以使用數(shù)據(jù)接口直接與數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流連接，不經(jīng)過任何的編解碼將其存儲到計算機轉(zhuǎn)碼設備的指定緩存區(qū)域，變線性的數(shù)據(jù)流存在方式為非線性的數(shù)據(jù)存儲方式，然后可以使用圖— 8 所示的數(shù)據(jù)拆分方式進行轉(zhuǎn)碼處理，經(jīng)合并后，可以選擇文件方式或依然保持流方式的數(shù)據(jù)輸出。

　　采用這種方式的轉(zhuǎn)碼工作，具有很強的靈活性，數(shù)字信號接口并不需要識別接收到的數(shù)據(jù)流為何種格式編碼、封裝如何。只需將數(shù)據(jù)如實記錄到緩存區(qū)，由轉(zhuǎn)碼軟件決定采用何種轉(zhuǎn)碼手段，針對何種數(shù)據(jù)流的編碼格式和封裝方法進行編碼轉(zhuǎn)換工作。如我們在接口硬件標準相同的情況下，可以對 DV 流、 TS 流、 FTP 文件流等多種方式的數(shù)據(jù)流輸入進行編碼轉(zhuǎn)換，并不需要更換硬件接口和編解碼設備，只需更改轉(zhuǎn)碼軟件的轉(zhuǎn)碼處理手段及控制手段即可

　　我們看一下轉(zhuǎn)碼軟件究竟是如何進行工作的。

　　不同的轉(zhuǎn)碼軟件有其各自特點，但不外乎有以下幾個功能模塊組成：數(shù)據(jù)接口模塊、硬件接口模塊、存儲管理模塊、轉(zhuǎn)碼算法模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制管理模塊和用戶界面模塊。

　　每個模塊各自負責軟件工作的一個或幾個方面：數(shù)據(jù)接口模塊負責處理數(shù)據(jù)的輸入和輸出，硬件接口模塊負責與計算機硬件驅(qū)動程序通信，存儲管理模塊負責內(nèi)村等存儲空間的分配，轉(zhuǎn)碼算法模塊提供轉(zhuǎn)碼處理工作的算法手段，數(shù)據(jù)處理模塊進行轉(zhuǎn)碼的具體數(shù)據(jù)處理，控制管理模塊進行整個轉(zhuǎn)碼工作的控制和信息處理，用戶界面模塊提供用戶與轉(zhuǎn)碼軟件的交互，提供用戶對轉(zhuǎn)碼的編碼方式、碼流及其它的一些軟件提供的選項進行控制。

　　轉(zhuǎn)碼算法模塊可以固化到轉(zhuǎn)碼軟件中，也可以以插件的方式存在。當轉(zhuǎn)碼軟件處理不同的編碼轉(zhuǎn)換任務時，根據(jù)需要使用不同的轉(zhuǎn)碼算法插件，可以在不改變其它功能模塊配置的情況下，靈活的擴展軟件功能。

　　使用計算機設備配合轉(zhuǎn)碼軟件，進行專業(yè)視頻編碼轉(zhuǎn)換工作，具有以下一些優(yōu)點：

　　• 硬件設施相對簡單

　　使用計算機設備及軟件進行轉(zhuǎn)碼工作，無需使用專用的編解碼芯片或板卡。對數(shù)據(jù)的處理完全由軟件來控制完成。

　　• 轉(zhuǎn)碼范圍廣、靈活性好

　　使用軟件轉(zhuǎn)碼，可以由用戶根據(jù)需求對轉(zhuǎn)碼設置進行控制。包括目標碼流的的大小、級別、壓縮方式、封裝方式等方面均可以由用戶來指定，根據(jù)不同的需求直接使用相應的轉(zhuǎn)碼算法，轉(zhuǎn)碼算法可以作為插件存在于軟件中，便于隨時更新或升級，而無需對整個系統(tǒng)進行改動。

　　三、轉(zhuǎn)碼的復雜度和資源消耗隨需求不同發(fā)生變化。運用軟件轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)可以對不同的轉(zhuǎn)碼要求分別對待。有時候我們僅僅是想改變視頻文件的封裝方式，而不改變其壓縮編碼的方式，這種方式就非常適合。例如我們有這樣的需求，需將 SONY 的 MAV 系列服務器中的 MPEG-2 I 幀 50M 碼流 編碼 的視頻文件轉(zhuǎn)碼為 Ma trox DigiSuite DTV 板卡可支持的視頻文件形式，用于節(jié)目制作網(wǎng)絡編輯。由于 DTV 板卡支持 MPEG-2 I 幀 50M 碼流的視頻數(shù)據(jù)，我們在進行轉(zhuǎn)碼工作的時候可以僅僅只改變視頻文件的封裝形式，而不改變其中涉及視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容的壓縮編碼。這樣可以大大降級轉(zhuǎn)碼工作的復雜度和系統(tǒng)消耗，同時可以保證視頻數(shù)據(jù)的質(zhì)量不因重新編解碼而受到損傷。

　　4 轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)在實際工程中的應用

　　在電視技術工程中，已經(jīng)有不少的應用轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的實際例子。我們下面就通過兩個工程實例來進一步的分析基于計算機設備的轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的工作原理和應用前景。

　　一、轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)在移動非線性編輯系統(tǒng)遠程傳輸中的應用

　　隨著筆記本電腦性能的日益增強，商家已經(jīng)敏銳的看到使用基于筆記本電腦的移動非線性編輯系統(tǒng)在遠程編輯傳輸上的應用前景?；谲浖木庉嬍侄问咕庉嬒到y(tǒng)的價格大大的降低，設備的便攜性使現(xiàn)場編輯成為可能。但這些并不是移動非編優(yōu)勢的全部，還有非常重要的一個吸引用戶的特點：使用移動非線性編輯系統(tǒng)，配合相應的網(wǎng)絡接入設備，就可以利用現(xiàn)有的公用通訊網(wǎng)絡進行視頻數(shù)據(jù)的傳輸。使利用廉價的公共互聯(lián)網(wǎng)絡、電信網(wǎng)絡或者移動通訊網(wǎng)絡，替代專用昂貴的、點對點的通訊線路進行視頻數(shù)據(jù)傳輸成為可能。

　　移動編輯系統(tǒng)可以使用遍布城鎮(zhèn)的廉價的寬帶、 ADSL 線路、 GPRS 無線通訊所構成的公用互聯(lián)通訊網(wǎng)絡取代微波、光纖通道、衛(wèi)星等專用昂貴的數(shù)據(jù)鏈接通路進行視頻數(shù)據(jù)的傳輸。