視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)及轉(zhuǎn)碼實(shí)現(xiàn)詳解

　　我們來(lái)看一看如何使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)碼工作。

　　這種利用計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)碼的工作方式具有非常大的靈活性，可以對(duì)以文件方式或以流方式存在的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其本質(zhì)均是在計(jì)算機(jī)設(shè)備的存儲(chǔ)器內(nèi)開(kāi)設(shè)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)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(jì)算機(jī)設(shè)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(chǔ)通道接口。我們來(lái)看一下他們是如何工作的。

　　計(jì)算機(jī)設(shè)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(chǔ)或本地存儲(chǔ)設(shè)備中。然后將該視頻文件拆分成適合計(jì)算機(jī)設(shè)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(jì)算機(jī)設(shè)備的處理能力對(duì)數(shù)據(jù)片段進(jìn)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(chǔ)，同時(shí)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?jǐn)?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?jǐn)?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(guò)任何的編解碼將其存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)碼設(shè)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(chǔ)方式，然后可以使用圖— 8 所示的數(shù)據(jù)拆分方式進(jìn)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(qiáng)的靈活性，數(shù)字信號(hào)接口并不需要識(shí)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(shí)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(duì)何種數(shù)據(jù)流的編碼格式和封裝方法進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換工作。如我們?cè)诮涌谟布?biāo)準(zhǔn)相同的情況下，可以對(duì) DV 流、 TS 流、 FTP 文件流等多種方式的數(shù)據(jù)流輸入進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換，并不需要更換硬件接口和編解碼設(shè)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(jìn)行工作的。

　　不同的轉(zhuǎn)碼軟件有其各自特點(diǎn)，但不外乎有以下幾個(gè)功能模塊組成：數(shù)據(jù)接口模塊、硬件接口模塊、存儲(chǔ)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(gè)模塊各自負(fù)責(zé)軟件工作的一個(gè)或幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)接口模塊負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的輸入和輸出，硬件接口模塊負(fù)責(zé)與計(jì)算機(jī)硬件驅(qū)動(dòng)程序通信，存儲(chǔ)管理模塊負(fù)責(zé)內(nèi)村等存儲(chǔ)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(jìn)行轉(zhuǎn)碼的具體數(shù)據(jù)處理，控制管理模塊進(jìn)行整個(gè)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(duì)轉(zhuǎn)碼的編碼方式、碼流及其它的一些軟件提供的選項(xiàng)進(jìn)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(dāng)轉(zhuǎn)碼軟件處理不同的編碼轉(zhuǎn)換任務(wù)時(shí)，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(kuò)展軟件功能。

　　使用計(jì)算機(jī)設(shè)備配合轉(zhuǎn)碼軟件，進(jìn)行專業(yè)視頻編碼轉(zhuǎn)換工作，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

　　• 硬件設(shè)施相對(duì)簡(jiǎn)單

　　使用計(jì)算機(jī)設(shè)備及軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)碼工作，無(wú)需使用專用的編解碼芯片或板卡。對(duì)數(shù)據(jù)的處理完全由軟件來(lái)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(duì)轉(zhuǎn)碼設(shè)置進(jìn)行控制。包括目標(biāo)碼流的的大小、級(jí)別、壓縮方式、封裝方式等方面均可以由用戶來(lái)指定，根據(jù)不同的需求直接使用相應(yīng)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(shí)更新或升級(jí)，而無(wú)需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)。

　　三、轉(zhuǎn)碼的復(fù)雜度和資源消耗隨需求不同發(fā)生變化。運(yùn)用軟件轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)可以對(duì)不同的轉(zhuǎn)碼要求分別對(duì)待。有時(shí)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(wù)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(luò)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?cè)谶M(jìn)行轉(zhuǎn)碼工作的時(shí)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(jí)轉(zhuǎn)碼工作的復(fù)雜度和系統(tǒng)消耗，同時(shí)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(shí)際工程中的應(yīng)用

　　在電視技術(shù)工程中，已經(jīng)有不少的應(yīng)用轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的實(shí)際例子。我們下面就通過(guò)兩個(gè)工程實(shí)例來(lái)進(jìn)一步的分析基于計(jì)算機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的工作原理和應(yīng)用前景。

　　一、轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)在移動(dòng)非線性編輯系統(tǒng)遠(yuǎn)程傳輸中的應(yīng)用

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

　　移動(dòng)編輯系統(tǒng)可以使用遍布城鎮(zhèn)的廉價(jià)的寬帶、 ADSL 線路、 GPRS 無(wú)線通訊所構(gòu)成的公用互聯(lián)通訊網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的傳輸。