转码技术在广播电视的应用论文
摘要：在物质生活不断提升的同时，人们对业余文化生活的要求也发生了变化，以此为背景，广播电视得到迅猛发展。面对新时期人们对广播电视节目的不同需求，探寻实时转码技术在广播电视中的应用，对广播电视中实时转码技术的发展具有重要意义。因此，文章在总结转码技术主要功能的基础之上，对广播电视中实时转码技术的应用进行分析。
关键词：广播电视；实施转码；技术应用；主要功能
在广播电视的发展中，为了实现不同视频格式、不同设备、不同网络之间的兼容，满足不同终端对广播电视节目的不同需求，视频转码技术得到较为广泛的应用。转码即视频格式之间的转换。分析视频格式的主要特征，包括码率、帧率、空间分辨率、编码语法等。在当前背景下，有限的频道带宽资源与海量的节目信息，逐渐成为广播电视发展的制约因素。为满足人们对业余文化生活的需求，在保证画面质量的前提下，降低网络带宽资源与存储空间的消耗，亟需一种适应行业发展的实时转码技术，提高视频节目编码的质量。
1视频转码技术的含义及分类
视频转码技术是通过某种手段改变现有的视频数据的编码方式，基于转码技术可将视频的编码与存储进行分离，将视频的传输与解码进行分离，实现多媒体数据的灵活访问与灵活传输。在三网融合的背景下，视频转码技术被应用到广播电视中，并逐渐趋于成熟。基于“不同终端的视频业务质量的标准也有所差异”这一特点，在广播电视的发展中，转码技术扮演着越来越重要的角色。分析视频转换编码的适应范围，分别为码率转换、分辨率转换、语法转换。码率在一定程度上决定了视频的质量，在广播电视与网络传输中码率转换较为常用，以达到节省带宽、兼容数字广播中的特定级等目的。分辨率的转换多是为了解决不同终端的显示问题，主要分为时间分辨率的转码与空间分辨率的转码。在输入与转码后的码流所遵循的压缩标准不同时，需要用到语法转码。在视频转码技术中，使用目的不同，其实现的方法也有所不同，一般分为以下两类：1）不同编码格式之间的数据转码。此类转码通过相应的实现手段改变视频数据的编码格式，将导致视频数据的分辨率与码流发生变化，其转码过程实际上为重新编码的过程，转码前后两种编码方式的相关度与转码后的图像质量决定了转码算法的复杂度与系统开销。2）相同编码格式之间的数据转码。此类转码仅通过转码手段改变视频数据的码流或头文件的信息，并不改变视频压缩的格式。依据转码的目的可以分为不改变码流的转码与改变码流的转码。
2视频转码方式
在视频应用飞速发展的过程中，视频所需的编码时间大幅增加，转码系统也面临适配更多类型的用户终端的问题，这给视频的转码服务器带来了较为严峻的考验。以下就主流的转码方式进行分析。
2.1单机式转码
使用单一的转码服务器进行视频的转码。此种方式具有易于实现的优势，但因转码速度慢，转码效率低，并不适用于高并发转码任务或大量视频的`转码。
2.2分布式转码
使用多台转码服务器，借助分布式技术进行转码。分布式转码的优势在于可实现并行转码，提高转码效率，具有较强的扩展性，能够应付海量的视频转码任务，但需要充分考虑视频的分段以及合并，以及海量任务下的调度与异常处理等，因而实现过程较为复杂。
2.3基于云计算转码
借助云计算技术进行转码。此种方式的优势在于实现方法灵活、输出质量高，能够满足实时转码的相关要求，但该转码方式下的算法具有较高的复杂度，计算量较大。基于云计算技术，则可很好的弥补视频转码技术的缺点。
3分布式视频转码技术在广播电视中的应用
本小节以基于Hadoop框架的转码方案为例，分析分布式视频转码系统的应用。就分布式视频转码系统的任务来看，主要包括视频处理、任务分配与视频存储，其中，视频处理主要有视频的转码、分割以及合并等。运用实时转码技术，在电视节目供应时增加实时转码平台，形成实时转码体系构架，实现内容的统一管理。基于此，用户可通过不同终端使用视频业务，播放电视节目。分析分布式视频转码系统的组成，主要有异常处理模块、视频处理模块、负载均衡模块、用户后台接口模块。视频处理模块负责完成视频的切割、合并、传输与任务的分配；异常处理模块负责转码失败的视频片段的处理与节点的时效处理；负载均衡模块则主要依据节点的资源状况实现最大价值的任务分配与选择。分析视频分段与存储的方法，原始视频保证了视频的完整性，但转码过程中可出现负荷过大的情况；直接将原始视频进行切分，忽略了视频段之间的关联性，可能出现转码后视频不能播放的情况；采用FFMPEG（开源音视频处理软件）将视频文件分割为独立的视频块，则可解决上述问题。在视频转码的过程中，主要占用系统的硬件资源，即计算机剩余CPU与RAM之间的比例。在传统的视频存储中，通常将视频存放于同一磁盘，在某一时段，若出现访问用户过多的情况，可发生阻塞，进而影响视频的传输速度与视频播放的流畅度。基于分布式视频转码系统，在提供分布式视频转码服务的同时，借助分布式存储方案能够有效解决视频的存储问题，保证广播电视中电视节目点播的流畅。
4基于云计算的实时转码技术的应用
基于云计算的实施转码技术主要包括视频转码与云计算，以下就视频转码与云计算分别进行分析。视频转码的目的在于转换视频的时间分辨率、空间分辨率、编码格式、码率等。视频码率转换的目的在于调整视频的码率以符合相关传输要求，常用的方法主要有选择合适的量化步长对解码后的频域系数进行在量化，利用提取的编码模式与运动矢量对图像进行重新编码等。空间分辨率转换的目的在于调整视频的分辨率以便在移动终端上播放，时间分辨率转换则通过降低视频序列的帧率来降低视频对解码设备处理能力的要求。作为保证原始视频的内容可在终端解码并正常播放的有效手段，编码格式的转换极为常用。在视频转码的过程中，所涉及的运动矢量获取、编码模式的选择等环节，均依赖于大量的计算。传统的转码平台很难实现海量并发数据的实时转码，而云计算技术的诞生则为此提供了解决之法。云计算技术包含MapReduce技术、Bigtable技术、HDFS技术。MapReduce技术属于一种分布式计算模型，能够满足巨量（TB级别）数据业务的处理，该技术在具体应用的过程中，应当进一步考虑任务的颗粒度与容错机制，以达到最大计算性能。Bigtable技术属于一种分布式数据库，能够满足海量（PB级别）数据业务的处理，具有很好的可扩展性、适用性。HDFS分布式文件系统是一种基于流模式的数据访问文件系统，可支持海量（PB级别）数据业务的处理。通过云计算转码技术的应用，形成新的实时转码体系架构，当用户在不同的移动终端上播放视频时，可通过云转码平台完成视频的实时转码与视频的获取。分析基于云计算的视频转码的体系架构，主要由应用终端、视频业务系统、统一内容管理系统与云转码平台构成。统一内容管理系统主要负责视频内容的发布、获取与元数据的管理；在视频业务系统中，主要包括业务管理系统、业务能力系统、视频门户等，负责电视节目的直播、点播与回看等流媒体服务，以及视频业务的管理、认证等；云转码平台包括云转码能力与视频转码仓库。云转码平台的架构设计借助云计算的关键技术，即采用Bigtable技术对视频数据与转码后的内容进行存储，获取各种类型的码流，将视频编码帧逐帧存放于数据库；采用MapReduce技术对切片视频帧进行并行转码，以便快速读取与复制；采用HDFS分布式文件系统对转码中间文件与Bigtable表进行存储，方便转码文件的快速访问与复制。
5结论
在广播电视的发展中，转码技术具有极为重要的作用。基于广播电视中实时转码平台的可扩展性与高效性等发展需求，在业务运营的过程中，为促进广播电视的发展、适应用户的需求、改善用户的体验、加快运营的效率，应当密切关注分布式技术与云计算技术等在广播电视中的应用效果，积极探寻有效的应用方法。
参考文献
[1]谢璞.广播电视中实时转码技术的应用[J].西部广播电视，2015（11）：193.
[2]潘登，李川.视频实时转码方法的研究与比较[J].数字技术与应用，2016（2）：97.
[3]李伟.云转码技术实现广电业务的多屏延伸[J].有线电视技术，2015（8）：55-57.
[4]赵紫路，施伟凡，李仁杰，等.云南广播电视台云转码平台构建[J].现代电视技术，2017（1）：60-62.
【转码技术在广播电视的应用论文】相关文章：