國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和理論基礎(chǔ)

1、無(wú)人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，簡(jiǎn)稱 UAV）是進(jìn)行無(wú)人偵查或攻擊時(shí)搭載偵察設(shè)備和攻擊系統(tǒng)的無(wú)人飛行平臺(tái)。無(wú)人機(jī)是一個(gè)系統(tǒng)而不是單一的飛行器，它由飛行器、地面指揮平臺(tái)、發(fā)射與回收設(shè)備、有效載荷、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及支持維護(hù)等部分組成。無(wú)人機(jī)沒(méi)有飛行員控制，而是由機(jī)載的飛行驅(qū)動(dòng)程序、自動(dòng)駕駛儀和地面的無(wú)線電遙控等設(shè)備進(jìn)行飛行控制的，地面的指揮中心通過(guò)無(wú)線電遙控設(shè)備發(fā)出命令給無(wú)人機(jī)，無(wú)人機(jī)接收到命令后進(jìn)行相關(guān)操作然后將數(shù)據(jù)傳回地面，它的起飛、著陸方式和一般飛機(jī)差不多，在軍事、民用監(jiān)察、信息對(duì)抗、災(zāi)難援助、電力布線等方面都有著很高的應(yīng)用價(jià)值國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)上的圖像傳輸系統(tǒng)主要采

2、用的還是模擬流傳輸方式，這種方式具有占帶寬、抗干擾性差、傳輸距離短等缺點(diǎn)，實(shí)際偵查工作中要求所采集圖像效果好和傳輸實(shí)時(shí)性，但是模擬信號(hào)數(shù)據(jù)量大，要進(jìn)行無(wú)線傳輸勢(shì)必限制帶寬，這樣便影響了發(fā)送的采集圖像信息的實(shí)際效果；并且在實(shí)際偵查工作時(shí)，存在著許多的干擾因素，模擬信號(hào)易受干擾，這樣會(huì)使收到的數(shù)據(jù)失真；無(wú)人機(jī)要深入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行偵查，傳輸距離將成為重大的影響因素。因此傳統(tǒng)的圖像傳輸系統(tǒng)已經(jīng)滿足不了實(shí)際需求，無(wú)人機(jī)無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng)有著很高的研究需求。國(guó)外進(jìn)行研制微型無(wú)人機(jī)的歷史比較長(zhǎng),距今已有30多年的時(shí)間了,但普遍都是基于微型無(wú)人機(jī)的飛機(jī)機(jī)體原理、發(fā)動(dòng)機(jī)引擎以及飛機(jī)的隱形化進(jìn)行的研究,而對(duì)其數(shù)據(jù)鏈路

3、,即無(wú)線視頻圖像傳輸系統(tǒng)的研究很少,且其大部分集中在理論算法的研究上。再加上國(guó)外對(duì)我國(guó)技術(shù)保密和軍事封鎖的緣故,國(guó)內(nèi)也無(wú)法獲得其無(wú)人機(jī)更多的技術(shù)細(xì)節(jié)。美國(guó)AIAA公司的“Black Widow”無(wú)人機(jī),采用COMS彩色攝像頭作為其圖像采設(shè)備,該圖像傳輸系統(tǒng)的分辨率510*488,模擬制視頻流,通信系統(tǒng)采用FM調(diào)制,載頻2.4GHz,最大傳輸距離2km。美國(guó)Timonthy Kinkaid設(shè)計(jì)的微型圖像無(wú)線傳輸系統(tǒng),采用一個(gè)彩色相機(jī),可拍攝380行分辨率的圖像,模擬制視頻流,載頻2.4GHz,全方位探測(cè)天線IAN F.AKYILDIZ等人研究的無(wú)線移動(dòng)機(jī)器人,可以采集環(huán)境中的視頻和音頻流,以及靜

4、態(tài)圖像。該圖像系統(tǒng)采用一個(gè)羅技Pro4000網(wǎng)路攝像機(jī),分辨率640*480,采用IEEE802.11B無(wú)線傳輸協(xié)議,基于Linux操作系統(tǒng),每秒可傳輸15幀QCIF格式的JPEG視頻流。比利時(shí)J.Thone等人設(shè)計(jì)了一種2Mbps速率的無(wú)線圖像數(shù)據(jù)發(fā)射器。采用模擬電路搭建的FSK調(diào)制方式,接收端采用FPGA XC3S200控制,通過(guò)USB接口將圖像數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。圖像質(zhì)量為VGA,速率1517幀/秒。相比于國(guó)外,國(guó)內(nèi)在無(wú)人機(jī)方面的設(shè)計(jì)研究開(kāi)始的較晚,研究進(jìn)度和技術(shù)水平相對(duì)不太成熟。清華大學(xué)研制的一種微型無(wú)線傳輸系統(tǒng),由機(jī)載攝像機(jī)與發(fā)射模塊和地面接收設(shè)備構(gòu)成。采用模擬視頻流,1.2GHz、FM

5、調(diào)制無(wú)線發(fā)射,28幅圖像每秒。電子科技大學(xué)設(shè)計(jì)的鴿載微型無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng),可晝夜檢測(cè)戰(zhàn)場(chǎng)信息,采用模擬和數(shù)字兩種方案設(shè)計(jì)。模擬方案的發(fā)射部分采用模擬制式發(fā)射,工作頻率為1.2GHZ,調(diào)制帶寬為10MHz。數(shù)字方案選用安捷倫ADCM-1650微型攝像頭,發(fā)射部分采用Nrf905,最高速率可達(dá)100Kbps,系統(tǒng)整體傳輸速率較低。圖像的采集壓縮傳輸是當(dāng)前熱門(mén)的研究課題，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。本文基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)，使用的 接口采集圖像，然后使用庫(kù)壓縮視頻圖像，最后使用開(kāi)源項(xiàng)目傳輸壓縮后的圖像數(shù)據(jù)，可以方便地移植和使用。本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)：設(shè)計(jì)提出了結(jié)合嵌入式技術(shù)視頻壓縮編碼技術(shù)無(wú)線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多項(xiàng)技

6、術(shù)的無(wú)線視頻傳輸系統(tǒng)，采用嵌入式技術(shù)和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，基于無(wú)線數(shù)據(jù)傳送視頻壓縮實(shí)時(shí)傳輸控制，使系統(tǒng)有很高的應(yīng)用價(jià)值。本文研究了 H.264 視頻壓縮算法編解碼框架及關(guān)鍵技術(shù)。H.264 具有高壓縮比、高質(zhì)量、低碼率的特性，但是算法也變得復(fù)雜，影響了編碼效率。H.264 的實(shí)現(xiàn)版本主要有三種：JM、X264、T264，將三者的優(yōu)缺點(diǎn)作對(duì)比，JM 是官方發(fā)布的源代碼，包含了各種算法，主要用于學(xué)術(shù)研究，缺乏應(yīng)用性；T264 是國(guó)內(nèi)組織基于 H.264 發(fā)布的實(shí)用性代碼，但目前技術(shù)還不夠成熟；而 X264 有選擇性地提取了 JM和T264 的技術(shù)亮點(diǎn)，不論從編碼速度還是實(shí)用性方面都提高了很多，所以

7、本文選用 X264 作為算法原型。 DSP 的高運(yùn)算速度可以滿足本文對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求, 選用 TMS320 DM6446作為硬件平臺(tái)，但是由于 X264 算法的源代碼是在 VC 環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，需要完成向 DSP 上的移植，主要的移植工作有代碼的裁剪、存儲(chǔ)空間的分配以及根據(jù)編譯器的差異而做的各方面的修改。移植后的代碼的編碼效率無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)，需進(jìn)行優(yōu)化。本文通過(guò)對(duì) X264 代碼的各函數(shù)的開(kāi)銷(xiāo)的研究，主要做了以下優(yōu)化工作：編碼器選項(xiàng)、運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法、以及內(nèi)聯(lián)函數(shù)等方面的優(yōu)化。其中對(duì)運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法做了深入研究、對(duì)比實(shí)驗(yàn)，選用鉆石搜索算法并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。從實(shí)驗(yàn)得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，結(jié)果圖像質(zhì)量保持良好

8、，且經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的 X264 代碼的編碼速度有了很大的提高。本文分析了現(xiàn)有的無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng)和微型無(wú)人機(jī)實(shí)際情況,提出了本系統(tǒng)詳細(xì)的總體設(shè)計(jì)方案,即采用不依賴于網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)平臺(tái)的圖像采集壓縮和傳輸方案。該方案將系統(tǒng)分為機(jī)載圖像采集壓縮部分和地面站圖像接收顯示部分。深入研究了H.264視頻壓縮算法和DM6446 DSP開(kāi)發(fā)平臺(tái),針對(duì)實(shí)用X264的算法進(jìn)行了程序和內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)研究以及相關(guān)DSP應(yīng)用的研究。利用VC平臺(tái)對(duì)X264算法進(jìn)行仿真分析,掌握算法的運(yùn)算過(guò)程,進(jìn)而移植到CCS軟仿環(huán)境中進(jìn)行算法仿真,并結(jié)合實(shí)際硬件板卡設(shè)計(jì)了的DSP內(nèi)存分配,仿真實(shí)現(xiàn)了X264編碼算法的DSP移植,得到了視頻壓縮編碼碼

9、流。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳輸模塊,在保證圖像傳輸質(zhì)量和速率的前提下,試驗(yàn)結(jié)果表明該設(shè)計(jì)可達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的無(wú)線傳輸距離要求。本文以為核心處理器，以嵌入式為板級(jí)操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出一套可供無(wú)人機(jī)使用的低功耗視頻實(shí)時(shí)壓縮系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的嵌入式視頻 軟件編碼壓縮系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)依賴 內(nèi)嵌的視頻協(xié)處理硬核處理 編碼，具有功耗低，處理延遲小，外部電路簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)勢(shì)。同時(shí)系統(tǒng)以嵌入式為板級(jí)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可穩(wěn)定高效的管理視頻采集、硬核調(diào)度、串口通訊、數(shù)據(jù)輸出等諸多任務(wù)。1. ITU-T H.261 標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)是最早的以塊模式進(jìn)行混合編碼的標(biāo)準(zhǔn)，采用了幀內(nèi)編碼、16×16 宏塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)、8×8

10、塊 DCT、量化和熵編碼技術(shù)。H.261 目標(biāo)是 p*64bit/s 編解碼器（p=1，30），即在 ISDN（Integrated Services Digital Network)上以此速率開(kāi)展視頻會(huì)議和視頻電話業(yè)務(wù)2. MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)，碼率約為 1.5Mbit/s。MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)僅僅設(shè)定了比特流結(jié)構(gòu)及解碼方法，用戶可以通過(guò)針對(duì)性地設(shè)置一些重要參數(shù)如運(yùn)動(dòng)估計(jì)、碼率控制等來(lái)形成所需的高效低廉的編解碼器3. MPEG-2 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)為實(shí)現(xiàn)高級(jí)工業(yè)方面的標(biāo)準(zhǔn)圖像分辨率和更快的傳輸速度而設(shè)計(jì)的。MPEG-2 方案的比特率為 310Mbit/s，增加了隔行掃描圖像的支持，MP

11、EG-2 依據(jù)不同的壓縮比分成了五個(gè)檔次，按照視頻清晰度分成了四個(gè)檔次，可以組成 20 種組合，提供了較廣泛的范圍滿足不同畫(huà)面質(zhì)量、帶寬和存儲(chǔ)器的要求4. ITU-T H.263 標(biāo)準(zhǔn)H.263標(biāo)準(zhǔn)與 H.261 標(biāo)準(zhǔn)相似，但是H.263在不同的比特率上都提高了圖像的質(zhì)量，通過(guò)采用針對(duì)低碼率而改進(jìn)的變長(zhǎng)編碼和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)，其中對(duì)于后者，H.261 采用的是整像素精度運(yùn)動(dòng)估計(jì)方法，而 H.263 編解碼器的運(yùn)動(dòng)估計(jì)中使用的是半像素精度，大大地除掉了圖像中高頻分量。H.263相對(duì)于H.261所做的改變使得圖像的質(zhì)量并沒(méi)有下降，而且在此基礎(chǔ)上降低了自身的碼率，只有H.261的一半5. ITU H.2

12、63+/H.263+標(biāo)準(zhǔn)在完全兼容 H.263 標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)于無(wú)線通信或者分組式網(wǎng)絡(luò)通信，增強(qiáng)了抗干擾性。2000 年 11 月，第三版H.263+隨之誕生，H.263+以之前的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，新添加了3 個(gè)高級(jí)模式。這些新增的模式主要包括：參考幀采樣模式、高級(jí)幀內(nèi)編碼模式、交替幀間 VLC選擇模式、分片結(jié)構(gòu)模式、參考幀選擇模式、數(shù)據(jù)分割模式、可分級(jí)編碼等。6. MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)，其支持移動(dòng)通訊、電話網(wǎng)絡(luò)，且碼率范圍 564Kbps；也可應(yīng)用于電視和電影，且保持 4Mbps 的碼率，目前適用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控的主流嵌入式數(shù)字錄像機(jī)(Digital Video Recorde

13、r)和數(shù)字視頻流服務(wù)器(Digital Video Streamer)。MPEG-4 標(biāo)準(zhǔn)采用了分層編碼，支持 4800bit/s 到 4Mbit/s 的高碼率范圍，同時(shí)低碼率支持 5Kbit/s 到64Kbit/s。7. H.264/AVC 標(biāo)準(zhǔn)新一代適應(yīng)于低比特率傳輸?shù)腍.264/AVC 標(biāo)準(zhǔn)，它屬于 MPEG-4，是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的高級(jí)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。不但壓縮比大大地提高，而且較好地適應(yīng)于各網(wǎng)絡(luò)，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩?。只是?guī)定輸出比特流結(jié)構(gòu)和針對(duì)比特流的解碼方法。在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)、殘差的 DCT 變換、變換系數(shù)的量化，以及熵編碼實(shí)現(xiàn)中加入了新的技術(shù)和特別處理，相對(duì)比于以往的標(biāo)準(zhǔn)，在大部分碼

14、率的情況下H.264最大程度地節(jié)約50%的比特率，H.264使用了特殊的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)的友好性，增強(qiáng)了適用的信道的多樣性；由于IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)會(huì)遇到數(shù)據(jù)丟失，或者在安全性差的網(wǎng)絡(luò)中傳輸容。易產(chǎn)生誤碼，H.264 增強(qiáng)了抗誤碼能力，能夠有效地處理這些問(wèn)題。而且應(yīng)用范圍非常廣泛，H.264 不僅能適用于低延時(shí)的場(chǎng)合如視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控等，這些都要求實(shí)時(shí)通信；而且在不限制延時(shí)的場(chǎng)合如視頻存儲(chǔ)等也發(fā)揮自如。隨著硬件支持視頻文件分辨率越來(lái)越高和高清視頻影音的發(fā)展，視頻格式轉(zhuǎn)換已經(jīng)成為了影音研究的熱門(mén)課題。目前常見(jiàn)的視頻格式主要有 AVI、MPEG、MOV、RM等，視頻格式轉(zhuǎn)換根據(jù)轉(zhuǎn)碼用途不同，可以

15、分成幾種常見(jiàn)的轉(zhuǎn)碼模式：通過(guò)視頻格式轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻在電腦之外其他硬件設(shè)備上的播放，如 RMVB 轉(zhuǎn) MP4、RMVB 轉(zhuǎn) 3GP、RMVB轉(zhuǎn) DVD、FLV 轉(zhuǎn) MP4、FLV 轉(zhuǎn) 3GP，F(xiàn)LV 轉(zhuǎn) DVD，通過(guò)視頻格式轉(zhuǎn)換減小體積，提高保存便利性，如 TS 轉(zhuǎn) RMVB、TS 轉(zhuǎn) AVI、TP 轉(zhuǎn) RMVB、MTS 轉(zhuǎn) DVD、MTS 轉(zhuǎn) RMVB 等。視頻格式轉(zhuǎn)換的原理是通過(guò)視頻格式編碼規(guī)范對(duì)視頻進(jìn)行解碼，再根據(jù)目標(biāo)格式編碼規(guī)范重新編碼，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的變化，但視頻播放內(nèi)容并無(wú)不同。視頻格式轉(zhuǎn)換的功能主要是將視頻文件轉(zhuǎn)換成體積小，清晰度高，便于網(wǎng)絡(luò)上的傳播和滿足用戶的感官享受。格式轉(zhuǎn)換編碼是將

16、多媒體的一種編碼方式處理成為所需的另一種編碼格式，對(duì)壓縮碼流重新編碼處理以滿足傳輸通道或解碼器進(jìn)行編碼的特殊要求。從廣義上講轉(zhuǎn)碼包括多媒體內(nèi)部及相互之間的轉(zhuǎn)換類型，前者是將圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成另一種圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，而后者如文字轉(zhuǎn)換成文本并最終轉(zhuǎn)換成三維圖像。轉(zhuǎn)碼技術(shù)是滿足多媒體傳輸時(shí)間的關(guān)鍵技術(shù)，速率控制在達(dá)到高質(zhì)量視覺(jué)視頻轉(zhuǎn)換的過(guò)程中起到重要作用。通常情況下，大部分編碼器速率控制是轉(zhuǎn)碼器盡量減少原始圖像之間的扭曲和在重建的基礎(chǔ)上優(yōu)化失真圖像。編碼和解碼算法隨著格式不同也在不斷改進(jìn)，在滿足圖像和聲音的前提下，通過(guò)壓縮視頻文件和更改視頻流，將原始格式轉(zhuǎn)換成需要的格式。分布式視頻數(shù)據(jù)處理就是對(duì)大量的視

17、頻數(shù)據(jù)做解碼和轉(zhuǎn)碼工作，集中計(jì)算資源、提高服務(wù)器利用率，并對(duì)視頻轉(zhuǎn)碼提供統(tǒng)一的服務(wù)接口，保障視頻服務(wù)功能。分布式：采用多臺(tái)轉(zhuǎn)碼機(jī)器同時(shí)對(duì)視頻文件進(jìn)行轉(zhuǎn)碼。將視頻在片源分段，將每段傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)碼機(jī)器上，轉(zhuǎn)碼完成后將各段合并成一個(gè)視頻文件，返回該視頻。這種方式優(yōu)點(diǎn)是并行轉(zhuǎn)碼，時(shí)間成本低，可以應(yīng)對(duì)并發(fā)轉(zhuǎn)碼任務(wù)；缺陷是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，需要考慮分段同步以及斷后合并等問(wèn)題。商業(yè)轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)：國(guó)內(nèi)來(lái)看，主要有迅雷轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)、騰訊云轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)。迅雷轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是將視頻文件直接轉(zhuǎn)碼，不需要用戶下載后轉(zhuǎn)碼，通過(guò)指定源片地址，生成新的目標(biāo)格式視頻的地址。經(jīng)了解，迅雷轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)主要是依靠分布式框架，結(jié)合FFmpeg開(kāi)源視頻處

18、理技術(shù)，將視頻整體發(fā)送給集群節(jié)點(diǎn)，通過(guò)單節(jié)點(diǎn)計(jì)算完成轉(zhuǎn)碼任務(wù)。騰訊云轉(zhuǎn)碼需要用戶提供名稱和格式，然后根據(jù)用戶要求，將視頻提交至Hadoop集群，返回處理結(jié)果。國(guó)外廠商Amazon提供了AET（Amazon Elastic Transcoder）系統(tǒng)，能夠支持的轉(zhuǎn)碼類型較多，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上也是采用分布是框架，主要依靠亞馬遜云平臺(tái)構(gòu)成邏輯上的分布式，將單個(gè)任務(wù)封裝成一個(gè)pipeline，隨機(jī)分發(fā)給各節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)碼，進(jìn)而返回轉(zhuǎn)碼結(jié)果。此外針對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)碼，國(guó)外有兩個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)(You Convert It 及Online-convert)，這兩個(gè)系統(tǒng)均能通過(guò)云端處理能力將本地的視頻文件轉(zhuǎn)碼為用戶需要

19、的格式。用戶在使用時(shí)，將本地?cái)?shù)據(jù)上傳至其服務(wù)器，通過(guò)服務(wù)器轉(zhuǎn)碼后，用戶再?gòu)姆?wù)器下載轉(zhuǎn)碼好的數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程的絕大部分時(shí)間消耗在網(wǎng)絡(luò)傳輸上，且耗時(shí)較長(zhǎng)，因此它們與迅雷云轉(zhuǎn)碼一樣，也是采用離線的方式提供轉(zhuǎn)碼服務(wù)。學(xué)術(shù)界云轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)：2008 年， Iqbal R等人研究了 P2P結(jié)構(gòu)上的視頻轉(zhuǎn)碼，他們嘗試著用MPEG-21DIA來(lái)描述視頻信息，通過(guò)對(duì)該信息的適配來(lái)完成視頻的轉(zhuǎn)碼，構(gòu)建的系統(tǒng)叫做DAg-stream。Jeonghun Noh等人于2012年提出了P2P結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的容錯(cuò)性方案。他們分析并解決了在利用 P2P 的結(jié)構(gòu)對(duì)視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)碼過(guò)程中由于節(jié)點(diǎn)的離開(kāi)等現(xiàn)象造成的部分編碼數(shù)據(jù)丟失時(shí)，如何“

20、修復(fù)”的問(wèn)題，采用其它節(jié)點(diǎn)直接補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行修復(fù)，在保證了系統(tǒng)容錯(cuò)性的同時(shí)卻降低了轉(zhuǎn)碼的質(zhì)量。由于P2P結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性，采用這種分布式方式進(jìn)行轉(zhuǎn)碼時(shí)，轉(zhuǎn)碼效果較差，且較難實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)碼。因此，Zhenhua Li等人則利用云計(jì)算技術(shù)來(lái)解決轉(zhuǎn)碼問(wèn)題。他們利用騰訊現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和用戶量，構(gòu)建大型云轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)Cloud Transcoder，該系統(tǒng)集下載、轉(zhuǎn)碼、緩存為一體。楊帆等人采用 Hadoop的方式構(gòu)建分布式云轉(zhuǎn)碼平臺(tái)，利用 HDFS 存儲(chǔ)視頻片段，將存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)碼集成一體，其轉(zhuǎn)碼能夠提供一定的加速比，然而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的目的是并行轉(zhuǎn)碼，若想觀看到轉(zhuǎn)碼的效果必須等待所有的片段轉(zhuǎn)碼完成，很難滿足邊播放邊轉(zhuǎn)碼的需求。為了使得轉(zhuǎn)碼向?qū)崟r(shí)性靠攏，F(xiàn)areed Jokhio等人則另辟蹊徑，采用MPI開(kāi)發(fā)了新的分布式轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)，在不同的轉(zhuǎn)碼節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)建 MPI 消息，以保證他們之間的通訊。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1-5所示，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)源視頻進(jìn)行GOP切分，并采用不同的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)碼不同的分片，最后進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠唇印adoop是一個(gè)由Apache基金會(huì)所開(kāi)發(fā)的分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)。用戶可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下，開(kāi)發(fā)分布式程序。充分利用集群的威力進(jìn)行高速運(yùn)算和存儲(chǔ)。Hadoop實(shí)現(xiàn)了一個(gè)分