[发明专利]一种面向8K超高清的主从多节点编码方法

权利要求书

1.一种面向8K超高清的主从多节点编码方法，其特征是，具体操作步骤如下：

（1）在主节点上面部署整体的编转码系统，包含输入信号采集、输入音视频解码、输入音视频预处理、编码内核、编码后的音视频复用、IP分发，而在从节点上面只部署编码内核和与主节点通信的模块；

（2）初始时，主从节点的编码GOP帧数分别设置为N，M，M=N；

（3）初始时，当前编码帧在GOP中的帧号为f，f=0；当前编码GOP序号为g，g=0；如果GOP序号为偶数表示当前帧在主节点编码内核中编码；否则表示在从节点的编码内核中编码；

（4）每次解码一帧后，主节点获得一个待解码帧，决定当前待解码帧放到哪个节点编码；

（5）主从节点的GOP编码结束后，全部把编码数据送回给主节点，主节点根据GOP顺序再会合成一条视频流，送给编转码系统中编码后的音视频复用；

（6）实时监测一段时间内的主从节点的CPU使用资源，动态调整从节点的GOP帧数，最终达到主从节点的计算复杂均衡；具体操作方法如下：

（61）初始时，初始状态下，主从节点GOP帧数均为默认值N、M，M=N；在主从节点上启动CPU计算资源监测程序，记录一段时间周期T内的CPU利用率，每隔该固定时间周期T，将该时间周期内统计的平均CPU利用率汇报到主节点的视频编码模块；

（62）编码过程中，如果某段时间内，从节点的CPU利用率与主节点的CPU利用率之间的差值超过设定阈值，则增加或者减少从节点的GOP帧数；否则，保持当前从节点的GOP帧数不变；具体判断方法如下：如果从节点的CPU利用率低于主节点的CPU利用率超过10%，则调整下一个时间段的从节点GOP的帧数M，M=M+1；否则，如果从节点的CPU利用率高于主节点的CPU利用率超过10%，则调整下一个时间段的从节点GOP的帧数M，M=M-1；如果二者的CPU利用率相差在10%以内，则保持当前从节点GOP的帧数不变；调整从节点GOP的帧数M发生在g发生变化的那一帧；为防止出现意外，强行限制从节点GOP的帧数M的范围为：MN/3且M3N；

（63）经过一段时间，从节点的CPU利用率和主节点的CPU利用率保持在限定阈值内，从节点的GOP帧数趋于稳定。

2.根据权利要求1所述的一种面向8K超高清的主从多节点编码方法，其特征是，在步骤（1）中，输入音视频预处理包括色度空间转换、HDR转换、画质增强，主从节点间采用40Gbps的光模块连接且主从节点间使用TCP协议通讯。

3.根据权利要求1所述的一种面向8K超高清的主从多节点编码方法，其特征是，在步骤（4）中，具体判断方法如下：

（41）如果当前g 为偶数，先判断f+1是否等于N，如果f+1≠N，则表示当前这一待解码帧需要分配给主节点编码内核来编码，g保持不变，f增加1，即f=f+1；如果f+1=N，则表示当前待解码帧需在新的GOP中编码，即g=g+1，f=0，然后把当前待解码帧送给从节点编码内核编码；

（42）如果当前g 为奇数，先判断f+1是否等于M，如果f+1≠M，则表示当前这一待解码帧需要分配给从节点编码内核来编码，g保持不变，f增加1，即f=f+1；如果f+1=M，则表示当前待解码帧需在新的GOP中编码，即g=g+1， f=0，然后把当前待解码帧送给主节点编码内核编码。