CN102223487B - 在视频码流中存储、播放附加信息的方法及其装置 - Google Patents
在视频码流中存储、播放附加信息的方法及其装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及视频处理领域,公开了一种在视频码流中存储、播放附加信息的方法及其装置。本发明中,将附加信息作为特殊类型的帧插入视频码流,这种帧的帧头从视频码流中已有视频帧的帧头修改类型和长度而得,可以在监控视频码流中记录随时变化的附加信息,并能以较小的代价与现有视频播放器兼容。将所述附加信息帧写在与该附加信息对应的I帧之后,可以更为方便地进行检索、提取和解码。在回放录像资料时,我们可以在播放音视频的同时非常方便的在电子地图上进行轨迹回放,同时进行方向盘、速度计及三轴加速度的实时变化情况显示等。
Description
技术领域
本发明涉及视频处理领域,特别涉及在视频码流中存储、播放附加信息的技术。
背景技术
现有的硬盘录像机在进行拍摄的同时,能够对拍摄所得的录像数据进行实时的保存。基于硬盘录像机实时保存录像数据的特点,被广泛应用于视频监控领域。
车载硬盘录像机属于传统嵌入式硬盘录像机的细分市场,它是随着数字音视频编码技术在车辆上应用而发展起来的一个新兴专用产品。车载硬盘录像机结合了数字音视频编解码、恶劣环境大容量数据硬盘存储、汽车电子、无线视频网传、全球定位系统(Global Positioning System,简称“GPS”)卫星定位等先进技术,实现对客运行业、特种车辆行业以及其他相关领域的视音频监控。
车载硬盘录像机系统主要包括摄像机、拾音器(麦克风)、车载四路数字录像机等设备。
目前各车载硬盘录像机厂家选用的视音频编解码算法主要有:MPEG-2、MPEG-4、H.264、MJPEG等,其中MPEG-2和MJPEG的压缩率较低,使用得比较少;H.264编码算法具有视频压缩率高、码流低、无线网络低带宽适应性好等特点,是目前车载硬盘录像机选用压缩格式的方向。车载硬盘录像机录像分辨率随着数字编码性能的提高也从CIF(352×288)提升到2CIF(704×288)、DCIF(528×384)、D1(704×576)。
硬盘防震减震技术是车载硬盘录像机的关键技术,也是车载硬盘录像机区别于传统嵌入式硬盘录像机的特别功能。传统硬盘减震加固技术一般使用机械手段,将硬盘悬浮在特制的硬盘减震器内,减震器吸收外界对硬盘的振动和冲击能量,确保硬盘磁头等脆弱部分不受外界机械振动的影响。此外,还有部分厂家选用了电子减震的方案,通过外部加速度传感器获取震动信息,根据震动的强度对硬盘读写周期进行干预,以保护硬盘磁头正常读写。部分车载硬盘录像机在录像功能的基础上,增加了一些车载交通行业定制功能如:GPS卫星定位、行车信息记录、媒体广告播放等功能。
车载硬盘录像机可以接入一些外部通讯接口,例如全球定位系统(GlobalPosition System,简称“GPS”)卫星定位模块、测速雷达、行车电平信号、控制器局域网络(Controller Area Network,简称“CAN”)总线等,从这些通讯接口得到的信息可通过屏幕菜单式调节方式(On Screen Display,简称“OSD”)叠加在视频图像上,这种叠加方式在视觉效果上清楚、直观,但对于一些高级应用,例如解码时控制车载信息的叠加内容、叠加位置,客户端回放录像文件时同步进行电子地图轨迹回放等等,这就需要我们在记录音视频码流的同时将行使信息同步记录。OSD将GPS等信息通过文字的形式叠加在视频图像上。
屏幕菜单式调节方式(On Screen Display,简称“OSD”),是应用在CRT/LCD显示器上,在显示器的荧幕中产生一些特殊的字形或图形,让使用者得到一些讯息。常见于家用电视机或个人PC电脑之显示荧幕上,当使用者操作电视机换台或调整音量、画质等,电视荧幕就会显示目前状态让使用者知道,此控制集成电路(Integrated Circuit,简称“IC”)可在荧幕上的任何位置显示一些特殊字形与图形,成为人机界面上重要的讯息产生装置。
现有方式中,额外信息都是和每一个录像片段关联记录在录像索引文件内的,例如:车载硬盘录像机的报警信号产生了一个录像片段,那么关于这个报警信号的信息(如报警号、报警名称等)都在索引文件中此录像片段信息的位置进行了记录。这种索引记录方式只能解决一种情况:整个录像片段过程中,额外信息数据量小,并且恒定且不发生变化(例如本例中,报警产生和结束的过程中,报警信息是不会变化的)。
但是,本发明的发明人发现,我们需要在车载硬盘录像机录像文件内记录的行使信息,例如位置、速度、方向、加速度等,信息量大、并且每时每刻都在发生变化,现有记录索引文件这种方式就不可行了。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在视频码流中存储、播放附加信息的方法及其装置,可以在监控视频码流中记录随时变化的附加信息,并能以较小的代价与现有视频播放器兼容。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种在视频码流中存储附加信息的方法,包括以下步骤:
根据需要记录的附加信息生成信息数据包;
获取视频码流中与附加信息对应的帧,复制该帧的帧头;
在所复制的帧头中,将帧类型修改为代表附加信息帧的类型值,将帧长度修改为信息数据包的长度;
将修改后的帧头与信息数据包的组合作为附加信息帧写入视频码流。
本发明的实施方式还提供了一种播放含附加信息的视频码流的方法,包括以下步骤:
从视频码流中读取一帧的帧头;
从所读取的帧头中获取帧类型和帧长度信息;
如果帧类型为代表附加信息帧的类型值,则根据帧长度从视频码流中读取信息数据包,并从该信息数据包获取附加信息;
如果帧类型为代表视频帧的类型值,则播放该帧。
本发明的实施方式还提供了一种在视频码流中存储附加信息的装置,包括:
信息数据包生成单元,用于将根据需要记录的附加信息生成信息数据包;
帧头复制单元,用于获取视频码流中与附加信息对应的帧,并复制该帧的帧头;
帧头修改单元,用于在所述帧头复制单元所复制的帧头中,将帧类型修改为代表附加信息帧的类型值,将帧长度修改为信息数据包的长度;
附加信息帧生成单元,用于将所述帧头修改单元修改后的帧头与所述信息数据包生成单元生成的信息数据包的组合作为附加信息帧。
本发明的实施方式还提供了一种播放含附加信息的视频码流的装置,包括:
帧头读取单元,用于从视频码流中读取一帧的帧头;
解码单元,用于从所读取的帧头中获取帧类型和帧长度信息,如果帧类型为代表附加信息帧的类型值,则根据帧长度从视频码流中读取信息数据包,并从该信息数据包获取附加信息;
播放单元,如果所述解码单元解码所得帧类型为代表视频帧的类型值,则播放该帧。
本发明实施方式与现有技术相比,主要区别及其效果在于:
将附加信息作为特殊类型的帧插入视频码流,这种帧的帧头从视频码流中已有视频帧的帧头修改类型和长度而得,可以在监控视频码流中记录随时变化的附加信息,并能以较小的代价与现有视频播放器兼容。
附加信息与音视频码流同步记录入了录像文件之中,解码回放时就可以随心所欲的叠加附加信息,了解实时变化情况。
进一步地,I帧间隔一般是固定的,一般地,在我们车载硬盘录像内,I帧间隔为25,1秒有25帧图形,也就是每一秒一个I帧,与行驶信息数据的频率(如GPS数据)比较一致。
进一步地,将所述附加信息帧写在与该附加信息对应的I帧之后,可以更为方便地进行检索、提取和解码。
进一步地,对附加信息进行加密,从而保证附加信息的安全。
进一步地,应用软件在回放录像资料时我们可以在播放音视频的同时非常方便的在电子地图上进行轨迹回放,同时在电子地图上进行方向盘与速度计的显示、三轴加速度的实时变化情况,等等。
附图说明
图1是本发明第一实施方式中一种在视频码流中存储附加信息的方法的流程示意图;
图2是本发明第二实施方式中一种播放含附加信息的视频码流的方法的流程示意图;
图3是本发明第三实施方式中一种在视频码流中存储附加信息的装置的结构示意图;
图4是本发明第四实施方式中一种播放含附加信息的视频码流的装置的结构示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,本领域的普通技术人员可以理解,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种在视频码流中存储附加信息的方法。图1是一种在视频码流中存储附加信息的方法的流程示意图。具体地说,如图1所示,该在视频码流中存储附加信息的方法主要包括以下步骤:
在步骤101中,根据需要记录的附加信息生成信息数据包。
视频码流是由车载硬盘录像机生成的。当然,在本发明的其它某些实例中,也可以不是车载硬盘录像机,而是其它的数字硬盘录像机。
附加信息是车辆行驶信息。车辆行驶信息可以包括,GPS定位信息,测速雷达信息,行车电平信号、CAN总线信号等。
此后进入步骤102,对生成的附加信息数据包进行加密。
加密可以保证数据的安全。优选地,加密算法采用国际标准的数据加密标准(Data EncryptionStandard,简称“DES”)加密算法,当然也可以采用其它的加密算法。在本发明的某些其它实例中,也可以不对附加信息包加密。
此后进入步骤103,获取视频码流中与附加信息对应的帧,复制该帧的组头。
优选地,视频码流中与附加信息对应的帧是I帧。I帧间隔一般是固定的,一般地,在我们车载硬盘录像机内,I帧间隔为25,1秒有25帧图形,也就是每一秒一个I帧,与行驶信息数据的频率(如GPS数据)比较一致。
此外,可以理解,在本发明的其它某些实例中,视频码流中与附加信息对应的帧也可以是B帧或P帧等其它类型的帧。另外,I帧也可以不是每秒一个,例如可以是每两秒一个,或者每秒两个等等。
每个I帧都有一个帧组头,另外B帧和P帧的组合,如BP、BBP也公有共用的组头。
I帧由I帧视频帧组头、I帧视频帧帧头和I帧视频帧数据三个部分构成。
其中,视频帧组头数据结构如下:
此后进入步骤104,修改I帧组头。
在所复制的组头中,将图像组模式字段改写成附加信息帧组头标记,并将改写后的组头作为附加信息帧组头。
此后进入步骤105,获取视频码流中与附加信息对应的帧,复制该帧的帧头。视频帧帧头数据结构如下:
此后进入步骤106,修改I帧帧头。
在所复制的帧头中,将帧类型修改为代表附加信息帧的类型值,将帧长度修改为信息数据包的长度。
此后进入步骤107,生成附加信息帧。
将修改后的组头、帧头与信息数据包的组合作为附加信息帧。
此后进入步骤108,将附加信息帧写入视频码流。此后结束本流程。
将附加信息帧写在与该附加信息对应的I帧之后,这样可以更为方便地进行检索、提取和解码。
将附加信息帧作为特殊类型的帧插入视频码流,这种帧的帧头从视频码流中已有视频帧的帧头修改类型和长度而得,可以在监控视频码流中记录随时变化的附加信息,并能以较小的代价与现有视频播放器兼容。
此外,可以理解,在本发明的其它某些实例中,附加信息帧也可以写在对应的视频帧之前,或者距离对应的视频帧一定间隔的位置,例如可以在对应的视频帧N帧之后或N帧之前,N为自然数。
本发明第二实施方式涉及一种播放含附加信息的视频码流的方法。图2是一种播放含附加信息的视频码流的方法的流程示意图。具体地说,如图2所示,该播放含附加信息的视频码流的方法主要包括以下步骤:
在步骤201中,从视频码流中读取一帧的帧头。
此后进入步骤202,从所读取的帧头中获取帧类型和帧长度信息。
此后进入步骤203,判断所获取的帧类型是否为附加信息帧的类型值。
若是,则进入步骤204;若否,则进入步骤208。
如果帧类型为代表附加信息帧的类型值,则根据帧长度从视频码流中读取信息数据包,并从该信息数据包获取附加信息。
如果帧类型为代表视频帧的类型值,则播放该帧。
在步骤204中,获取附加信息数据包。
此后进入步骤205,对附加信息数据包进行解密。
此外,可以理解,在本发明的某些其它实例中,解密的步骤也可以没有,取决于附加信息数据包本身是否被加密。
此后进入步骤206,得到附加信息。
此后进入步骤207,将附加信息叠加显示在对应的帧上。
将读取的附加信息全部或部分叠加显示在对应的帧上。
附加信息与音视频码流同步记录入了录像文件之中,解码回放时就可以根据需要叠加附加信息,我们可以根据需要叠加GPS信息、雷达信息,也可以只叠加GPS信息,或者什么都不叠加,非常方便地了解实时变化情况。
此后进入步骤208,播放视频帧。此后结束本流程。
应用软件在回放录像资料时我们可以在播放音视频的同时非常方便的在电子地图上进行轨迹回放,同时进行方向盘、速度计及三轴加速度的实时变化情况显示等。
本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现,指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的,易失性的或者非易失性的,固态的或者非固态的,固定的或者可更换的介质等等)。同样,存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic,简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory,简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM,简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc,简称“DVD”)等等。
本发明第三实施方式涉及一种在视频码流中存储附加信息的装置。图3是一种在视频码流中存储附加信息的装置的结构示意图。具体地说,如图3所示,该在视频码流中存储附加信息的装置主要包括:
信息数据包生成单元,用于将根据需要记录的附加信息生成信息数据包。
帧头复制单元,用于获取视频码流中与附加信息对应的帧,并复制该帧的帧头。
帧头修改单元,用于在帧头复制单元所复制的帧头中,将帧类型修改为代表附加信息帧的类型值,将帧长度修改为信息数据包的长度。
附加信息帧生成单元,用于将帧头修改单元修改后的帧头与信息数据包生成单元生成的信息数据包的组合作为附加信息帧写入视频码流。
组头生成单元,用于复制与附加信息对应的帧的组头,在所复制的组头中,将图像组模式字段改写成附加信息帧组头标记,并将改写后的组头作为附加信息帧组头。
因此,附加信息帧由修改后的组头、帧头与信息数据包的三部分构成。
存储单元,用于将所述附加信息帧写入视频码流;
加密单元,用于将信息数据包生成单元所生成的信息数据包进行加密。此单元不是必需的,是可选单元。
该装置是车载硬盘录像机,此外,可以理解,在本发明的其它某些实例中也可以不是车载硬盘录像机,而是其它类型的数字硬盘录像机。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式,本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明第四实施方式涉及一种播放含附加信息的视频码流的装置。图4是一种播放含附加信息的视频码流的装置的结构示意图。具体地说,如图4所示,该播放含附加信息的视频码流的装置包括:
帧头读取单元,用于从视频码流中读取一帧的帧头。
解码单元,用于从所读取的帧头中获取帧类型和帧长度信息,如果帧类型为代表附加信息帧的类型值,则根据帧长度从视频码流中读取信息数据包,并从该信息数据包获取附加信息。
播放单元,如果解码单元解码所得帧类型为代表视频帧的类型值,则播放该帧。
解密单元,用于对解码单元获取的信息数据包进行解密,得到附加信息。此外,可以理解,此单元不是必需的,是可选单元,取决于所述信息数据包是否加密。
信息处理单元,用于将解密单元得到的附加信息全部或部分叠加显示在对应的帧上。此单元也是可选的,根据是否需要叠加显示而定。
第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式,本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
需要说明的是,本发明各装置实施方式中提到的各单元都是逻辑单元,在物理上,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现,这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的,这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外,为了突出本发明的创新部分,本发明上述各装置实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,这并不表明上述各装置实施方式并不存在其它的单元。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式,已经对本发明进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种在视频码流中存储附加信息的方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据需要记录的车辆行驶信息生成附加信息数据包;
将生成的附加信息数据包进行加密;
获取视频码流中的I帧,复制该I帧;
在所复制的I帧帧头中,将帧类型修改为代表车辆行驶信息帧的类型值,将帧长度修改为所述附加信息数据包的长度;
将修改后的I帧帧头与所述附加信息数据包的组合作为车辆行驶信息帧写入视频码流中与该车辆行驶信息帧对应的I帧之后。
2.根据权利要求1所述的在视频码流中存储附加信息的方法,其特征在于,在所述获取视频码流中的I帧,复制该I帧的步骤之前,还包括以下步骤:
复制该I帧的组头,在所复制的组头中,将图像组模式字段改写成车辆行驶信息帧组头标记,并将改写后的组头作为车辆行驶信息帧组头。
3.一种播放含附加信息的视频码流的方法,其特征在于,包括以下步骤:
从视频码流中读取I帧的帧头;
从所读取的I帧帧头中获取帧类型和帧长度信息;
如果所述帧类型为代表车辆行驶信息帧的类型值,则根据所述帧长度从视频码流中读取附加信息数据包,并从该附加信息数据包获取车辆行驶信息;
如果所述帧类型为代表视频帧的类型值,则播放该帧;
在所述从该附加信息数据包获取车辆行驶信息的步骤中,还包括以下步骤:
对所述附加信息数据包进行解密,得到车辆行驶信息。
4.根据权利要求3所述的播放含附加信息的视频码流的方法,其特征在于,在所述播放视频帧的步骤中,还包括以下步骤:
将读取的车辆行驶信息全部或部分叠加显示在对应的帧上。
5.一种在视频码流中存储附加信息的装置,其特征在于,包括:
信息数据包生成单元,用于将根据需要记录的车辆行驶信息生成附加信息数据包;
加密单元,用于对所述信息数据包生成单元所生成的附加信息数据包进行加密;
帧头复制单元,用于获取视频码流中的I帧,并复制该I帧;
帧头修改单元,用于在所述帧头复制单元所复制的I帧帧头中,将帧类型修改为代表车辆行驶信息帧的类型值,将帧长度修改为所述附加信息数据包的长度;
附加信息帧生成单元,用于将所述帧头修改单元修改后的I帧帧头与所述信息数据包生成单元生成的附加信息数据包的组合作为车辆行驶信息帧写入视频码流中与该车辆行驶信息帧对应的I帧之后。
6.根据权利要求5所述的在视频码流中存储附加信息的装置,其特征在于,还包括:
组头生成单元,用于复制与所述车辆行驶信息对应的帧的组头,在所复制的组头中,将图像组模式字段改写成车辆行驶信息帧组头标记,并将改写后的组头作为车辆行驶信息帧组头;
存储单元,用于将所述车辆行驶信息帧写入视频码流;
所述装置是车载硬盘录像机。
7.一种播放含附加信息的视频码流的装置,其特征在于,包括:
帧头读取单元,用于从视频码流中读取I帧的帧头;
解码单元,用于从所读取的I帧帧头中获取帧类型和帧长度信息,如果所述帧类型为代表车辆行驶信息帧的类型值,则根据所述帧长度从视频码流中读取附加信息数据包,并从该附加信息数据包获取车辆行驶信息;
播放单元,如果所述解码单元解码所得帧类型为代表视频帧的类型值,则播放该帧;
解密单元,用于对所述解码单元获取的附加信息数据包进行解密,得到车辆行驶信息。
8.根据权利要求7所述的播放含附加信息的视频码流的装置,其特征在于,还包括:
信息处理单元,用于将解密单元得到的车辆行驶信息全部或部分叠加显示在对应的帧上。
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