CN102802088A - 一种基于实时传输协议的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于实时传输协议的数据传输方法，其中，包括以下步骤：S1：利用采集设备对信号进行编码成帧单元；S2：将所述帧单元封装成传输单元，将所述传输单元按照实时传输协议发送到网络上；S3：接收设备从所述网络中接收所述传输单元，进行拆分，获得所述帧单元，根据平均帧间距和帧间距累加计算方法，对每个所述帧单元设置时间标识，用于所述帧单元播放的控制。本发明设计了一种基于实时传输协议的数据传输方法，能够方便和高效地对存储的视频流进行定位，抽帧，检索，回放等等的各种操作。

Description

一种基于实时传输协议的数据传输方法

技术领域

本发明涉及数据传输领域，尤其涉及一种基于实时传输协议的数据传输方法。

背景技术

随着ONVIF（Open Network Video Interface Forum）协议的普及，支持实时流协议RTSP(Real Time Stream Protocol)协议的前端视频采集设备越来越多，这些设备绝大部分都支持以RTP传输H264格式的实时视频流，这和传统上采用设备厂方的私有协议和TCP传输获取视频流的方式有很大的区别。

传统方式对于监控软件系统来说，可以更为容易和快速地集成，但缺点也非常明显，设备厂商往往对私有协议保密，监控软件系统只能通过厂方提供的SDK来接入设备，一是导致接入不同厂家设备时的重复开发工作，其次监控软件系统对于厂方的视频数据格式一无所知，只能通过厂方提供的解码库来操作实时视频流或者存储的本地文件，受限于厂方提供的接口，无法实现更为高级的应用。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种基于实时传输协议的数据传输方法, 解决了传统视频存储时只能进行回放这类简单操作的问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种基于实时传输协议的数据传输方法，其中，包括以下步骤：

S1：利用采集设备对信号进行编码成帧单元；

S2：将所述帧单元封装成传输单元，将所述传输单元按照实时传输协议发送到网络上；

S3：接收设备从所述网络中接收所述传输单元，进行拆分，获得所述帧单元，根据平均帧间距和帧间距累加计算方法，对每个所述帧单元设置时间标识，用于所述帧单元播放的控制。

上述基于实时传输协议的数据传输方法，其中，在S3步骤中，所述平均帧间距参数为连续N帧的RTP时间戳之间差值的平均：a_n =                                                ，

其中，a_n表示连接接收到的第n个的帧的平均帧间距；

表示连续接收到的第 n 个帧的原始时间戳；

t_n-1：指连续接收到的第（n-1）个帧的原始时间戳；

a_n-1：指连接接收到的第（n-1）个的帧的平均帧间距；

n：指连续接收到的第几个帧；

在所述帧单元中设置一平均帧间距参数，利用所述平均帧间距可以控制回放速率。

上述基于实时传输协议的数据传输方法，其中，在S3步骤中，帧间距累加方法是指每接收到新一帧数据便累加该帧以前所有的帧的平均帧间距：Sn=a₁+a₂+……+

其中Sn标示连续接收到的第n个帧单元的帧间距累加值；表示连接接收到的第n个的帧的平均帧间距；

利用所述帧间距的累加方法生成所述时间标示用于定位当前帧在视频文件中的相对位置。

上述的基于实时传输协议的数据传输方法，其中，在形成所述帧单元的步骤中，还包括以下步骤：

在每个所述帧单元之间设置有起始标记和结束标记，利用该起始标记和结束标记作为所述帧单元之间的区分。 

上述的基于实时传输协议的数据传输方法，其中，在步骤S1中，采用H264编码格式对信号进行编码，形成帧单元。

上述的基于实时传输协议的数据传输方法，其中，在S3步骤中还包括，在接受所述帧单元的同时，生成并存储接收到的所述帧单元包含的图像数据值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设计了一种基于实时传输协议的数据传输方法，充分利用RTP包提供的信息来格式化流视频的存储，生成可供高速定位，抽帧，检索，回放等各种操作的视频文件，能够方便和高效地对存储的视频流进行定位，抽帧，检索，回放等等的各种操作。

平均帧间距算法可以有效地过滤掉RTP协议的时间戳抖动和计数器重置造成的时间戳噪音，多重的数据检查机制也提高了视频数据的容错性

附图说明

    图1是本发明的基于实时传输协议的数据传输方法的方法流程图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

如图1中所示，一种基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用采集设备对信号进行编码成帧；

S2：将所述帧封装成传输单元，将所述传输单元按照一定的时间通过实时传输协议发送到网络上；

S      S3：接收设备从所述网络中以一定的时间接收所述包单元，进行拆分，获得所述帧单元 ，具体地，在本发明的一个实施例中，采用H264编码格式，利用视频采集设备对采集到的模拟信号进行编码，获得多个连续的帧单元，并将该帧单元封装成一个NALU传输单元 (网络抽象层单元，H264编码标准定义)，将NALU单元作为RTP载荷发送到IP网络上；监控软件作为接收设备最终将接收到的RTP载荷拆分后得到H264编码后帧单元。其中，该帧单元根据H246编码后主要区分为I帧单元和P帧单元，该帧单元的区分通过设置在每个帧单元中的帧类型（frame type）标示符来确定。

同时，对于接收的每个帧单元，根据平均帧间距和帧间距累加计算方法，为每个帧单元设置相应的时间标识，用于所述帧单元播放的控制。

其中，利用平均帧间距的方法可以确定回放时的速率控制，该平均帧间距是指连续N帧的RTP时间戳之间差值的平均：an = 

，

其中，an表示连接接收到的第（n-1）个的帧的平均帧间距；

表示连续接收到的第 n 个帧的原始时间戳；

t(n-1)：指连续接收到的第（n-1）个帧的原始时间戳；

a(n-1)：指连接接收到的第（n-1）个的帧的平均帧间距；

n：指连续接收到的第几个帧；

另外，通过帧间距累加方法设置每个帧单元的时间标识，从而确定了每个帧单元的时间顺序，根据该时间标识可以用于定位当前帧单元在视频文件中的相对位置，具体地，该帧间距累加方法是指每接收到新一帧数据便累加该帧以前所有的帧的平均帧间距：Sn=a1+a2+……+

其中Sn标示连续接收到的第n个帧单元的帧间距累加值；

表示连接接收到的第n个的帧的平均帧间距。

在本发明的一个实施例中，定义视频流初始fps为25，即初始帧间距为1000ms/25 = 40ms，则a1为40ms，进而利用上述的公式可以计算出Sn和an,进而定义出新的时间标识和回访速率控制标识。实施中，考虑到RTP时间戳的抖动和计数器重置，每次计算出的平均帧间距都必须在指定的阀值范围内才被当作有效值，另外为了适应视频帧率中途改变的情况，平均帧率的计算参考帧一般取初始fps的3倍到6倍之间。

进一步地，在接收到帧单元时，还可以同时生成并存储每个帧单元中的当前帧单元的图像数据值，通过该图像数据值以及帧类型数据的结合，可以进行抽帧、回放、检索。具体地，当需要进行抽帧备份，高速回放或者视频内检索时，可以通过帧单元类型数据快速过滤出所有的I帧，结合每个帧单元的图像数据值可以略过重复查找视频帧起始标识符的步骤，快速定位下一帧单元。

如果需要进行视频倒播，依据每个视频帧单元的图像数据值，可以方便地从任意视频帧回溯上一视频帧。

另外，为了防止在存储或者接收过程中的数据丢失造成错误扩大，在接收的每个视频帧时在每个帧单元中设置有开始标识符和结束标识符和校验和，并且，通过该结束标志符合校验和提供了双重的数据检查，可以确保丢弃掉所有数据不完整的视频帧。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用采集设备对信号进行编码成帧单元；

S2：将所述帧单元封装成传输单元，将所述传输单元按照实时传输协议发送到网络上；

S3：接收设备从所述网络中接收所述传输单元，进行拆分，获得所述帧单元，根据平均帧间距和帧间距累加计算方法，对每个所述帧单元设置时间标识，用于所述帧单元播放的控制。

2.根据权利要求1所述基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，在S3步骤中，所述平均帧间距参数为连续N帧的RTP时间戳之间差值的平均：an=                                                

，

其中，a_n表示连接接收到的第n个的帧的平均帧间距；

表示连续接收到的第 n 个帧的原始时间戳；

t_n-1：指连续接收到的第（n-1）个帧的原始时间戳；

a_n-1：指连接接收到的第（n-1）个的帧的平均帧间距；

n：指连续接收到的第几个帧；

在所述帧单元中设置一平均帧间距参数，利用所述平均帧间距可以控制回放速率。

3.根据权利要求2所述基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，在S3步骤中，所述帧间距累加方法是指每接收到新一帧数据便累加该帧以前所有的帧的平均帧间距：Sn=a₁+a₂+……+

其中Sn标示连续接收到的第n个帧单元的帧间距累加值；

表示连接接收到的第n个的帧的平均帧间距；

利用所述帧间距的累加方法生成所述时间标示用于定位当前帧在视频文件中的相对位置。

4.根据权利要求1所述的基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，在形成所述帧单元的步骤中，还包括以下步骤：

在每个所述帧单元之间设置有起始标记和结束标记，利用该起始标记和结束标记作为所述帧单元之间的区分。

5.根据权利要求1所述的基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，在步骤S1中，采用H264编码格式对信号进行编码，形成所述帧单元。

6.根据权利要求1所述的基于实时传输协议的数据传输方法，其特征在于，在S3步骤中还包括，在接受所述帧单元的同时，生成并存储接收到的所述帧单元包含的图像数据值。

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