CN103259709A

CN103259709A - 一种基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法

Info

Publication number: CN103259709A
Application number: CN2013102003279A
Authority: CN
Inventors: 朱晓荣; 钱超; 朱洪波
Original assignee: Nanjing Post and Telecommunication University
Current assignee: Nanjing Post and Telecommunication University; Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，该方法旨在实现任何时候任何地方的多个手机之间的实时视频采集传输业务。本发明中虚拟专用网络服务器的作用主要是将多个不同网段IP的手机终端或电脑接入到同一虚拟局域网中，为各终端分配IP地址，并为视频传输提供专用通信隧道。多个手机终端或者电脑可以根据需求对移动采集端进行实时视频请求，移动采集端接受客户端的请求后开始本地视频信息采集，编码后打包发送至播放客户端，播放客户端在接收到视频数据后进行本地播放。本发明突破传统视频监控不能移动的局限性，实现了手机移动监控，也可以作为现场直播的实用系统，具有一定的安全性和实用性。

Description

一种基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法

技术领域

本发明属于移动视频采集传输领域，涉及一种端到端实时视频传输方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展，特别是计算机网络技术，移动通信技术，流媒体技术的日益发展，智能手机的功能越来越丰富，智能手机给用户带来的不再只是单一的发信息，打电话，更快的处理速度，更大的内存使得智能手机已经成为人们生活中不可缺少的重要部分，传统电脑可以完成的工作基本上也可以在智能终端上实现。再加上流媒体视频传输技术的发展以及如今大部分的智能移动终端对该技术的支持，使得利用手机来发送和接收流媒体数据成为可能。

近年来，随着摄像设备的价格下降，计算机计算能力增强以及网络速度的提高，视频监控技术得到了快速的发展。但是，大部分视频监控系统基本上还是由前端摄像机、传输线缆、视频监控平台三个基本部分组成，需要固定安装在某个具体的场所，不具有移动性，不易拆卸，并且成本较高。因此有必要提出一种便携的，易用的，可移动的远程视频监控或传输系统，并且具有一定的安全保障，更加实用，应用场景更广。

发明内容

技术问题：本发明提供一种实现了多个移动终端通过无线接入网加入到VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）服务器所组建的虚拟局域网中，终端用户可在任意时候对手机采集服务器端发起视频传输请求，实现了异地实时视频传输的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法。

技术方案：本发明的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，利用移动采集端自带的摄像头采集实时视频数据，然后通过虚拟专用网络服务器搭建的虚拟局域网传输到网络中的播放客户端进行播放，具体步骤如下：

a）对虚拟专用网络服务器端进行初始化：通过无线或有线将虚拟专用网络服务器端连接到因特网上，建立虚拟集线器，注册新的用户，设置本地网桥，开启虚拟网络地址转换和动态主机设置协议功能服务，在指定的端口进行监听；

b）移动采集端和播放客户端分别登陆到虚拟专用网络服务器，并接入指定的虚拟集线器，虚拟专用网络服务器为其分配局域网IP地址；

c）移动采集端在指定端口监听播放客户端的请求，播放客户端根据需要向移动采集端发起会话请求，移动采集端接收到会话请求后与播放客户端进行实时流传输协议交互；

d）交互完成后，移动采集端与播放客户端之间建立实时流传输协议会话，移动采集端开始采集实时视频信息并通过虚拟专用网络发送到播放客户端，播放客户端接收后在本地播放采集端发送来的视频流。

本发明的步骤d）中，若视频传输中有其他的播放客户端向移动采集端发起视频请求，移动采集端建立新的线程为新的播放客户端传输视频信息。

本发明的步骤a）中，虚拟专用网络服务器端提供用户的注册，登陆，删除，授权等操作，并为用户之间的通信建立稳定，安全的虚拟通道。

本发明的步骤c）和步骤d）中，移动采集端与播放客户端之间构成传统的客户端服务器模式，通过套接字实现客户端服务器间通信，使用实时传输协议传输请求与响应信息，使用实时传输协议对实时视频信息进行打包并采用用户数据报协议传输视频数据。

本发明的步骤d）中，移动采集端按照协商的媒体格式与设置的采集参数采集实时视频信息，经过编码，实时传送协议打包之后采用用户数据报协议从指定端口并经虚拟专用网络服务器建立的虚拟专用隧道发送到播放客户端，播放客户端在接收到移动采集端发来的数据后进行实时传送协议解包，解码，然后在屏幕上播放。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明突破了传统视频监控采集传输的不可移动性和缺乏安全性的限制，设计了一种基于VPN的端到端实时视频采集传输方法，通过VPN网络传输视频信息保证了视频信息的安全性，采集端和播放客户端都可以采用日常生活中所使用的智能手机，降低了整个系统的成本，并提高了系统的移动性和便携性，实现了随时随地的通过虚拟专用网络传送实时视频流，具有一定的实用价值。

附图说明

图1为本发明基于虚拟专用网络的端到端实时视频采集传输网络模型图；

图2为本发明基于虚拟专用网络的端到端实时视频采集传输方案实现图；

图3为播放客户端与移动采集端信令交互过程示意图；

图4为本发明方法的移动采集端的工作流程图；

图5为本发明方法的播放客户端的工作流程图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明进行详细的描述。

本发明的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，如图1所示，由移动采集端，移动或固定播放客户端，以及虚拟专用网络服务器三部分构成。移动采集端主要为智能手机，播放客户端可以是笔记本电脑也可以是移动终端，如智能手机，平板电脑等，虚拟专用网络服务器可以搭建在笔记本电脑上，这三部分都可以通过无线接入网接入到因特网中，同时本发明还引入了虚拟专用网络技术，该技术主要采用了多种安全机制，如隧道技术、加密解密技术，身份认证技术等，可以在公用网络上建立临时的，安全的虚拟专用网，使得外部非法用户无法窃取虚拟专用网络中传输的视频流。

本发明的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，利用移动采集端自带的摄像头采集实时视频数据，然后通过虚拟专用网络服务器搭建的虚拟局域网传输到网络中的播放客户端进行播放，如图2所示，整个系统的执行过程如以下4个步骤所述：

c）移动采集端在指定端口监听播放客户端的请求，播放客户端某个时刻向移动采集端发起会话请求，移动采集端接收到会话请求后与播放客户端进行实时流传输协议交互；

虚拟专用网络（VPN）服务器在因特网上搭建了一个虚拟专用网络，当移动采集端，播放客户端同时加入该网络时，它们就处于同一个虚拟局域网，虚拟专用网络服务器不仅提供用户的注册，登陆，，删除，授权等操作，还为用户之间的通信建立稳定，安全的通道。当已经注册后的用户登陆到虚拟专用网络服务器时，虚拟专用网络服务器对其进行鉴权，如果是合法用户，则将其添加到指定的虚拟集线器中，并为其分配一个局域网IP地址。当多个用户同时接入到虚拟专用网络服务器时，这些设备之间如同处于同一个局域网中，设备间可以进行局域网通信。

移动采集端与客户端之间构成传统的客户端服务器模式，通过套接字实现客户端服务器间通信，使用实时流传输协议（RTSP）传输请求与响应信息，使用实时传输协议协议（rtp）包装实时视频信息并采用用户数据报协议（UDP）传输视频数据，移动采集端与播放客户端之间的交互过程如图3所示。移动采集端加入VPN网络后，一直在特定的端口监听客户端的请求，客户端可以选择在需要的时候加入VPN网络，并向移动采集端发起RTSP请求，RTSP请求通过后，双方就可以在VPN服务器为其建立的虚拟专用隧道中传输实时视频流。

在RTSP会话建立好之后，移动采集端按照协商的媒体格式与设置的采集参数采集实时视频信息，经过编码，rtp打包之后采用UDP协议从指定端口并经VPN服务器建立的虚拟专用隧道发送到播放客户端，客户端在接收到移动采集端发来的数据后进行rtp解包，解码，然后在屏幕上播放。移动采集端和播放客户端的流程图分别参考图4、图5.

服务器端与客户端的交互方式采用RTSP协议。具体交互过程如下：首先，客户端向RTSP服务器端发送一个RTSP描述命令（DESCRIBE）。服务器端通过一个SDP描述来进行反馈，反馈信息包括流数量、媒体类型等信息。客户端再分析该SDP描述，并为会话中的每一个流发送一个RTSP建立命令(SETUP)，RTSP建立命令告诉服务器客户端用于接收媒体数据的端口。流媒体连接建立完成后，客户端发送一个播放命令(PLAY)，服务器就开始在UDP上传送媒体流（rtp包）到客户端。最后，客户端可发送一个终止命令(TERADOWN)来结束流媒体会话。当手机采集服务器收到客户端发送的SETUP命令时，开始初始化摄像头，配置采集参数，并指定传输端口。RTSP会话建立完成之后，在收到客户端的播放PLAY请求之后，移动采集端按照协商的媒体格式与设置的采集参数开始采集视频信息，经过编码，rtp打包之后采用UDP协议经指定端口推送到客户端。客户端在接收到手机服务器端发来的数据后进行rtp解包，解码，然后在屏幕上显示。

移动采集端在为某个客户端提供视频流服务时，同时在特定的端口监听其他的播放客户端的请求，当有其他的播放客户端发来会话请求，则移动采集端建立新的线程来为新的播放客户端提供相应的视频服务，在新的RTSP会话建立后，向新的客户端推送实时视频流，实现了点到多点的实时传输，当某个播放客户端断开与移动采集端的连接时，不影响其他的播放客户端接收视频信息。

本发明的应用场景如下：

（1）当需要对某个特定的地方进行监控而该地方又没有安装相应的监控设备时，此时要安装传统的摄像头对该场所进行监控则会花费一定的时间和财力，并且如果对该地方的监控只是暂时需要，为其安装固定的监控装置则非常不划算，此时就可以采用本系统，实现对该地区的监控，比较适于短时间内对某个不固定场所的监控。

（2）当某人在观看比赛或者看到某个现象时想立刻与别人分享，则可以采用本系统，实现远程点播实时视频流，让不在同一地点的多个用户可以同时观看到某一视频信息。

Claims

1.一种基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，其特征在于，该方法利用移动采集端自带的摄像头采集实时视频数据，然后通过虚拟专用网络服务器搭建的虚拟局域网传输到网络中的播放客户端进行播放，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，其特征在于，所述步骤d）中，若视频传输中有其他的播放客户端向移动采集端发起视频请求，移动采集端建立新的线程为新的播放客户端传输视频信息。

3.根据权利要求1或2所述的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，其特征在于，所述步骤a）中虚拟专用网络服务器端提供用户的注册，登陆，删除，授权等操作，并为用户之间的通信建立稳定，安全的虚拟通道。

4. 根据权利要求1或2所述的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，其特征在于，所述步骤c）和步骤d）中，移动采集端与播放客户端之间构成传统的客户端服务器模式，通过套接字实现客户端服务器间通信，使用实时传输协议传输请求与响应信息，使用实时传输协议对实时视频信息进行打包并采用用户数据报协议传输视频数据。

5.根据权利要求1或2所述的基于虚拟专用网络的端到端的手机实时视频传输方法，其特征在于，所述步骤d）中，移动采集端按照协商的媒体格式与设置的采集参数采集实时视频信息，经过编码，实时传送协议打包之后采用用户数据报协议从指定端口并经虚拟专用网络服务器建立的虚拟隧道发送到播放客户端，播放客户端在接收到移动采集端发来的数据后进行实时传送协议解包，解码，然后在屏幕上播放。