CN103269433A - 视频数据传输方法和视频数据传输系统 - Google Patents

Abstract

一种视频数据传输方法，包括步骤：建立发送端的N个编码器与接收端的解码器之间的业务通道，其中，N>1；利用所述编码器对发送端的N路视频数据进行并行编码得到N路数据流；将N路数据流分别通过对应的业务通道传输至接收端；在接收端轮询所述业务通道并接收通道中的数据包；利用所述解码器对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。另外，还提供了一种视频数据传输系统，本发明的技术，无需在接收端设置大量的解码器，降低了设备成本，减少了设备占据空间，而且采用多对一的连接方式，可以动态调整设备资源，设备大部分资源可以得到充分利用，设备利用率高，增强了编、解码之间业务调度的灵活性。

Description

视频数据传输方法和视频数据传输系统

技术领域

本发明涉及视频处理技术，特别是涉及一种视频数据传输方法和视频数据传输系统。

背景技术

目前，在视频数据传输过程中，主要还是采用单个编码器与单个解码器串行编解码的传输方式，例如，将各监控视频传输至监控中心的，即发送端的每个编码器与接收端的解码器进行一对一的连接方式，串行编码对应串行解码，硬件处理能力对等。通过采用单个解码器调度单个编码器进行实时解码，然后再将解码的视频数据进行拼合，从而完成视频数据的传输过程。

在上述方案中，虽然采用串行编码对应串行解码的方法，可以在一定程度上确保了接收端的解码器能够实时解码，但是在多路视频数据传输时，在接收端需要设置大量的解码器设备，增加了设备成本，增加了设备占据空间，采用一对一的连接方式，设备资源难以得到充分利用，特别是当编、解码的数据处理量较低时，设备大部分资源处于空置状态，设备利用率低，同时也限制了业务调度的灵活性。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种设备成本更低、设备利用率更高的视频数据传输方法和一种视频数据传输系统。

一种视频数据传输方法，包括如下步骤：

建立发送端的N个编码器与接收端的解码器之间的业务通道，其中，N>1；

利用所述编码器对发送端的N路视频数据进行并行编码得到N路数据流；

将N路数据流分别通过对应的业务通道传输至接收端；

在接收端轮询所述业务通道并接收通道中的数据包；

利用所述解码器对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。

上述视频数据传输方法，通过建立N个编码器与一个解码器之间的业务通道，N个编码器同时对N路视频数据进行并行编码，然后通过各个业务通道将编码数据流调度至解码器，再通过轮询业务通道并接收数据流的数据包，进行串行解码得到视频解码数据；无需在接收端设置大量的解码器，降低了设备成本，减少了设备占据空间，而且采用多对一的连接方式，可以动态调整设备资源，设备大部分资源可以得到充分利用，设备利用率高。

一种视频数据传输系统，包括：设于发送端的N个编码器和设于接收端的一个编码器，其中，N>1；

所述N个编码器与所述解码器之间通过业务通道进行连接；

所述N个编码器分别对N路视频数据进行并行编码得到N路数据流，并分别通过对应的业务通道传输至所述解码器；

所述解码器轮询所述业务通道并接收通道中的数据包，并对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。

上述视频数据传输系统，N个编码器与一个解码器建立业务通道，N个编码器同时对N路视频数据进行并行编码，然后通过各个业务通道将编码数据流调度至解码器，再通过轮询业务通道并接收数据流的数据包，进行串行解码得到视频解码数据；无需在接收端设置大量的解码器，降低了设备成本，减少了设备占据空间，而且采用多对一的连接方式，可以动态调整设备资源，设备大部分资源可以得到充分利用，设备利用率高，增强了编、解码之间业务调度的灵活性。

附图说明

图1为一个实施例的视频数据传输方法流程图；

图2为一个实施例的视频数据传输系统结构示意图

图3为一个应用实例的视频数据传输系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的视频数据传输方法的具体实施方式作详细描述。

图1为一个实施例的视频数据传输方法流程图，包括如下步骤：

步骤S101：建立发送端的N个编码器与接收端的解码器之间的业务通道，其中，N>1。

步骤S102：利用所述编码器对发送端的N路视频数据进行并行编码得到N路数据流。

步骤S103：将N路数据流分别通过对应的业务通道传输至接收端。

步骤S104：在接收端轮询所述业务通道并接收通道中的数据包。

步骤S105：利用所述解码器对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。

本实施例的视频数据传输方法，无需在接收端设置大量的解码器，降低了设备成本，减少了设备占据空间，而且采用多对一的连接方式，可以动态调整设备资源，设备大部分资源可以得到充分利用，设备利用率高，增强了编、解码之间业务调度的灵活性。

作为其中一种实施方式，本实施例还可以包括步骤S106：将所述视频解码数据进行拼合。

通过将N路视频解码数据进行拼合，可以实现将接收在同一显示装置上显示N路视频数据。

优选的，步骤S106具体包括如下：

首先，读取视频解码数据的N个业务通道对应的图像数据帧的ID号；其中，ID号为各路视频数据的身份标记信息。

然后，根据所述ID号确定所述图像数据帧在拼合图像中的位置信息，再根据所述位置信息将N个图像数据帧组合成拼合获得拼合的视频数据。

上述实施例的视频数据传输方法，由于前端的N个编码器是相互独立的，对视频数据进行并行编码，编码数据之间没有直接联系，发送数据没有任何顺序，后端的一个解码器进行串行解码。当N路数据流解码后需要进行拼合时，各路数据流到达解码器存在时间差异，容易造成解码数据拼合延时，影响后续显示时的流畅性。

在一个实施例中，为了平抑并行数据在接收端产生的时间差，本发明的视频数据传输方法在步骤S105前还可以包括如下步骤：

步骤S201：在接收端分别建立与所述业务通道对应的N个循环缓冲区；具体的，循环缓冲区采用先进先出的队列保存数据包。

步骤S202：将所述接收的数据包分别缓存至对应的循环缓冲区，并记录每帧数据包的缓存时间和起始位置信息。

步骤S203：在解码过程中，根据所述缓存时间和起始位置信息从所述循环缓冲区中读取数据包。

作为读取数据包的一种实施方式，可以包括如下步骤：

步骤S301：根据缓存时间顺序选择数据包。

步骤S302：根据所述数据包的起始位置信息所述循环缓冲区中拷贝数据包内容。

步骤S303：在拷贝数据包完成后，将所述数据包所述循环缓冲区中删除。

由于所述缓存时间和起始位置信息记录每一帧数据的缓存顺序以及在循环缓冲区中的起始位置，所以可以根据缓存顺序和每一帧数据的起始位置来进行数据读取，通过循环缓冲区可以在任一时刻可以读取各个业务通道的数据包，保证各路视频数据的同步性，使用解码串行有序进行。

在上述实施例中，通过建立各个业务通道的循环缓冲区，在接收端接收数据包时，将数据包先接收并缓存至对应的循环缓冲区中，再从各个循环缓冲区读取数据进行解码，能进行正常顺序的串行解码和拼合，保证了数据的顺序性，而且可以自由调度系统交叉调度业务，调度灵活方便。

由于循环缓冲区只是暂时缓存所接收的数据包，如果循环缓冲区太满了再拷贝数据包，有可能造成很容易溢出循环缓冲区，如果循环缓冲区还没数据包就开始拷贝，则无法拷贝到数据，导致后续无法拼合视频数据。

在一个实施例中，为了在开始传输视频数据或在切换视频数据时，保证循环缓冲区不溢出和拼合视频数据，步骤S202中拷贝数据包的过程包括如下步骤：

步骤S401：计算所述循环缓冲区当前缓存的数据容量占总存储容量的比例值。

步骤S402：利用预设的阀值判断所述比例值，优选的，该阀值设定为1/2；若所述比例值等于或大于所述阀值，则从循环缓冲区中读取数据包；否则发送无信号图像数据至解码器进行解码。

上述实施例中，在开始传输视频数据或在切换视频数据时，对循环缓冲区进行初始化和或清零，再缓存至对应的数据包，在循环缓冲区还没有存储至预设的阀值时，发送无信号图像数据（白色图像）至解码器进行解码，既可避免循环缓冲区溢出，也保证了拼合视频数据的进行。

由于编码器的编码效率与解码器的解码效率可能存在差别，长时间运行后，编、解码效率之差的累加效果就会使得循环缓冲区溢出或者空置，进而导致编、解码过程失效。

在一个实施例中，为了保证传输的数据的可控与有效，本发明的视频数据传输方法在还可以包括如下步骤：

步骤S501：计算各个循环缓冲区的比例值超出所述设定阀值的偏移量；具体的，偏移量

其中，η为比例值。

步骤S502：将所述偏移量发送至发送端对应的编码器；具体的，可以根据发送端的IP地址，通过私有协议将偏移量发送至对应的编码器。

步骤S503：根据所述偏移量控制所述编码器的输出帧率。

作为控制编码器输出帧率的一种实施方式，若所述偏移量为正，则降低发送端的编码器的输出帧率，若所述偏移量为负，则提高发送端的编码器的输出帧率。

具体的，根据偏移量的绝对值的大小来降低/提高编码器的输出帧率，例如，预设偏移量与降低/提高输出帧率幅度之间的对应关系，根据实时接收的偏移量及对应关系计算降低/提高输出帧率的幅度，自动调整编码器的输出帧率。

上述实施例中，通过在编码器与解码器之间增加了帧率调整功能，当偏移量大于0时，说明编码效率高于解码效率，循环缓冲区趋向于溢出，通过私有协议通知前端的编码器作进行降帧调整；当偏移量小于0时，说明编码效率低于解码效率，循环缓冲区趋向于空置，通过私有协议通知前端的编码器作进行提帧调整。通过上述帧率调整，使得编码效率、解码效率之间的相对均衡。

需要声明的是，除了上述阐述的实施方式外，还可以通过其它方式来对编码器的输出帧率进行调整，例如，通过计算各个循环缓冲区的比例值，当比例值超过一个设定的阀值时，即通过私有协议发送一个通知消息至编码器，然后编码器在接收到所述通知消息时，即根据预先设定的幅度调整输出帧率。

下面结合附图对本发明的视频数据传输系统的具体实施方式作详细描述。

图2为一个实施例的视频数据传输系统结构示意图，包括：设于发送端的N个编码器和设于接收端的一个编码器，其中，N>1；

所述N个编码器与所述解码器之间通过业务通道进行连接；

所述N个编码器分别对N路视频数据进行并行编码得到N路数据流，并分别通过对应的业务通道传输至所述解码器；

所述解码器轮询所述业务通道并接收通道中的数据包，并对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。

上述视频数据传输系统，N个编码器与一个解码器建立业务通道，N个编码器同时对N路视频数据进行并行编码，然后通过各个业务通道将编码数据流调度至解码器，再通过轮询业务通道并接收数据流的数据包，进行串行解码得到视频解码数据；无需在接收端设置大量的解码器，降低了设备成本，减少了设备占据空间，而且采用多对一的连接方式，可以动态调整设备资源，设备大部分资源可以得到充分利用，设备利用率高，增强了编、解码之间业务调度的灵活性。

在一个实施例中，视频数据传输系统还可以包括：设于接收端的四个循环缓冲区、图像处理器以及缓冲区管理器。

所述循环缓冲区分别对应于N个所述业务通道，用于缓存业务通道中的数据包；

所述编码器还用于分别从所述循环缓冲区中拷贝数据包进行解码；

所述图像处理器，用于拼合所述视频解码数据；

所述缓冲区管理器用于建立、删除所述循环缓冲区，清除已拷贝的数据包，计算所述循环缓冲区当前缓存的数据容量占总存储容量的比例值，根据所述比例值发送通知信息控制所述编码器的输出帧率。

为了更清晰本发明的技术，下面结合附图阐述一个基于本发明的视频数据传输方法实现的应用实例。

图3示出了一个应用实例的视频数据传输系统结构示意图，在该应用实例中，包括设于发送端的四个编码器，设于接收端的一个解码器及四个循环缓冲区，用于拼合视频数据的图像处理器以及缓冲区管理器。

四个编码器（#1～#4），分别对四个摄像头(#1～#4)的视频数据进行编码，通过建立的业务通道传输至接收端，的四个循环缓冲区(M#1～M#4)，在循环缓冲区中进行缓存后拷贝至解码器进行解码，解码数据输出至图像处理器进行拼合，然后输出至显示装置进行合并显示，缓冲区管理器用于建立、删除循环缓冲区，清除数据包，记录循环缓冲区的数据包的起始位置，比例值的计算及记录每帧数据包的起始位置等。

在四个编码器与一个解码器建立起业务通道后，在接收端同时建立四个业务通道对应的循环缓冲区，用于缓存数据包。四个编码器开始编码，发送数据流至接收端，四路数据发送毫无顺序，互不相干，解码器通过接收线程轮询四个接收通道，接收数据包并缓存至循环缓冲区中，缓冲区管理器计算比例值，初始化各循环缓冲区，当比例值小于1/2时，暂时不进行数据解码，而是传输no signal（无信号）图片数据到解码器进行解码，当比例值等于或大于缓冲区小于1/2时，依据M#1～M#4的顺序从循环缓冲区中一帧一帧地拷贝取出数据包传输到解码器进行解码，解码得到的视频解码数据在拼接模块进行拼合后发送至显示装置进行显示。同时，实时计算偏移量，根据偏移量生成通知信息，通过私人协议的方式将通知消息发送至编码器进行输出帧率的调整。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种视频数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立发送端的N个编码器与接收端的解码器之间的业务通道，其中，N>1；

利用所述编码器对发送端的N路视频数据进行并行编码得到N路数据流；

将N路数据流分别通过对应的业务通道传输至接收端；

在接收端轮询所述业务通道并接收通道中的数据包；

利用所述解码器对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。

2.根据权利要求1所述的视频数据传输方法，其特征在于，还包括：将所述视频解码数据进行拼合。

3.根据权利要求2所述的视频数据传输方法，其特征在于，所述利用所述解码器对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据的步骤前还包括：

在接收端分别建立与所述业务通道对应的N个循环缓冲区；

将所述接收的数据包分别缓存至对应的循环缓冲区，并记录每帧数据包的缓存时间和起始位置信息；

在解码过程中，根据所述缓存时间和起始位置信息从所述循环缓冲区中读取数据包。

4.根据权利要求3所述的视频数据传输方法，其特征在于，所述根据所述缓存时间和起始位置信息从所述循环缓冲区中读取数据包的步骤包括：

根据缓存时间顺序选择数据包；

根据所述数据包的起始位置信息所述循环缓冲区中拷贝数据包内容；

在拷贝数据包完成后，将所述数据包所述循环缓冲区中删除。

5.根据权利要求4所述的视频数据传输方法，其特征在于，所述拷贝数据包的步骤包括：

计算所述循环缓冲区当前缓存的数据容量占总存储容量的比例值；

利用预设的阀值判断所述比例值，若所述比例值等于或大于所述阀值，则从循环缓冲区中拷贝数据包；否则发送无信号图像数据至解码器进行解码。

6.根据权利要求3所述的视频数据传输方法，其特征在于，还包括：

计算各个循环缓冲区的比例值超出所述设定阀值的偏移量；

将所述偏移量发送至发送端对应的编码器；

根据所述偏移量控制所述编码器的输出帧率。

7.根据权利要求6所述的视频数据传输方法，其特征在于，所述根据所述偏移量控制所述编码器的输出帧率的步骤包括：

若所述偏移量为正，则降低发送端的编码器的输出帧率，若所述偏移量为负，则提高发送端的编码器的输出帧率。

8.根据权利要求2所述的视频数据传输方法，其特征在于，所述将所述视频解码数据进行拼合的步骤包括：

读取视频解码数据的N个业务通道对应的图像数据帧的ID号；

根据所述ID号确定所述图像数据帧在拼合图像中的位置信息；

根据所述位置信息将N个图像数据帧组合成拼合获得拼合的视频数据。

9.一种视频数据传输系统，其特征在于，包括：设于发送端的N个编码器和设于接收端的一个编码器，其中，N>1；

所述N个编码器与所述解码器之间通过业务通道进行连接；

所述N个编码器分别对N路视频数据进行并行编码得到N路数据流，并分别通过对应的业务通道传输至所述解码器；

所述解码器轮询所述业务通道并接收通道中的数据包，并对所述数据包进行串行解码获得视频解码数据。

10.根据权利要求9所述的视频数据传输系统，其特征在于，还包括：设于接收端的四个循环缓冲区、图像处理器以及缓冲区管理器；

所述循环缓冲区分别对应于N个所述业务通道，用于缓存业务通道中的数据包；

所述编码器还用于分别从所述循环缓冲区中拷贝数据包进行解码；

所述图像处理器，用于拼合所述视频解码数据；

所述缓冲区管理器用于建立、删除所述循环缓冲区，清除已拷贝的数据包，计算所述循环缓冲区当前缓存的数据容量占总存储容量的比例值，根据所述比例值发送通知信息控制所述编码器的输出帧率。

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