CN104394319B - 一种嵌入式的高清网络视频录像机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种嵌入式的高清网络视频录像机，包括：码流接收单元、抓拍单元、录像单元、预览单元、存储管理单元、回放单元和文件导出单元，所述码流接收单元分别与抓拍单元、录像单元和预览单元相连接，所述抓拍单元和录像单元与存储管理单元相连接，所述存储管理单元分别与回放单元和文件导出单元相连接；其中，所述码流接收单元用于获取音视频码流，并从音视频码流中提取出每一帧音视频编码的数据帧；所述抓拍单元用于缓存音视频码流所提取出的关键帧，当收到抓拍请求时直接存储当前缓存的关键帧数据。本发明在抓拍时不需要实时解码音视频数据，大大提高抓拍效率，支持连接大路数高清网络摄像机同时实现连续抓拍。

Description

一种嵌入式的高清网络视频录像机

技术领域

本发明涉及一种高清网络视频录像机，尤其涉及一种嵌入式的高清网络视频录像机。

背景技术

现有技术中，通过录像机实现抓拍时，一种方案是录像机接收视频码流，解码得到一帧原始图像数据，然后转换成图片文件存储，这种方式下，解码高清视频和转换图片文件都需要占用录像机较多的处理器资源，而监控视频的解码显示就已经占用了大部分处理器资源，因此支持不了大路数的高清视频同时连续抓拍；另一种方案是录像机发送抓拍请求给网络摄像机，摄像机抓拍图片并发送图片文件给录像机进行存储，这种方式要求网络摄像机的网络协议支持抓拍命令，而且抓拍时间间隔、图片质量和文件格式也受网络摄像机实现的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种具有对音视频进行长时间录像、抓拍、实时监控、回放和控制功能的高清网络视频录像机。

对此，本发明提供一种嵌入式的高清网络视频录像机，包括：码流接收单元、抓拍单元、录像单元、预览单元、存储管理单元、回放单元和文件导出单元，所述码流接收单元分别与抓拍单元、录像单元和预览单元相连接，所述抓拍单元和录像单元与存储管理单元相连接，所述存储管理单元分别与回放单元和文件导出单元相连接；

其中，所述码流接收单元用于获取音视频码流，并从音视频码流中提取出每一帧音视频编码的数据帧；所述码流接收单元解析提取出来的音视频编码的数据帧，并提供给录像单元、抓拍单元和预览单元；所述抓拍单元用于缓存音视频码流所提取出的关键帧，当收到抓拍请求时直接存储当前缓存的关键帧数据。

所述视频编码为对连续的图像进行帧间压缩编码，对视频进行连续编码能够得到以下数据帧：一个关键帧、多个非关键帧、一个关键帧、多个非关键帧、一个关键帧、多个非关键帧......，依此重复；所述关键帧的间隔可通过编码参数进行配置，所述关键帧是编码帧类型的一种，它的数据包含了解码该帧图像的全部信息，不依赖于其他帧，只需一个关键帧就可以解码还原一张视频图像；所述非关键帧的编解码依赖于前面的关键帧和非关键帧数据，如果只有单独一个非关键帧的数据是没法用的。

本发明所述的嵌入式的高清网络视频录像机是一套连接高清网络摄像机并进行图像存储处理的计算机系统，具有对音视频进行长时间录像、抓拍、实时监控、回放和控制的功能；与现有技术不同的是，本发明在抓拍时不需要解码视频，大大提高了抓拍效率，支持连接大路数高清网络摄像机同时实现连续抓拍。

本发明的进一步改进在于，所述码流接收单元将音视频码流的帧数据在传输时拆分为RTP包，并不断解析RTP包以提取出每一帧音视频编码的数据帧。所述RTP包是实时传送协议，将音视频码流的帧数据通过网络传输协议实时传输。

本发明的进一步改进在于，所述视频编码是对连续的图像进行帧间压缩编码，所述视频编码帧包括为I帧和P帧，所述I帧为关键帧，所述关键帧的数据包含了解码该帧图像的全部信息，不依赖于其他帧；所述P帧为非关键帧，所述非关键帧的数据依赖于前面一帧或多帧的数据编码而得到，在解码前面的数据帧之后才能解码该非关键帧的数据。

本发明的进一步改进在于，所述回放单元和文件导出单元通过对关键帧数据进行解码，进而得到原始图像数据以转换成图片文件。

本发明的进一步改进在于，在存储关键帧数据的时候，同时也保存了该关键帧的编码算法类型；解码过程中根据其编码算法类型用相应的解码器解码该关键帧数据，进而得到图像数据。

本发明的进一步改进在于，所述码流接收单元通过网卡接收网络高清码流数据，并将其存放到内存缓存队列中。

本发明的进一步改进在于，所述录像单元从内存缓存队列中读取音视频码流的数据帧，按照特定的录像文件格式，封装打包数据后将其存储到硬盘文件中，所述特定的录像文件格式可以是自定义的录像文件格式，或开放的mp4和avi等文件格式。

本发明的进一步改进在于，所述抓拍单元从内存缓存队列的音视频码流数据中提取关键帧，并存到硬盘文件中；所述预览单元从内存缓存队列中读取音视频码流的数据帧，通过解码显示到显示器的特定窗口区域；所述存储管理单元管理维护硬盘文件的状态，维护录像和抓拍文件的记录；所述回放单元从硬盘文件中检索文件，从文件中读取音视频编码的帧数据至内存，并进行解码显示；所述文件导出单元从硬盘文件中检索文件，从文件中读取音视频编码的帧数据至内存，然后存储到U盘文件中。

本发明的进一步改进在于，所述抓拍单元缓存最近一帧关键帧，抓拍时直接存储关键帧和解码该关键帧所需的参数，所述参数包括该关键帧的编码算法类型，以及该关键帧在文件中存放的位置和长度。

本发明的进一步改进在于，所述录像单元和抓拍单元的输出端分别与存储管理单元的输入端连接，所述存储管理单元用于实现存储和文件检索功能，所有的录像和抓拍文件都有记录存储于存储管理单元的数据表里，用于建立包括时间、通道和类型中至少一种检索参数的检索记录，以便从检索记录中得到文件存储信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过码流接收单元获取音视频码流，对音视频码流数据进行不断的提取、拆分和解析RTP包，以获得每一帧视频编码的数据帧；所述抓拍单元对音视频码流提取出的关键帧进行存储，当有抓拍请求时只需直接存储当前缓存的关键帧数据；所述回放和导出功能不需要长时间连续使用，也没有实时性要求，因此在图片回放和导出时，才对关键帧数据进行解码以得到原始图像数据，然后转换成图片文件；本发明在抓拍时不需要实时解码音视频数据，大大提高抓拍效率，支持连接大路数高清网络摄像机同时实现连续抓拍。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，本例提供一种嵌入式的高清网络视频录像机，包括：码流接收单元1、录像单元2、抓拍单元3、预览单元4、存储管理单元5、回放单元6和文件导出单元7，所述码流接收单元1分别与抓拍单元3、录像单元2和预览单元4相连接，所述抓拍单元3和录像单元2与存储管理单元5相连接，所述存储管理单元5分别与回放单元6和文件导出单元7相连接；

其中，所述码流接收单元1用于获取音视频码流，并从音视频码流中提取出每一帧音视频编码的数据帧；所述码流接收单元1解析提取出来的音视频编码的数据帧，并提供给录像单元2、抓拍单元3和预览单元4；所述抓拍单元3用于缓存音视频码流所提取出的关键帧，当收到抓拍请求时直接存储当前缓存的关键帧数据。

视频编码为对连续的图像进行帧间压缩编码，对音视频进行连续编码能够得到以下数据帧：一个关键帧、多个非关键帧、一个关键帧、多个非关键帧、一个关键帧、多个非关键帧......，依此重复；所述关键帧的间隔可通过编码参数进行配置，所述关键帧是编码帧类型的一种，它的数据包含了解码该帧图像的全部信息，不依赖于其他帧，只需一个关键帧就可以解码还原一张视频图像，例如：H264编码的SPS/PPS/IDR和MPEG4编码的I帧就是关键帧。

现有技术中，一般抓拍过程，通过需要解码视频的编码码流得到每一帧图像，然后再进行图像的编码压缩(如jpeg)得到图片文件；而这种高清视频的解码运算量很大，普通配置的cpu只支持3、4路高清1080p的视频实时解码。本例能够提供一种嵌入式的高清网络视频录像机，抓拍时不需要解码音视频，大大提高了抓拍效率，支持连接大路数高清网络摄像机同时连续抓拍，即能够连接同时连续抓拍的多路高清网络摄像机，如64路。

本例所述码流接收单元1将音视频码流的帧数据在传输时拆分为RTP包，并不断解析RTP包以提取出每一帧音视频编码的数据帧；所述RTP包是实时传送协议，将音视频码流的帧数据通过网络传输协议实时传输。

本例所述视频编码是对连续的图像进行帧间压缩编码，所述视频编码帧包括为I帧、P帧和B帧等，所述I帧为关键帧，所述关键帧的数据包含了解码该帧图像的全部信息，不依赖于其他帧；所述P帧、B帧为非关键帧，所述非关键帧的数据依赖于前面、后面一帧或多帧的数据编码而得到，在解码前面、后面的数据帧之后才能解码该非关键帧的数据。

本例所述回放单元6和文件导出单元7通过对关键帧数据进行解码，进而得到原始图像数据以转换成图片文件；在存储关键帧数据的时候，同时也保存了该关键帧的编码算法类型；解码过程中根据其编码算法类型用相应的解码器解码该关键帧数据，进而得到该帧图像数据，即图像的yuv数据。

本例所述码流接收单元1通过网卡接收网络高清码流数据，并将其存放到内存缓存队列中；所述录像单元2从内存缓存队列中读取音视频码流的数据帧，按照特定的录像文件格式，封装打包数据后将其存储到硬盘文件中；所述抓拍单元3从内存缓存队列的音视频码流数据中提取关键帧，并存到硬盘文件中；所述预览单元4从内存缓存队列中读取音视频码流的数据帧，通过解码显示到显示器的特定窗口区域；所述存储管理单元5管理维护硬盘文件的状态，维护录像和抓拍文件的记录；所述回放单元6从硬盘文件中检索文件，从文件中读取音视频编码的帧数据至内存，并进行解码显示；所述文件导出单元7从硬盘文件中检索文件，从文件中读取音视频编码的帧数据至内存，如果是抓拍文件则要解码关键帧，得到原始图像数据，重新编码成通用图片文件格式，然后存储到U盘文件中。

本例所述抓拍单元3缓存最近一帧关键帧，抓拍时直接存储关键帧和解码该关键帧所需的参数，所述参数包括该关键帧的编码算法类型以及该关键帧在文件中存放的位置和长度，以轻便快速地完成抓拍。所述关键帧的编码算法类型可以是h264。

本例所述录像单元2和抓拍单元3的输出端分别与存储管理单元5输入端连接；所述存储管理单元5提供磁盘存储和文件检索功能，所述录像单元2和抓拍单元3的输出端分别与存储管理单元5的输入端连接，所述存储管理单元5用于实现存储和文件检索功能，所有的录像和抓拍文件都有记录存储于存储管理单元5的数据表里，用于建立包括时间、通道和类型中至少一种检索参数的检索记录，以便从检索记录中得到文件存储信息。

本例所述存储管理单元5的另一端分别与回放单元6和文件导出单元7连接；回放单元6和文件导出单元7实现回放或导出抓拍文件时，检索出存储管理单元5里相应的视频关键帧数据和解码参数，解码得原始图像数据，然后转换成指定格式的图片文件。

本例通过码流接收单元1获取音视频码流，对音视频码流数据进行不断的提取、拆分和解析RTP包，以获得每一帧视频编码的数据帧；所述抓拍单元3对音视频码流提取出的关键帧进行存储，当有抓拍请求时只需直接存储当前缓存的关键帧数据；所述回放和导出功能不需要长时间连续使用，也没有实时性要求，因此在图片回放和导出时，才对关键帧数据进行解码以得到原始图像数据，然后转换成图片文件；本例在抓拍时不需要实时解码音视频数据，大大提高抓拍效率，支持连接大路数高清网络摄像机同时实现连续抓拍。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，包括：码流接收单元、抓拍单元、录像单元、预览单元、存储管理单元、回放单元和文件导出单元，所述码流接收单元分别与抓拍单元、录像单元和预览单元相连接，所述抓拍单元和录像单元与存储管理单元相连接，所述存储管理单元分别与回放单元和文件导出单元相连接；

其中，所述码流接收单元用于获取音视频码流，并从音视频码流中提取出每一帧音视频编码的数据帧；所述码流接收单元解析提取出来的音视频编码的数据帧，并提供给录像单元、抓拍单元和预览单元；所述抓拍单元用于缓存音视频码流所提取出的最近一帧关键帧，当收到抓拍请求时直接存储当前缓存的关键帧数据，所述关键帧数据为关键帧的参数，所述参数包括该关键帧的编码算法类型以及该关键帧在文件中存放的位置和长度；

所述回放单元和文件导出单元通过对关键帧数据进行解码，进而得到原始图像数据以转换成图片文件；在存储关键帧数据的时候，同时也保存了该关键帧的编码算法类型；解码过程中根据其编码算法类型用相应的解码器解码该关键帧数据，进而得到该帧图像数据；

所述录像单元和抓拍单元的输出端分别与存储管理单元的输入端连接，所述存储管理单元用于实现存储和文件检索功能，所有的录像和抓拍文件都有记录存储于存储管理单元的数据表里，用于建立包括时间、通道和类型中至少一种检索参数的检索记录，以便从检索记录中得到文件存储信息。

2.根据权利要求1所述的嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，所述码流接收单元将音视频码流的帧数据在传输时拆分为RTP包，并不断解析RTP包以提取出每一帧音视频编码的数据帧。

3.根据权利要求1所述的嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，所述视频编码是对连续的图像进行帧间压缩编码，所述视频编码帧包括为I帧和P帧，所述I帧为关键帧，所述关键帧的数据包含了解码该帧图像的全部信息，不依赖于其他帧；所述P帧为非关键帧，所述非关键帧的数据依赖于前面一帧或多帧的数据编码而得到，在解码前面的数据帧之后才能解码该非关键帧的数据。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，所述回放单元和文件导出单元通过对关键帧数据进行解码，进而得到原始图像数据以转换成图片文件。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，所述码流接收单元通过网卡接收网络高清码流数据，并将其存放到内存缓存队列中。

6.根据权利要求5所述的嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，所述录像单元从内存缓存队列中读取音视频码流的数据帧，按照特定的录像文件格式，封装打包数据后将其存储到硬盘文件中。

7.根据权利要求6所述的嵌入式的高清网络视频录像机，其特征在于，所述抓拍单元从内存缓存队列的音视频码流数据中提取关键帧，并存到硬盘文件中；所述预览单元从内存缓存队列中读取音视频码流的数据帧，通过解码显示到显示器的特定窗口区域；所述存储管理单元管理维护硬盘文件的状态，维护录像和抓拍文件记录；所述回放单元从硬盘文件中检索文件，从文件中读取音视频编码的帧数据至内存，并进行解码显示；所述文件导出单元从硬盘文件中检索文件，从文件中读取音视频编码的帧数据至内存，然后存储到U盘文件中。