CN104702970A - 一种同步视频数据的方法、设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步视频数据的方法、设备及系统，用以实现快速同步、并能兼顾视频数据的质量的目的。所述方法包括：抓取本客户端上视频的图片数据；对所述图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧；将所述H.264视频帧发送至服务器侧。

Description

一种同步视频数据的方法、设备及系统
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种同步视频数据的方法、设备及系统。
背景技术
随着计算机和网络技术的快速发展，多屏融合成为当前终端的发展趋势，能够随时随地地支持各种终端访问某一终端的视频数据，从而可以在电视机、计算机、手机、平板电脑等设备之间实现视频数据的同步和共享。例如，将手机或平板电脑的视频数据同步到电视机上，可以方便用户的使用。
相关技术中，用户可以通过HTTP(Hypertext Transfer Protocol，超文本传送协议)、FTP(File Transfer Protocol，文件传输协议)等协议将视频文件上传到服务器或向目标方提供视频文件地址，目标方通过使用浏览器登录网站播放视频文件，然而，这种方式增加了文件传输的复杂度以及网络带宽的压力。或者还可以通过邮件、蓝牙等方式交互视频文件，但是这种共享方式要求双方同时参与才可以完成。由此可见，目前常用的视频数据共享方法不能实现即快速同步播放，又兼顾高质量同步播放。
发明内容
本发明提供一种同步视频数据的方法、设备及系统，用以实现快速同步、并能兼顾视频数据的质量的目的。
本发明提供一种同步视频数据的方法，应用于客户端，包括：
抓取本客户端上视频的图片数据；
对所述图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧；
将所述H.264视频帧发送至服务器侧。
在本发明一实施例中，在对所述图片数据进行H.264编码的过程中，所述方法还包括：
实时监测待编码的图片数据的帧数；
若所述待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，则根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据；
所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：
对淘汰指定帧数后剩余的所述图片数据进行H.264编码。
在本发明一实施例中，所述根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据，包括：
计算所述待编码的图片数据的帧数与所述预设帧数阈值的比值；
若所述比值小于或等于2，则从所述待编码的图片数据的每相邻两帧中淘汰一帧；
若所述比值等于3，则从所述待编码的图片数据的每相邻三帧中淘汰两帧；
若所述比值等于4，则从所述待编码的图片数据的每相邻四帧中淘汰三帧。
在本发明一实施例中，若所述待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，所述方法还包括：降低H.264编码器的原始输出码率，得到降低输出码率后的H.264编码器；
所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：利用所述降低输出码率后的H.264编码器对所述图片数据进行H.264编码。
在本发明一实施例中，所述方法还包括：若所述待编码的图片数据的帧数小于预设帧数阈值，则将降低输出码率后的H.264编码器的输出码率调整至所述原始输出码率；
所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：利用所述原始输出码率的H.264编码器对所述图片数据进行H.264编码。
在本发明一实施例中，所述图片数据为ARGB格式的数据，所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：
将所述ARGB格式的图片数据转换成YUV420P格式的数据；
对所述YUV420P格式的数据进行H.264编码。
本发明还提供一种同步视频数据的方法，应用于服务器，包括：
接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，所述H.264视频帧由所述至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到；
对所述H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据；
播放所述图片数据。
本发明还提供一种同步视频数据的客户端，包括：
抓取模块，用于抓取本客户端上视频的图片数据；
编码模块，用于对所述图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧；
发送模块，用于将所述H.264视频帧发送至服务器侧。
本发明还提供一种同步视频数据的服务器，包括：
接收模块，用于接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，所述H.264视频帧由所述至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到；
解码模块，用于对所述H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据；
播放模块，用于播放所述图片数据。
本发明还提供一种同步视频数据的系统，包括：上述的至少一个客户端和上述的服务器。
本发明实施例的一些有益效果可以包括：
本发明实施例提供了将客户端的视频数据实时同步至服务器的方案，在客户端处抓取本客户端上视频的图片数据，并对图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧，然后将H.264视频帧发送至服务器侧。随后，在服务器侧接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据，最后播放图片数据。即，本发明通过H.264编码方式对视频数据编码，能够降低视频数据的数据量，从而在发送编码后的H.264视频帧至服务器时能够提高传输效率，并且H.264视频帧能够保证视频数据的质量，从而实现将客户端的视频数据快速同步至服务器，并能兼顾视频数据的质量的目的。进一步，本发明实施例能够实现多个客户端向服务器同步视频数据，满足多屏互动的场景，实现客户端用户多样化、个性化的需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1A为本发明一实施例中应用于客户端的同步视频数据的方法流程图；
图1B为本发明一实施例中应用于客户端的同步视频数据的方法示意图；
图2为本发明一实施例中实现步骤S12的流程图；
图3为本发明一实施例中实现步骤S22的流程图；
图4为本发明一实施例中应用于服务器的同步视频数据的方法的流程图；
图5为本发明一实施例中同一局域网内多个客户端和服务器多屏共享的示意图；
图6为本发明一实施例中结合客户端和服务器的同步视频数据的方法的流程图；
图7为本发明一实施例中同步视频数据的客户端的结构示意图；以及
图8为本发明一实施例中同步视频数据的服务器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1A所示为本发明一实施例中应用于客户端的同步视频数据的方法流程图，该方法包括以下步骤S11-S13：
步骤S11，抓取本客户端上视频的图片数据。
在该步骤中，本客户端播放视频，此时桌面抓取线程尽最大能力抓取桌面的图片数据，该图片数据的格式可以为ARGB格式的数据，或者还可以为其它格式的数据，本发明不限于此。若图片数据为ARGB格式的数据，则将ARGB格式的图片数据转换成YUV420P格式的数据，进而对YUV420P格式的数据进行H.264编码。
步骤S12，对图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧。
在该步骤中，H.264是国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式，其具备低码率、高质量的图像、容错能力强、网络适应性强等特点，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像，正因为如此，经过H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。
步骤S13，将H.264视频帧发送至服务器侧。
这里，客户端与服务器可以位于同一局域网内，此时本发明实施例提供的同步视频数据的方案可以应用在这样的场景：在同一个办公室、演播室、教室等场所往往存在一个局域网，在这个局域网内部有很多客户端或终端，将这些客户端或终端上的视频数据同步投射到同一个服务器，满足多屏互动的需求。
本发明实施例提供了将客户端的视频数据实时同步至服务器的方案，在客户端处抓取本客户端上视频的图片数据，并对图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧，然后将H.264视频帧发送至服务器侧。随后，在服务器侧接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据，最后播放图片数据。即，本发明通过H.264编码方式对视频数据编码，能够降低视频数据的数据量，从而在发送编码后的H.264视频帧至服务器时能够提高传输效率，并且H.264视频帧能够保证视频数据的质量，从而实现将客户端的视频数据快速同步至服务器，并能兼顾视频数据的质量的目的。进一步，本发明实施例能够实现多个客户端向服务器同步视频数据，满足多屏互动的场景，实现客户端用户多样化、个性化的需求。
图1B所示为本发明一实施例中应用于客户端的同步视频数据的方法示意图，其中，ARGB数据帧队列是编码线程取数据的缓冲区。当终端的CPU使用率很高时，H.264编码的效率就会降低，这样就会造成数据在编码线程的队列内滞留，也就无法实时传输到服务器端，也就造成了客户端和服务器端桌面不同步。本发明实施例中提供了解决这个不同步的问题的方案，即进行淘汰或丢弃多余的帧，以及降低输出码率的处理方案。
如图2所示为本发明一实施例中实现步骤S12的流程图，该流程图实现的是淘汰或丢弃多余的帧的处理方案，包括以下步骤S21-S23：
步骤S21，在对图片数据进行H.264编码的过程中，实时监测待编码的图片数据的帧数。
步骤S22，若待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，则根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据。
这里的预设帧数阈值N是一个经验值，如果只有N帧在等待，编码线程就取第一帧进行正常编码，编码完成就交给发送线程发送给服务器端。
步骤S23，对淘汰指定帧数后剩余的图片数据进行H.264编码。
在本发明另一实施例中，步骤S22中若待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据，本发明提供了一种优选的方案，如图3所示为本发明一实施例中实现步骤S22的流程图，包括步骤S31-S34：
步骤S31，计算待编码的图片数据的帧数与预设帧数阈值的比值。
步骤S32，若上述比值小于或等于2，则从待编码的图片数据的每相邻两帧中淘汰一帧。
步骤S33，若上述比值等于3，则从待编码的图片数据的每相邻三帧中淘汰两帧。
步骤S34，若上述比值等于4，则从待编码的图片数据的每相邻四帧中淘汰三帧。
以上介绍了淘汰或丢弃多余的帧的处理方式，下面介绍降低输出码率的处理方式。即，若待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，则降低H.264编码器的原始输出码率，得到降低输出码率后的H.264编码器，进而利用降低输出码率后的H.264编码器对图片数据进行H.264编码。这里的码率是指每秒时间内的数据流量，码率越高，对画面的描述就越精细，画质的损失就越小，所得到的画面就越接近于原始画面。
下面通过一具体实施例详细介绍上述两种处理方式。
在上文图1B所示的方案中，ARGB数据帧队列是编码线程取数据的缓冲区，这个缓冲区数据帧的数量是判断编码是否实时的指标。不妨设ARGB数据帧队列中的帧数为m。当抓取线程向该队列增加一帧时，则m＝m+1，当编码线程取走一帧时，则m＝m-1。假设ARGB数据帧队列中有N帧是编码是否实时的指标，N是一个经验值，一般是10左右。当m>N时就需要做两个编码加速处理：
(1)当m>N时做淘汰帧的处理，
If(m/N<＝2){将队列中每相邻的2帧淘汰1帧}
If(m/N＝＝3){将队列中每相邻的3帧淘汰2帧}
If(m/N＝＝4){将队列中每相邻的4帧淘汰3帧}
一般m/N>4是不会发生的，因为对每一帧编码前都会做这个判断，m不会在短时间内增加很大。
(2)当m>N时做降低编码输出码率的处理，即重新以更低的输出码率设置编码器，然后进行编码。
另外，若待编码的图片数据的帧数小于预设帧数阈值，则将降低输出码率后的H.264编码器的输出码率调整至原始输出码率，进而利用原始输出码率的H.264编码器对图片数据进行H.264编码。例如，当客户端CPU使用率低于20％，并且m<N时，重新以原始的输出码率设置编码器，然后进行编码。
相应的，图4所示为本发明一实施例中应用于服务器的同步视频数据的方法的流程图，该方法包括以下步骤S41-S43：
步骤S41，接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，H.264视频帧由至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到。
步骤S42，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据。
步骤S43，播放图片数据。
在本实施例中，接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据，最后播放图片数据。由于H.264视频帧保证了视频数据的质量，因而其解析得到的图片画面质量较高，满足用户对视频数据质量的要求。
下面结合客户端和服务器来介绍本发明提供的同步视频数据的方案。如图5所示为本发明一实施例中同一局域网内多个客户端和服务器多屏共享的示意图。如图6所示为本发明一实施例中结合客户端和服务器的同步视频数据的方法的流程图，该方法包括以下步骤S61-S66：
步骤S61，至少一个客户端的桌面抓取线程抓取桌面的图片数据。
在该步骤中，该图片数据的格式可以为ARGB格式的数据，或者还可以为其它格式的数据，本发明不限于此。若图片数据为ARGB格式的数据，则将ARGB格式的图片数据转换成YUV420P格式的数据，进而对YUV420P格式的数据进行H.264编码。
步骤S62，至少一个客户端对图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧。
当终端的CPU使用率很高时，H.264编码的效率就会降低，这样就会造成数据在编码线程的队列内滞留，也就无法实时传输到服务器端，也就造成了客户端和服务器端桌面不同步。本发明实施例中提供了解决这个不同步的问题的方案，即进行淘汰或丢弃多余的帧，以及降低输出码率的处理方案。上文详细介绍了这两种处理方式，此处不再赘述。
步骤S63，至少一个客户端将H.264视频帧发送至服务器侧。
步骤S64，服务器接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，H.264视频帧由至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到。
步骤S65，服务器对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据。
步骤S66，服务器播放图片数据。
在本实施例中，抓取本客户端上视频的图片数据，并对图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧，然后将H.264视频帧发送至服务器侧。随后，在服务器侧接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据，最后播放图片数据，从而实现了将客户端的视频数据实时同步至服务器，并能兼顾视频数据的质量的目的。
对应于上述实施例中的应用于客户端的同步视频数据的方法，本发明还提供了一种同步视频数据的客户端。如图7所示为本发明一实施例中同步视频数据的客户端的结构示意图，包括：
抓取模块71，用于抓取本客户端上视频的图片数据；
编码模块72，用于对所述图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧；
发送模块73，用于将所述H.264视频帧发送至服务器侧。
本发明实施例的上述客户端：在客户端处抓取本客户端上视频的图片数据，并对图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧，然后将H.264视频帧发送至服务器侧。随后，在服务器侧接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据，最后播放图片数据。即，本发明通过H.264编码方式对视频数据编码，能够降低视频数据的数据量，从而在发送编码后的H.264视频帧至服务器时能够提高传输效率，并且H.264视频帧能够保证视频数据的质量，从而实现将客户端的视频数据快速同步至服务器，并能兼顾视频数据的质量的目的。进一步，本发明实施例能够实现多个客户端向服务器同步视频数据，满足多屏互动的场景，实现客户端用户多样化、个性化的需求。
在本发明一实施例中，上述编码模块72还用于：
实时监测待编码的图片数据的帧数；
若所述待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，则根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据；
对淘汰指定帧数后剩余的所述图片数据进行H.264编码。
在本发明一实施例中，上述编码模块72还用于：
计算所述待编码的图片数据的帧数与所述预设帧数阈值的比值；
若所述比值小于或等于2，则从所述待编码的图片数据的每相邻两帧中淘汰一帧；
若所述比值等于3，则从所述待编码的图片数据的每相邻三帧中淘汰两帧；
若所述比值等于4，则从所述待编码的图片数据的每相邻四帧中淘汰三帧。
在本发明一实施例中，上述编码模块72还用于：
若所述待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，降低H.264编码器的原始输出码率，得到降低输出码率后的H.264编码器；
利用降低输出码率后的H.264编码器对所述图片数据进行H.264编码。
在本发明一实施例中，上述编码模块72还用于：
若所述待编码的图片数据的帧数小于预设帧数阈值，则将降低输出码率后的H.264编码器的输出码率调整至所述原始输出码率；
利用所述原始输出码率的H.264编码器对所述图片数据进行H.264编码。
在本发明一实施例中，所述图片数据为ARGB格式的数据，上述编码模块72还用于：
将所述ARGB格式的图片数据转换成YUV420P格式的数据；
对所述YUV420P格式的数据进行H.264编码。
对应于上述实施例中的应用于服务器的同步视频数据的方法，本发明还提供了一种同步视频数据的服务器。如图8所示为本发明一实施例中同步视频数据的服务器的结构示意图，包括：
接收模块81，用于接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，所述H.264视频帧由所述至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到；
解码模块82，用于对所述H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据；
播放模块83，用于播放所述图片数据。
本发明实施例的上述服务器：接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，对H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据，最后播放图片数据。由于H.264视频帧保证了视频数据的质量，因而其解析得到的图片画面质量较高，满足用户对视频数据质量的要求。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种同步视频数据的系统，包括：上述的至少一个客户端以及上述的服务器。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种同步视频数据的方法，应用于客户端，其特征在于，包括：
抓取本客户端上视频的图片数据；
对所述图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧；
将所述H.264视频帧发送至服务器侧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在对所述图片数据进行H.264编码的过程中，所述方法还包括：
实时监测待编码的图片数据的帧数；
若所述待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，则根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据；
所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：
对淘汰指定帧数后剩余的所述图片数据进行H.264编码。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设策略淘汰指定帧数的图片数据，包括：
计算所述待编码的图片数据的帧数与所述预设帧数阈值的比值；
若所述比值小于或等于2，则从所述待编码的图片数据的每相邻两帧中淘汰一帧；
若所述比值等于3，则从所述待编码的图片数据的每相邻三帧中淘汰两帧；
若所述比值等于4，则从所述待编码的图片数据的每相邻四帧中淘汰三帧。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，
若所述待编码的图片数据的帧数大于预设帧数阈值，所述方法还包括：降低H.264编码器的原始输出码率，得到降低输出码率后的H.264编码器；
所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：利用所述降低输出码率后的H.264编码器对所述图片数据进行H.264编码。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述待编码的图片数据的帧数小于预设帧数阈值，则将降低输出码率后的H.264编码器的输出码率调整至所述原始输出码率；
所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：利用所述原始输出码率的H.264编码器对所述图片数据进行H.264编码。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图片数据为ARGB格式的数据，所述对所述图片数据进行H.264编码，包括：
将所述ARGB格式的图片数据转换成YUV420P格式的数据；
对所述YUV420P格式的数据进行H.264编码。
7.一种同步视频数据的方法，应用于服务器，其特征在于，包括：
接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，所述H.264视频帧由所述至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到；
对所述H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据；
播放所述图片数据。
8.一种同步视频数据的客户端，其特征在于，包括：
抓取模块，用于抓取本客户端上视频的图片数据；
编码模块，用于对所述图片数据进行H.264编码，得到编码后的H.264视频帧；
发送模块，用于将所述H.264视频帧发送至服务器侧。
9.一种同步视频数据的服务器，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收来自至少一个客户端的H.264视频帧，其中，所述H.264视频帧由所述至少一个客户端对图片数据进行H.264编码得到；
解码模块，用于对所述H.264视频帧进行解码，得到解码后的图片数据；
播放模块，用于播放所述图片数据。
10.一种同步视频数据的系统，其特征在于，包括：权利要求8所述的至少一个客户端和权利要求9所述的服务器。
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