CN104980819A - 一种视频传输方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种视频传输方法和装置，所述视频传输方法包括以下步骤：接收端向发送端发送视频实际传输情况的信息；发送端根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，如果视频传输情况良好，则传输原来的视频流，如果视频传输情况不好，则对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率；发送端将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包，向客户端进行传输。相应的，本发明还提供了一种视频传输装置，本发明提供的视频传输方法监控视频的实际传输情况，当视频传输情况不好时，则降低原视频流的码率，这样可以保障在网络状况不良的情况下，仍然能使视频流顺畅传输。
Description
技术领域
本发明涉及视频流传输领域，尤其涉及一种视频传输方法和装置。
背景技术
近年来，视频监控行业得到了快速的发展。伴随着物联网应用落地和普通家庭民用市场的兴起，整个安防行业市场规模迅速壮大。而用户群体和市场需求的迅猛增长，带动了视频监控行业技术持续创新。尤其是视频监控图像质量由起初的模拟信号标清发展到现在的数字信号高清，每路视频码流从512Kbps至2M、4M及10Mbps不断增大。
高清视频监控在带来更加清晰、逼真的视觉效果的同时，其海量的视频数据也对网络传输环境提出了更大的挑战。例如，采用标准H.264MainProfile压缩算法的高清网络摄像机，单路视频要达到1080P全实时(25fps)，需要的网络带宽至少要在4Mbps以上。而在实际应用中，由于网络带宽和负载等原因，在大并发情况下，易造成视频卡顿，不流畅。
在案件侦破过程中，流畅的视频对于案件侦破具有绝对的影响力，为了解决上述问题，目前主要通过两种途径进行控制，即视频流码率控制与网络传输控制。前者根据网络传输信道的情况来调整编码参数，以生成适合当前网络传输的视频流，从而使视频传输需要的带宽尽可能小，并能充分利用动态变化的带宽。后者根据网络传输带宽自适应地调节视频数据的发送量，当网络带宽良好时，减小视频数据丢弃率，增加数据发送速率，反之，增加视频数据丢弃率，减小数据发送速率。此类控制方法的关键是如何计算网络速率变化情况和采取视频数据丢弃策略，以减少视频流的抖动，提高播放的平稳特性。但这两种方法均有不足之处，视频流码率控制方法根据网络传输信道的情况来调整视频流，但是网络传输的信道情况并不能真实的反映当前视频的传输情况，有时整体上网络还不错，但是对于单个视频传输而言，也许动态占用的带宽就很少，此时仍然会造成视频卡顿、不流畅的情况。网络传输控制方法则容易在网络拥塞时容易造成视频数据频繁丢弃，使接收方视频播放不流畅，甚至因丢弃视频关键帧而无法解码。
发明内容
本发明的目的是提供一种视频传输方法和装置，用以解决现有技术中视频卡顿、不流畅的问题。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种视频传输方法，所述方法包括以下步骤：
接收端向发送端发送视频实际传输情况的信息；
发送端根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，如果视频传输情况良好，则传输原来的视频流，如果视频传输情况不好，则对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率；
发送端将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包，向客户端进行传输。
由上述技术方案可知，本发明提供的视频传输方法监控视频的实际传输情况，当视频传输情况不好时，则降低原视频流的码率，这样可以保障在网络状况不良的情况下，仍然能使视频流顺畅传输。
优选的，所述视频传输方法基于RTCP控制协议和RTP数据协议，所述视频实际传输情况的信息来源于RTCP信息包。
优选的，所述原来的视频流采用H.264或MPEG4压缩算法，如果视频传输情况不好时，采用H.265压缩算法对原视频流进行码率调整。
进一步的，所述发送端根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，具体包括以下步骤：
根据RTCP信息包计算出数据包丢失概率和数据包往返时延；
如果数据包丢失概率大于等于第一预设值或者数据包往返时延大于等于第二预设值，则判定视频传输情况不好，否则，判定视频传输情况良好。
进一步的，所述对原来的视频流进行动态码率调整的步骤，具体包括：
获取视频标准数据包；
对获取的视频标准数据包进行解析；
对解析后的视频标准数据包进行整合，拼接出完整的视频帧；
对视频帧进行解码操作；
利用H.265压缩算法对视频进行重编码。
相应的，本发明还提供了一种视频传输装置，所述视频传输装置包括：
信息发送单元，设置于接收端，用于向发送端发送视频实际传输情况的信息；
判断执行单元，设置于发送端，用于接收信息发送单元发送的视频实际传输情况的信息，并根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，如果视频传输情况良好，则向发送单元发送原来的视频流，如果视频传输情况不好，则调用转码单元对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将码率调整后的视频流发送到发送单元；
转码单元，设置于发送端，用于对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包；
发送单元，设置于发送端，用于接收判断执行单元发送的视频流数据，并将视频流数据向客户端进行传输。
优选的，所述视频传输装置是基于RTCP控制协议和RTP数据协议工作的，所述视频实际传输情况的信息来源于RTCP信息包。
优选的，所述原来的视频流采用H.264或MPEG4压缩算法，所述转码单元采用H.265压缩算法对原视频流进行码率调整。
进一步的，所述判断执行单元包括：
计算单元，用于接收RTCP信息包，并根据RTCP信息包计算出数据包丢失概率和数据包往返时延；
判断单元，用于判定视频传输情况是否良好，如果数据包丢失概率大于等于第一预设值或者数据包往返时延大于等于第二预设值，则判定视频传输情况不好，否则，判定视频传输情况良好；
执行单元，用于向发送单元发送视频流，当视频传输情况良好时，向发送单元发送原来的视频流，当视频传输情况不好时，则调用转码单元对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将码率调整后的视频流发送到发送单元。
进一步的，所述转码单元具体包括：
数据接收模块，用于从所述判断执行单元获取视频标准数据包；
解析模块，用于对获取的视频标准数据包进行解析；
整合模块，用于对解析后的视频标准数据包进行整合，拼接出完整的视频帧；
解码模块，用于对视频帧进行解码操作；
编码模块，用于利用H.265压缩算法对视频进行重编码
本发明能够在保证视频质量不变的情况下，降低视频码率，保障在网络状况不良的情况下，仍能顺畅传输，从而有效保证了视频传输的鲁棒性。
附图说明
图1是本发明视频传输方法的一个实施例的流程图；
图2是本发明视频传输方法的一个实施例的流程图；
图3是本发明视频传输方法的一个实施例对原来的视频流进行动态码率调整方法的流程图；
图4是本发明视频传输装置的一个实施例的结构示意图；
图5是本发明视频传输装置的一个实施例的结构示意图；
图6是本发明视频传输装置的一个实施例的转码单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，本发明视频的一个实施例提供了一种视频传输方法，所述方法包括以下步骤：
步骤101：接收端向发送端发送视频实际传输情况的信息；
步骤102：发送端根据视频实际传输情况的信息判断视频传输情况是否良好；
步骤103：如果视频传输情况良好，则传输原来的视频流；
步骤104：如果视频传输情况不好，则对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率；
步骤105：发送端将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包，向客户端进行传输。
本发明实施例提供的视频传输方法监控视频的实际传输情况，当视频传输情况不好时，则降低原视频流的码率，这样可以保障在网络状况不良的情况下，仍然能使视频流顺畅传输。
在本发明视频传输方法的其他优选的实施例中所述视频传输方法基于RTCP控制协议和RTP数据协议，所述视频实际传输情况的信息来源于RTCP信息包，可选的，所述视频实际传输情况的信息为接收端已接收数据包的最大序列号、丢失的数据包数据、延时抖动和时间戳等信息。
RTCP控制协议和RTP数据协议一起配合使用，当应用程序启动一个RTP会话时将同时占用两个端口，分别供RTP和RTCP使用。RTP本身并不能为按序传输数据包提供可靠的保证，也不提供流量控制和拥塞控制，这些都由RTCP来负责完成。通常RTCP会采用与RTP相同的分发机制，向会话中的所有成员周期性地发送RTCP信息包，每个RTCP信息包不封装声音数据或者电视数据，而是封装发送端和/或者接收端的统计数据，应用程序通过接收这些数据，从中获取会话参与者的相关资料，以及网络状况、分组丢失概率等反馈信息，从而能够对网络状况进行诊断。
具体的，应用程序将周期性地产生发送端报告SR，该发送端报告SR包含有不同媒体流间的同步信息，以及已经发送的数据包和字节的计数，接收端接收这些数据后向发送端发送视频实际传输情况的信息即接收端报告RR(包括已接收数据报的最大序列号、丢失的数据包数据、延时抖动和时间戳等信息)，发送端根据上述视频实际传输情况的信息进行判断，决定是否对原来的视频流进行动态码率调整，例如，发送端可以根据接收端发送的接收端报告RR估计出视频流往返发送端和接收端的时延，以及根据丢失的数据包数据计算出数据包丢失概率，然后根据数据包丢失概率和往返时延情况决定是否进行动态码率调整。
上述优选的实施例请参照图2，包括以下步骤：
步骤201：接收端向发送端发送接收端报告RR(包括已接收数据包的最大序列号、丢失的数据包数据、延时抖动和时间戳等)；
步骤2020：发送端根据接收端报告RR计算出数据包丢失概率和数据包往返时延；
步骤2021：判断数据包丢失概率是否大于等于第一预设值或者数据包往返时延是否大于等于第二预设值，如果其中之一符合条件，则判定视频传输情况不好，否则，判定视频传输情况良好；
步骤203：如果数据包丢失概率不大于等于第一预设值并且数据包往返时延不大于等于第二预设值，则发送端将原视频RTP包进行传送；
步骤204：如果数据包丢失概率大于等于第一预设值或者数据包往返时延大于等于第二预设值，则对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率；
步骤205：发送端将降低码率后的视频流打包成RTP数据包，向客户端进行传输。
具体的，数据包丢失概率和数据包往返时延可以通过如下方法获得。假设PMAX为接收数据包中最大的序列号、PMIN为接收数据包中起始序列号，丢失的数据包个数为PLOSTCOUNT，则数据包丢失概率PLR＝PLOSTCOUNT/PMAX-PMIN。
假设接收数据包的时刻为TIME2，接收端报告RR中包含的时间戳为TIME1，则往返时延t为：TIME2-TIME1。
可选的，也可以单纯根据数据包往返时延或者数据包丢失概率来判断视频传输的情况。作为本发明的优选实施例，同时考虑数据包往返时延和数据包丢失概率，能更准确的判断视频的实际传输情况，从而能更好的保证视频流顺畅传输。
优选的，在本发明视频传输方法的其他实施例中，所述原来的视频流采用H.264或MPEG4压缩算法，如果视频传输情况不好时，采用H.265压缩算法对原视频流进行码率调整。H.265压缩算法相比H.264等其他压缩算法，在视频质量相同的情况下，码率更低。保证了上述视频传输方法在不降低视频传输质量的前提下，保证了视频的流畅传输。
进一步的，请参照图3，在本发明视频传输方法的其他实施例中，所述对原来的视频流进行动态码率调整的步骤，具体包括：
步骤301：获取视频标准数据包；
步骤302：对获取的视频标准数据包进行解析；
步骤303：对解析后的视频标准数据包进行整合，拼接出完整的视频帧；
步骤304：对视频帧进行解码操作；
步骤305：利用H.265压缩算法对视频进行重编码。
相应的，本发明还提供了一种视频传输装置，请参照图4，本发明的视频传输装置的一个实施例包括：
信息发送单元401，设置于接收端，用于向发送端发送视频实际传输情况的信息；
判断执行单元402，设置于发送端，用于接收信息发送单元401发送的视频实际传输情况的信息，并根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，如果视频传输情况良好，则向发送单元401发送原来的视频流，如果视频传输情况不好，则调用转码单元403对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将码率调整后的视频流发送到发送单元404；
转码单元403，设置于发送端，用于对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包；
发送单元404，设置于发送端，用于接收判断执行单元402发送的视频流数据，并将视频流数据向客户端进行传输。
本发明实施例提供的视频传输装置监控视频的实际传输情况，当视频传输情况不好时，则降低原视频流的码率，这样可以保障在网络状况不良的情况下，仍然能使视频流顺畅传输。
在本发明视频传输装置的其他优选实施例中，所述视频传输装置是基于RTCP控制协议和RTP数据协议工作的，所述视频实际传输情况的信息来源于RTCP信息包。可选的，所述视频实际传输情况的信息为接收端已接收数据包的最大序列号、丢失的数据包数据、延时抖动和时间戳等信息。
进一步的，请参照图5，在本发明视频传输装置的其他优选实施例中，所述判断执行单元包括：
计算单元4020，用于接收RTCP信息包，并根据RTCP信息包计算出数据包丢失概率和数据包往返时延；
判断单元4021，用于判定视频传输情况是否良好，如果数据包丢失概率大于等于第一预设值或者数据包往返时延大于等于第二预设值，则判定视频传输情况不好，否则，判定视频传输情况良好；
执行单元4022，用于向发送单元发送视频流，当视频传输情况良好时，向发送单元发送原来的视频流，当视频传输情况不好时，则调用转码单元对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将码率调整后的视频流发送到发送单元。
具体的，应用程序将周期性地产生发送端报告SR，该发送端报告SR包含有不同媒体流间的同步信息，以及已经发送的数据包和字节的计数，接收端接收这些数据后向发送端发送视频实际传输情况的信息即接收端报告RR(包括已接收数据报的最大序列号、丢失的数据包数据、延时抖动和时间戳等信息)，发送端根据上述视频实际传输情况的信息进行判断，决定是否对原来的视频流进行动态码率调整，例如，发送端可以根据接收端发送的接收端报告RR估计出视频流往返发送端和接收端的时延，以及根据丢失的数据包数据计算出数据包丢失概率，然后根据数据包丢失概率和往返时延情况决定是否进行动态码率调整。
具体的，数据包丢失概率和数据包往返时延可以通过如下方法获得。假设PMAX为接收数据包中最大的序列号、PMIN为接收数据包中起始序列号，丢失的数据包个数为PLOSTCOUNT，则数据包丢失概率PLR＝PLOSTCOUNT/PMAX-PMIN。
假设接收数据包的时刻为TIME2，接收端报告RR中包含的时间戳为TIME1，则往返时延t为：TIME2-TIME1。
可选的，也可以单纯根据数据包往返时延或者数据包丢失概率来判断视频传输的情况。作为本发明的优选实施例，同时考虑数据包往返时延和数据包丢失概率，能更准确的判断视频的实际传输情况，从而能更好的保证视频流顺畅传输。
优选的，在本发明视频传输装置的其他实施例中，所述原来的视频流采用H.264或MPEG4压缩算法，所述转码单元采用H.265压缩算法对原视频流进行码率调整。H.265压缩算法相比H.264等其他压缩算法，在视频质量相同的情况下，码率更低。保证了上述视频传输方法在不降低视频传输质量的前提下，保证了视频的流畅传输。
进一步的，请参照图6，本发明视频传输装置的其他优选实施例中，所述转码单元具体包括：
数据接收模块4030，用于从所述判断执行单元获取视频标准数据包；
解析模块4031，用于对获取的视频标准数据包进行解析；
整合模块4032，用于对解析后的视频标准数据包进行整合，拼接出完整的视频帧；
解码模块4033，用于对视频帧进行解码操作；
编码模块4034，用于利用H.265压缩算法对视频进行重编码。
本发明的优选实施例利用RTCP和H.265动态降码率实现视频流实时高效传输。
需要说明的是，本发明在进行动态码率调整时需要耗费大量的机器性能，需要利用机器的GPU能力进行转码。
Claims (10)
1.一种视频传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收端向发送端发送视频实际传输情况的信息；
发送端根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，如果视频传输情况良好，则传输原来的视频流，如果视频传输情况不好，则对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率；
发送端将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包，向客户端进行传输。
2.根据权利要求1所述的视频传输方法，其特征在于，所述视频传输方法基于RTCP控制协议和RTP数据协议，所述视频实际传输情况的信息来源于RTCP信息包。
3.根据权利要求1或2所述的视频传输方法，其特征在于，所述原来的视频流采用H.264或MPEG4压缩算法，如果视频传输情况不好时，采用H.265压缩算法对原视频流进行码率调整。
4.根据权利要求2所述的视频传输方法，其特征在于，所述发送端根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，具体包括以下步骤：
根据RTCP信息包计算出数据包丢失概率和数据包往返时延；
如果数据包丢失概率大于等于第一预设值或者数据包往返时延大于等于第二预设值，则判定视频传输情况不好，否则，判定视频传输情况良好。
5.根据权利要求3所述的视频传输方法，其特征在于，所述对原来的视频流进行动态码率调整的步骤，具体包括：
获取视频标准数据包；
对获取的视频标准数据包进行解析；
对解析后的视频标准数据包进行整合，拼接出完整的视频帧；
对视频帧进行解码操作；
利用H.265压缩算法对视频进行重编码。
6.一种视频传输装置，其特征在于，包括：
信息发送单元，设置于接收端，用于向发送端发送视频实际传输情况的信息；
判断执行单元，设置于发送端，用于接收信息发送单元发送的视频实际传输情况的信息，并根据视频实际传输情况的信息对视频传输情况进行判断，如果视频传输情况良好，则向发送单元发送原来的视频流，如果视频传输情况不好，则调用转码单元对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将码率调整后的视频流发送到发送单元；
转码单元，设置于发送端，用于对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将降低码率后的视频流打包成标准视频数据包；
发送单元，设置于发送端，用于接收判断执行单元发送的视频流数据，并将视频流数据向客户端进行传输。
7.根据权利要求6所述的视频传输装置，其特征在于，所述视频传输装置是基于RTCP控制协议和RTP数据协议工作的，所述视频实际传输情况的信息来源于RTCP信息包。
8.根据权利要求6或7所述的视频传输装置，其特征在于，所述原来的视频流采用H.264或MPEG4压缩算法，所述转码单元采用H.265压缩算法对原视频流进行码率调整。
9.根据权利要求7所述的视频传输装置，其特征在于，所述判断执行单元包括：
计算单元，用于接收RTCP信息包，并根据RTCP信息包计算出数据包丢失概率和数据包往返时延；
判断单元，用于判定视频传输情况是否良好，如果数据包丢失概率大于等于第一预设值或者数据包往返时延大于等于第二预设值，则判定视频传输情况不好，否则，判定视频传输情况良好；
执行单元，用于向发送单元发送视频流，当视频传输情况良好时，向发送单元发送原来的视频流，当视频传输情况不好时，则调用转码单元对原来的视频流进行动态码率调整，降低原视频流的码率，并将码率调整后的视频流发送到发送单元。
10.根据权利要求8所述的视频传输装置，其特征在于，所述转码单元具体包括：
数据接收模块，用于从所述判断执行单元获取视频标准数据包；
解析模块，用于对获取的视频标准数据包进行解析；
整合模块，用于对解析后的视频标准数据包进行整合，拼接出完整的视频帧；
解码模块，用于对视频帧进行解码操作；
编码模块，用于利用H.265压缩算法对视频进行重编码。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151014 |