CN107071358B - 视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统 - Google Patents

视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统。所述系统包括视频采集终端、网络接入模块、视频拼接服务器和视频播放服务器；所述视频采集终端，用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，以及通过所述网络接入模块，将各视频帧发送给所述视频拼接服务器；其中N为不小于2的自然数；所述视频拼接服务器将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至所述视频播放服务器进行播放。本发明可以直接应用于室外运动场景下的全景虚拟现实直播，本发明将待拼接数据传输至服务器，耗费计算资源的复杂计算交由服务器完成，系统的前端模块轻巧，可以轻松的携带方便移动。

Description

视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统
技术领域
本发明涉及直播领域，特别是涉及一种视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统。
背景技术
目前，视频直播越来越受大众的欢迎，涉及的领域包括游戏、体育、赛事、社交、财经投资、娱乐现场、股票金融、校园、旅游、音乐现场、婚庆、在线教育、创业路演、招聘、亲子、健身、电子商务、医疗以及各类直播服务提供等数十个领域。由互联网以及流媒体技术进行直播，从而能够实时、全面地传播视频。
全景视频采用以计算机技术以及图像处理为核心，从多个视频图像采集设备上同步获得位置及角度不同并有部分重叠区域的视频图像，通过配准及融合等技术而得到全景视频图像。
现有全景视频直播采用定点的全景直播拍摄，无法做到实时移动直播，比如，在室外移动状态下的全景直播。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统。
为解决上述技术问题，本发明中的一种移动状态下的全景直播系统，包括视频采集终端、网络接入模块、视频拼接服务器和视频播放服务器；
所述视频采集终端，用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，以及通过所述网络接入模块，将各视频帧发送给所述视频拼接服务器；其中N为不小于2的自然数；
所述视频拼接服务器包括处理器和存储器，所述存储器存储有视频帧拼接程序，所述处理器执行所述视频拼接程序以实现以下步骤：
将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至所述视频播放服务器进行播放。
可选地，所述网络接入模块至少包括两种类型传输网络；
所述通过所述网络接入模块，将标记帧序列的各视频帧发送给所述视频拼接服务器，还包括：
每个视频帧经过多种类型传输网络冗余发送给所述视频拼接服务器，并对经过相应类型传输网络的视频帧标记传输网络类型。
具体地，所述视频采集终端，具体用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，对每路摄像头采集的所有视频帧进行路数标记，并对各个视频帧按照采集顺序进行帧序列标记；以及通过所述网络接入模块，将标记路数和帧序列的各视频帧分别发送给所述视频拼接服务器。
具体地，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧之前，还包括：
启动N个守护进程，每个守护进程根据视频帧上标记的路数对应接收每一路摄像头采集的视频帧。
具体地，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，包括：
启动视频拼接进程，针对任一帧全景视频帧：初始化链表，所述链表中每个元素为一个队列；
每个守护进程根据各视频帧的帧序列，将各路摄像头采集的一帧视频帧分别存储在相应一队列中；当其中一个队列中的视频帧的路数为N时，将链表中的各视频帧打包并标记帧序列发送至预设待拼接队列；
所述视频拼接进程监测待拼接队列，并进行拼接计算，生成一帧全景视频帧。
具体地，每个守护进程包含M个线程，每个线程对应一种类型传输网络；各个线程根据视频帧上标记的路数、帧序列和传输网络类型，对接收到的一帧视频帧，进行冗余处理，得到一路摄像头采集的一帧视频帧。
为解决上述技术问题，本发明中的一种视频拼接服务器，包括处理器和存储器，所述存储器存储有视频帧拼接程序，所述处理器执行所述视频拼接程序以实现以下步骤：
将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至所述视频播放服务器进行播放。
可选地，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧之前，还包括：
启动N个守护进程，每个守护进程根据视频帧上标记的路数对应接收每一路摄像头采集的视频帧。
具体地，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，包括：
启动视频拼接进程，针对任一帧全景视频帧：初始化链表，所述链表中每个元素为一个队列；
每个守护进程根据各视频帧的帧序列，将各路摄像头采集的一帧视频帧分别存储在相应一队列中；当其中一个队列中的视频帧的路数为N时，将链表中的各视频帧打包并标记帧序列发送至预设待拼接队列；
所述视频拼接进程监测待拼接队列，并进行拼接计算，生成一帧全景视频帧。
具体地，每个守护进程包含M个线程，每个线程对应一种类型传输网络；各个线程根据视频帧上标记的路数、帧序列和传输网络类型，对接收到的一帧视频帧，进行冗余处理，得到一路摄像头采集的一帧视频帧。
本发明有益效果如下：
本发明可以直接应用于室外运动场景下的全景虚拟现实直播，本发明将待拼接数据传输至服务器，耗费计算资源的复杂计算交由服务器完成，系统的前端模块轻巧，可以轻松的携带方便移动。
附图说明
图1是本发明实施例中全景直播系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中守护进程接收视频帧示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种视频拼接服务器和移动状态下的全景直播系统，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供一种移动状态下的全景直播系统，包括视频采集终端、网络接入模块、视频拼接服务器和视频播放服务器；
所述视频采集终端，用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，以及通过所述网络接入模块，将各视频帧发送给所述视频拼接服务器；其中N为不小于2的自然数；
所述视频拼接服务器包括处理器和存储器，所述存储器存储有视频帧拼接程序，所述处理器执行所述视频拼接程序以实现以下步骤：
将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至所述视频播放服务器进行播放。
其中，所述网络接入模块至少包括两种类型传输网络；
所述通过所述网络接入模块，将标记帧序列的各视频帧发送给所述视频拼接服务器，还包括：
每个视频帧经过多种类型传输网络冗余发送给所述视频拼接服务器，并对经过相应类型传输网络的视频帧标记传输网络类型，例如
Figure BDA0001273725770000041
k为传输网络类型。
所述视频采集终端，具体用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，对每路摄像头采集的所有视频帧进行路数标记，并对各个视频帧按照采集顺序进行帧序列标记；以及通过所述网络接入模块，将标记路数和帧序列的各视频帧分别发送给所述视频拼接服务器。
进一步说，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧之前，还包括：
启动N个守护进程，每个守护进程根据视频帧上标记的路数对应接收每一路摄像头采集的视频帧。
具体地，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，包括：
启动视频拼接进程，针对任一帧全景视频帧：初始化链表，所述链表中每个元素为一个队列；
每个守护进程根据各视频帧的帧序列，将各路摄像头采集的一帧视频帧分别存储在相应一队列中；当其中一个队列中的视频帧的路数为N时，将链表中的各视频帧打包并标记帧序列发送至预设待拼接队列；
所述视频拼接进程监测待拼接队列，并进行拼接计算，生成一帧全景视频帧。
具体地，每个守护进程包含M个线程，每个线程对应一种类型传输网络；各个线程根据视频帧上标记的路数、帧序列和传输网络类型，对接收到的一帧视频帧，进行冗余处理，得到一路摄像头采集的一帧视频帧。
例如，本发明实施例中全景直播系统包括视频采集终端、前端预处理装置、网络接入模块、视频拼接服务器、全景视频发布。
所述视频采集终端可以是全景视频相机，全景视频相机进行多路视频的采集，全景视频相机包含双目或多目摄像头，用于采集现场360°全景视频，保证视场的全方位覆盖，能够提供全景视频图像拼接所需要的全部信息。假设有N路摄像头，每路产生的视频帧为Pi，1<i≤N，i表示路数。
所述前端预处理是同时对每路摄像头采集的视频帧进行帧序列标记，用于记录视频帧的产生的顺序，每一帧的视频图像为
Figure BDA0001273725770000051
0<j，j表示帧序列。
网络接入模块提供无线局域网路(Net0)、移动通信运营商网络(Net1，Netk)。每帧的图像会通过每一种网络向机房服务器发送视频帧
Figure BDA0001273725770000061
共有M种传输网络负责共同传输视频，其中1<k≤M。
所在视频拼接服务器中启动N个守护进程，这些进程用于接收每一个对应摄像头发送过来的视频帧。
初始化链表L，链表中每个元素为一个队列。
对于每个守护进程来说，其中会包含M个线程来等待不同网络传送来的视频数据，在每个线程接收到的对应的视频帧后，将接收到的正确的视频帧
Figure BDA0001273725770000062
Figure BDA0001273725770000063
发送至链表L(j)的队列中，如果在队列L中不存在队列元素L(j)，则在L中加入队列元素L(j)。
根据守护进程接收视频帧的情况，链表L将动态地增减元素队列，队列用于存储每一帧全景视频的待拼接视频帧。当一个队列中的元素等于N，即
Figure BDA0001273725770000064
Figure BDA0001273725770000065
时，将这N个待拼接视频帧打包并标记帧序列发送至待拼接队列，如图2所示。
清除链表中L(j)的数据。
视频拼接进程监测待拼接队列，在待拼接队列中有待拼接视频包时，视频拼接进程进行拼接计算。
拼接计算包括：图像预处理、图像投影、图像特征提取、图像配准、图像融合。
最终将拼接完成的全景视频按照先前标记的帧序列排序，推送至视频服务器或者本地保存。
本发明实施例中系统可以直接应用于室外运动场景下的全景虚拟现实直播。
1、用户在使用本系统时，将待拼接数据传输至服务器，耗费计算资源的复杂计算交由服务器完成，系统的前端模块轻巧，可以轻松的携带方便移动，
2、系统通过多网冗余传送，减少在移动情况下的数据传送失误，提高移动直播时的可靠性。
本发明进一步一种视频拼接服务器，包括处理器和存储器，所述存储器存储有视频帧拼接程序，所述处理器执行所述视频拼接程序以实现以下步骤：
将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至所述视频播放服务器进行播放。
进一步，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧之前，还包括：
启动N个守护进程，每个守护进程根据视频帧上标记的路数对应接收每一路摄像头采集的视频帧。
其中，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，包括：
启动视频拼接进程，针对任一帧全景视频帧：初始化链表，所述链表中每个元素为一个队列；
每个守护进程根据各视频帧的帧序列，将各路摄像头采集的一帧视频帧分别存储在相应一队列中；当其中一个队列中的视频帧的路数为N时，将链表中的各视频帧打包并标记帧序列发送至预设待拼接队列；
所述视频拼接进程监测待拼接队列，并进行拼接计算，生成一帧全景视频帧。
具体说，每个守护进程包含M个线程，每个线程对应一种类型传输网络；各个线程根据视频帧上标记的路数、帧序列和传输网络类型，对接收到的一帧视频帧，进行冗余处理，得到一路摄像头采集的一帧视频帧。
本发明实施例中服务器在具体实现时，可以参阅上述系统中各实施例，在此不再具体赘述，其也具有上述系统的技术效果。
虽然本申请描述了本发明的特定示例，但本领域技术人员可以在不脱离本发明概念的基础上设计出来本发明的变型。
本领域技术人员在本发明技术构思的启发下，在不脱离本发明内容的基础上，还可以对本发明做出各种改进，这仍落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动状态下的全景直播系统，其特征在于，所述系统包括视频采集终端、网络接入模块、视频拼接服务器和视频播放服务器；
所述视频采集终端，用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，以及通过所述网络接入模块，将各视频帧发送给所述视频拼接服务器；其中N为不小于2的自然数；
所述视频拼接服务器包括处理器和存储器，所述存储器存储有视频帧拼接程序，所述处理器执行所述视频拼接程序以实现以下步骤：
将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至所述视频播放服务器进行播放；
所述视频采集终端，具体用于通过N路摄像头进行360°全景的视频帧采集，对每路摄像头采集的所有视频帧进行路数标记，并对各个视频帧按照采集顺序进行帧序列标记；以及通过所述网络接入模块，将标记路数和帧序列的各视频帧分别发送给所述视频拼接服务器；
所述网络接入模块至少包括两种类型传输网络；
所述通过所述网络接入模块，将标记帧序列的各视频帧发送给所述视频拼接服务器，还包括：
每个视频帧经过多种类型传输网络冗余发送给所述视频拼接服务器，并对经过相应类型传输网络的视频帧标记传输网络类型。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧之前，还包括：
启动N个守护进程，每个守护进程根据视频帧上标记的路数对应接收每一路摄像头采集的视频帧。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，包括：
启动视频拼接进程，针对任一帧全景视频帧：初始化链表，所述链表中每个元素为一个队列；
每个守护进程根据各视频帧的帧序列，将各路摄像头采集的一帧视频帧分别存储在相应一队列中；当其中一个队列中的视频帧的路数为N时，将链表中的各视频帧打包并标记帧序列发送至预设待拼接队列；
所述视频拼接进程监测待拼接队列，并进行拼接计算，生成一帧全景视频帧。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，每个守护进程包含M个线程，每个线程对应一种类型传输网络；各个线程根据视频帧上标记的路数、帧序列和传输网络类型，对接收到的一帧视频帧，进行冗余处理，得到一路摄像头采集的一帧视频帧。
5.一种视频拼接服务器，其特征在于，所述服务器包括处理器和存储器，所述存储器存储有视频帧拼接程序，所述处理器执行所述视频拼接程序以实现以下步骤：
将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，并推送至视频播放服务器进行播放；
所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，包括：
启动视频拼接进程，针对任一帧全景视频帧：初始化链表，所述链表中每个元素为一个队列；
每个守护进程根据各视频帧的帧序列，将各路摄像头采集的一帧视频帧分别存储在相应一队列中。
6.如权利要求5所述的服务器，其特征在于，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧之前，还包括：
启动N个守护进程，每个守护进程根据视频帧上标记的路数对应接收每一路摄像头采集的视频帧。
7.如权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述将各路摄像头采集的视频帧拼接成全景视频帧，还包括：
当其中一个队列中的视频帧的路数为N时，将链表中的各视频帧打包并标记帧序列发送至预设待拼接队列；
所述视频拼接进程监测待拼接队列，并进行拼接计算，生成一帧全景视频帧。
8.如权利要求7所述的服务器，其特征在于，每个守护进程包含M个线程，每个线程对应一种类型传输网络；各个线程根据视频帧上标记的路数、帧序列和传输网络类型，对接收到的一帧视频帧，进行冗余处理，得到一路摄像头采集的一帧视频帧。
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