CN110446099B - 一种局域网跨平台屏幕广播系统 - Google Patents

Abstract

本发明体提高一种局域网跨平台屏幕广播系统，该广播系统包括用于对广播视频进行处理并传输给PC端的教师端，用于对接收的广播视频进行比较判断，根据比较判断结果向教师端发送对应指令，还用于将接收的广播视频传输给学生端的PC端及用于对广播视频进行解码并播放的学生端；该广播系统保证了低延迟，低丢包率，高质量的屏幕广播。

Description

一种局域网跨平台屏幕广播系统

技术领域

本发明属于广播系统领域，特别涉及一种局域网跨平台屏幕广播系统。

背景技术

在进行远程教学的时候，需要进行多媒体教学，即教师端1将教学广播视频投递到PC端2，然后传输给学生端3进行观看。对于传统的PC端2而言，在网络环境好的情况下，一般不难实现。但是教师端1通常通过UDP广播方式进行屏幕广播，因为UDP是一种无链接的通信协议；虽然发送速度很快，但容易丢包；造成学生端3接收屏幕广播后，花屏或者丢帧现象严重。当网络环境不够稳定时，很容易造成屏幕广播质量的下降，甚至是屏幕停止，十分影响课堂的教学活动。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种局域网跨平台屏幕广播系统。

在一些实施例中，本发明体提高一种局域网跨平台屏幕广播系统，该广播系统包括：

教师端，所述教师端用于对广播视频进行处理并传输给PC端；

PC端，所述PC端用于对接收的广播视频进行比较判断，根据比较判断结果向教师端发送对应指令，还用于将接收的广播视频传输给学生端；

学生端，所述学生端用于对广播视频进行解码并播放。

在一些实施例中，所述教师端包括：

第一分割模块，用于将广播视频分割为n组Gop；

第一传输模块，用于按照顺序分别将每组Gop传输给PC端。

在一些实施例中，所述PC端包括：

第一接收模块，用于接收教师端传输的各组Gop，并为每一组Gop的视频序列添加时间信息标识，所述时间信息标识为接受到每一视频序列的时间；

缓存模块，用于将接收的视频序列缓存到缓存队列内；

通信模块，用于将缓存的视频序列发送给学生端；

第一判断模块，用于从第1组Gop开始遍历，判断每一组Gop的视频序列的完整性，当视频序列完整时，向第一比较模块发送指令；

第一比较模块，用于计算接收一组Gop的视频序列所用的时间间隔t，并与时间阈值t₁进行比较，当t≤t₁时，向教师端发送第一指令；当t＞t₁时，向教师端发送第二指令。

在一些实施例中，所述教师端还包括：

第二判断模块，当接收到PC端发送的第一指令时，用于判断下一待发送的Gop长度L与GoP长度阈值L₁进行比较，当L<L₁时，向第一调整模块发送指令；当L≥L₁时，向计算模块发送指令；

第一调整模块，用于插入P帧，延长Gop长度至L₁；

计算模块，用于计算Gop视频序列的质量分数G，并与质量分数阈值G₁进行比较，当G≥G₁时，不做处理；当G<G₁时，向第二调整模块发送指令；

第二调整模块，用于将Gop的长度降低至L₁，并插入P帧使得G≥G₁。

在一些实施例中，所述教师端还包括：

第三调整模块，当接收到PC端传输的第二指令时，计算t₁时间间隔内接收到的Gop的视频序列长度L₂，调整待发送的Gop的视频序列长度为L₂。

在一些实施例中，所述PC端还包括：

第三判断模块，当第一判断模块判断Gop的视频序列不完整时，判断对应的完整Gop视频序列内I帧的个数q，当q≤1时，向第二传输模块发送指令；当q＝2，m＝1时，判断接收到的两I帧之间的视频序列是否完整，如果完整向教师端发送第三指令，如果不完整向教师端发送第三指令且向第二传输模块发送指令；m为接收的不完整Gop视频序列内I帧的个数；

第二传输模块，用于向教师端发送传输冗余包的指令。

在一些实施例中，所述教师端端还包括：

第四调整模块，当接受到PC端传输的第三指令时，用于将Gop的视频序列内的第二个I帧放入下一组Gop视频序列内作为第一帧。

本发明提供一种局域网跨平台屏幕广播系统，该广播系统保证了低延迟，低丢包率，高质量的屏幕广播。

附图说明

图1为局域网跨平台屏幕广播系统的结构框图；

图2为其中一个实施例中教师端的结构框图；

图3为其中一个实施例中教师端和PC端的连接结构框图；

图4为其中一个实施例中PC端的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明其中一个实施例提供一种局域网跨平台屏幕广播系统，如图1所示，该广播系统包括：

教师端1，所述教师端1用于对广播视频进行处理并传输给PC端2；

参考图1，在一些优选的实施例中，教师端1包括：

第一分割模块11，用于将广播视频分割为n组Gop；为了保证传输速率，提高传输的流畅性和传输速率的一致性，教师端1每一组Gop的视频序列内不超过2个I帧，相邻两组Gop的视频序列内I帧个数不同，n＞1；每一组Gop内的视频序列都是按照时间戳的先后顺序进行排序；通常Gop序列可以为IPPBBPPBBPPBBIPPBBPP或者可以为IPPBBPPBBPPBB；

第一传输模块12，用于按照顺序分别将每组Gop传输给PC端2。

为了提高对Gop视频序列内I帧的快速检索，在每组Gop视频序列的I帧内均设置标识。

PC端2，所述PC端2用于对接收的广播视频进行比较判断，根据比较判断结果向教师端1发送对应指令，还用于将接收的广播视频传输给学生端3；PC端2可以为windows电脑等；

继续参考图1，在一些优选的实施例中，PC端2包括：

第一接收模块21，用于接收教师端1传输的各组Gop，并为每一组Gop的视频序列添加时间信息标识，所述时间信息标识为接受到每一视频序列的时间；添加时间标识便于计算接收Gop的时间；

缓存模块22，用于将接收的视频序列缓存到缓存队列内；

通信模块20，用于将缓存的视频序列发送给学生端3；

第一判断模块23，用于从第1组Gop开始遍历，判断每一组Gop的视频序列的完整性，当视频序列完整时，向第一比较模块24发送指令；判断每组Gop序列完整性时，通过将接收的Gop视频序列与其对应的完整Gop视频序列进行比较，例如，组成完整Gop视频序列的编号为从1至15，当接收的Gop视频序列缺少7或8，表示接收的Gop视频序列不完整，如果接收的Gop视频序列包括1-15，表示接收的Gop视频序列完整；该判断方法简便快速；

第一比较模块24，用于计算接收一组Gop的视频序列所用的时间间隔t，并与时间阈值t₁进行比较，当t≤t₁时，向教师端1发送第一指令；当t＞t₁时，向教师端1发送第二指令；

学生端3，所述学生端3用于对广播视频进行解码并播放。

首先，教师端1首先对广播视频进行压缩，然后按照一定的规则将组成广播视频的视频序列分成多组Gop，然后通过UDP协议传输给PC端2，PC端2对传输的每组Gop视频序列的完整性进行判断，当判断Gop视频序列完整时，判断传输该组Gop视频序列所用的时间与时间阈值的大小，根据与时间阈值的比较结果，向教师端1发送不同的指令。以此来保证学生端3观看广播视频的流畅性。

如图2所示，在一些实施例中，教师端1还包括：

第二判断模块13，当接收到PC端2发送的第一指令时，用于判断下一待发送的Gop长度L与GoP长度阈值L₁进行比较，当L<L₁时，向第一调整模块14发送指令；当L≥L₁时，向计算模块15发送指令；

第一调整模块14，用于插入P帧，延长Gop长度至L₁；

计算模块15，用于计算Gop视频序列的质量分数G，并与质量分数阈值G₁进行比较，当G≥G₁时，不做处理；当G<G₁时，向第二调整模块16发送指令；

e₁、e₂和e₃分别表示I、P和B帧平均质量分数的权重，e₁+e₂+e₃＝100％，a、b和c表示I、P和B帧的个数；G_Ii、G_Pi和G_Bi分别表示第i个I、P和B帧的质量分数；

其中I、P和B帧的质量分数按照如下公式计算：

f表示I、P或B帧，SD_f1表示未压缩f帧的像素标准偏差；SD_f2表示压缩后f帧的像素标准偏差；

第二调整模块16，用于将Gop的长度降低至L₁，并插入P帧使得G≥G₁；

第三调整模块17，当接收到PC端2传输的第二指令时，计算t₁时间间隔内接收到的Gop的视频序列长度L₂，调整待发送的Gop的视频序列长度为L₂。

教师端1接收PC端2传输的第一指令后，判断传输的视频序列长度，当视频序列长度小于长度阈值时，延长Gop长度，当长度大于长度阈值时，在继续判断传输的视频质量，当传输的视频序列质量分数高于阈值，不做处理，当传输的视频序列的质量分数低于阈值时，降低Gop视频序列的长度，并插入P帧；当接收PC端2传输的第二指令时，教师端1计算在预设t₁时间接收的视频序列长度，调整待发送Gop的长度；经过以上处理，降低了丢包率，不但保证了学生端3观看视频的流畅性，并且提高了视频观看的质量。

如图3所示，在一些优选的实施例中，所述PC端2还包括：

第三判断模块25，当第一判断模块23判断Gop的视频序列不完整时，判断对应的完整Gop视频序列内I帧的个数q，当q≤1时，向第二传输模块26发送指令；当q＝2，m＝1时，判断接收到的两I帧之间的视频序列是否完整，如果完整向教师端1发送第三指令，如果不完整向教师端1发送第三指令且向第二传输模块26发送指令；m为接收的不完整Gop视频序列内I帧的个数；

第二传输模块26，用于向教师端1发送传输冗余包的指令；该指令内包括需要发送的冗余包信息。

当PC端2判断接收的Gop视频序列不完整时，表示存在丢包情况，对丢包情况进行判断，此时判断对应完整的Gop视频序列内I帧的个数，当q≤1，向教师端1发送传输冗余包的指令；当q＝2，接收的视频序列内有1个I帧，且接收到的两I帧之间的视频序列完整时，向教师端1发送第三指令，不完整不但向教师端1发送第三指令还需要发送冗余包指令。保证视频传输的完整性、流畅性。

参考图3，在一些优选的实施例中，所述教师端1还包括：

第四调整模块18，当接受到PC端2传输的第三指令时，用于将Gop的视频序列内的第二个I帧放入下一组Gop视频序列内作为第一帧。

保证视频帧传输的效率，降低丢包情况。

教师端1包括两个发送通道，其中一个发送通道用于发送Gop视频序列，另一个用于发送冗余包。提高传输效率，不影响Gop视频序列的传输。

如图4所示，在一些优选的实施例中，所述PC端2还包括：

第二接收模块27，用于接收教师端1传输的冗余包；

第二比较模块28，用于将冗余包的帧率p与帧率阈值p₁进行比较，当p≥p₁时，向第三传输模块29发送指令；p₁小于教师端1传输视频帧的帧率p₂；

第三传输模块29，用于向教师端1发送以p₂的帧率传输冗余包。

逐渐提高冗余包的发送帧率保证不影响其余视频序列发送的帧率，提高观看流畅性。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种局域网跨平台屏幕广播系统，其特征在于，所述广播系统包括：

教师端，所述教师端用于对广播视频进行处理并传输给PC端；

PC端，所述PC端用于对接收的广播视频进行比较判断，根据比较判断结果向教师端发送对应指令，还用于将接收的广播视频传输给学生端；

学生端，所述学生端用于对广播视频进行解码并播放；

所述教师端包括：

第一分割模块，用于将广播视频分割为n组Gop；

第一传输模块，用于按照顺序分别将每组Gop传输给PC端；所述PC端包括：

第一接收模块，用于接收教师端传输的各组Gop，并为每一组Gop的视频序列添加时间信息标识，所述时间信息标识为接受到每一视频序列的时间；

缓存模块，用于将接收的视频序列缓存到缓存队列内；

通信模块，用于将缓存的视频序列发送给学生端；

第一判断模块，用于从第1组Gop开始遍历，判断每一组Gop的视频序列的完整性，当视频序列完整时，向第一比较模块发送指令；

第一比较模块，用于计算接收一组Gop的视频序列所用的时间间隔t，并与时间阈值t₁进行比较，当t≤t₁时，向教师端发送第一指令；当t＞t₁时，向教师端发送第二指令；所述教师端还包括：

第二判断模块，当接收到PC端发送的第一指令时，用于判断下一待发送的Gop长度L与GoP长度阈值L₁进行比较，当L<L₁时，向第一调整模块发送指令；当L≥L₁时，向计算模块发送指令；

第一调整模块，用于插入P帧，延长Gop长度至L₁；

计算模块，用于计算Gop视频序列的质量分数G，并与质量分数阈值G₁进行比较，当G≥G₁时，不做处理；当G<G₁时，向第二调整模块发送指令；

第二调整模块，用于将Gop的长度降低至L₁，并插入P帧使得G≥G₁。

2.如权利要求1所述的局域网跨平台屏幕广播系统，其特征在于，所述教师端还包括：

第三调整模块，当接收到PC端传输的第二指令时，计算t₁时间间隔内接收到的Gop的视频序列长度L₂，调整待发送的Gop的视频序列长度为L₂。

3.如权利要求2所述的局域网跨平台屏幕广播系统，其特征在于，所述PC端还包括：

第三判断模块，当第一判断模块判断Gop的视频序列不完整时，判断对应的完整Gop视频序列内I帧的个数q，当q≤1时，向第二传输模块发送指令；当q＝2，m＝1时，判断接收到的两I帧之间的视频序列是否完整，如果完整向教师端发送第三指令，如果不完整向教师端发送第三指令且向第二传输模块发送指令；m为接收的不完整Gop视频序列内I帧的个数；

第二传输模块，用于向教师端发送传输冗余包的指令。

4.如权利要求3所述的局域网跨平台屏幕广播系统，其特征在于，所述教师端还包括：

第四调整模块，当接受到PC端传输的第三指令时，用于将Gop的视频序列内的第二个I帧放入下一组Gop视频序列内作为第一帧。

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