CN110677688A - 流媒体图像推送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及推送系统技术领域，具体公开了流媒体图像推送系统，包括采集模块、共享服务器、流媒体服务器和用户端；采集模块用于采集流媒体信息，并基于RUDP协议传输至共享服务器，流媒体信息包括视频流数据；共享服务器用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器；流媒体服务器用于将流媒体信息中的视频流数据编码为H.264格式视频流；用户端用于访问流媒体服务器，并进行身份验证，当身份验证通过时，流媒体服务器将H.264格式视频流推送至用户端。采用本发明的技术方案能在网络环境较差的情况下保持低延迟推送。

Description

流媒体图像推送系统
技术领域
本发明涉及推送系统技术领域，特别涉及流媒体图像推送系统。
背景技术
为了提高商品的知名度和认知度、加强社会公众对企业和商品品牌的印象、维持和扩大广告品牌的市场占有率，很多企业都会选择投放广告的形式来经营自己的品牌。其中，户外广告LED屏由于安装的位置大都处于如商业广场等人流量较大的地方，不少企业在进行广告投放时，都会投入一定比例的费用到户外广告LED屏当中。
不过，和电视广告或者网络广告相比，企业主难以对户外广告LED屏进行有效的监控,难以知晓户外广告LED屏的实时播放情况。为此申请人同日申请了广告监控推送系统，通过对LED屏进行监控，将监控的内容实时发送给企业主，使企业主可以随时随地监控广告的播放情况。
目前广告的实时推送一般采用HLS协议，但是采用HLS协议向广告主直播监控的内容，会有较高的延迟，通常在10-30s，较高的延迟会降低用户体验。而且,通常广告主观看推送视频的网络环境不确定，当广告主处于复杂的网络环境下时,延迟有可能会进一步的增大，会极大的影响用户体验。
为此，需要一种能在网络环境较差的情况下保持低延迟推送的系统。
发明内容
本发明的目的在于提供流媒体图像推送系统，以降低推送的延迟。
为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：
流媒体图像推送系统，包括采集模块、共享服务器、流媒体服务器和用户端；
采集模块用于采集流媒体信息，并基于RUDP协议传输至共享服务器，流媒体信息包括视频流数据；
共享服务器用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器；
流媒体服务器用于将流媒体信息中的视频流数据编码为H.264格式视频流；
用户端用于访问流媒体服务器，并进行身份验证，当身份验证通过时，流媒体服务器用于将H.264格式视频流推送至用户端。
基础方案原理及有益效果如下：
本方案中，共享服务器将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器，采用RTMP协议与采用HLS协议相比，延迟更低。RUDP协议可靠性高，在网络较差的环境中也能实现稳定传输，采集模块基于RUDP协议将流媒体信息传输至共享服务器，与单单采用HLS协议传输相比，能保证在较差的网络环境下流媒体信息的传输。
进一步,所述用户端与流媒体服务器之间通过英特网连接,流媒体服务器还用于判断与用户端的网络连接情况，当判断为网络拥堵时,流媒体服务器在编码时调整H.264格式视频流的参数。
通过在网络拥堵时调整H.264格式视频流的参数，能使H.264格式视频流根据网络环境做出针对性改变，降低网络拥堵带来的影响，保证从流媒体服务器到用户端的推送顺畅和低延迟。
进一步，所述流媒体服务器包括编码单元、缓存单元、判断单元和推送单元；
编码单元用于根据设置的参数将视频流数据编码为H.264格式视频流，编码单元每编码完成一帧H.264格式视频帧，均缓存至缓存单元；
推送单元用于从缓存单元中获取编码完成的H.264格式视频帧，并推送至用户端；推送单元每推送完成一帧H.264格式视频帧后，将该H.264格式视频帧从缓存单元删除；
判断单元用于每隔预设时间获取缓存单元中H.264格式视频帧的数量，基于H.264格式视频帧的数量判断与用户端的网络连接情况；当数量大于第一阈值时，判断单元判断为网络拥堵，判断单元调低当前参数；当数量小于第二阈值时，判断单元判断为网络通畅，判断单元调高当前参数；当数量大于或等于第二阈值且小于或等于第一阈值时，判断单元判断为网络正常，判断单元维持当前参数。
当流媒体服务器到用户端的网络拥堵时，推送单元从缓存单元中获取编码完成的H.264格式视频帧并推送至用户端的速度变慢，而编码单元编码H.264格式视频帧的速度不便，故H.264格式视频帧会逐渐在缓存单元中堆积。判断单元通过缓存单元中H.264格式视频帧的数量能有效判断出网络是否拥堵，判断单元根据网络情况动态调整当前参数，能保证推送的顺畅，同时降低延迟。
进一步，所述用户端访问流媒体服务器时，向流媒体服务器发送用户ID和用户密码；流媒体服务器用于验证用户ID和用户密码的有效性，当用户ID和用户密码均有效时，身份验证通过。
通过身份验证环节，能避免非法登陆，从而能有效控制登陆用户的数量，降低流媒体服务器的压力。
进一步，当用户ID和用户密码均有效时，流媒体服务器还判断当前是否已存在用同样的用户ID验证通过的用户端，如果存在，取消该用户端的身份验证。
流媒体服务器通过判断当前是否已存在用同样的用户ID验证通过的用户端，能避免多个用户端用同一个用户ID登陆的情况，能有效降低流媒体服务器的压力。
进一步，所述参数包括分辨率和帧率。
通过调整分辨率和帧率，可以有效调整H.264格式视频帧占用的带宽，保证推送的流畅和低延迟。
进一步，所述第一阈值为30-60；第二阈值为2-5。
当数量小于2-5时，网络质量好，此时判断单元调高当前参数，能提高H.264格式视频帧的质量，增强用户的观看体验。
进一步，所述预设时间为1-5秒。
判断单元通过每隔预设时间获取缓存单元中H.264格式视频帧的数量，能及时获取网络状态信息。
进一步，所述采集模块包括采集单元、第一处理单元和通信单元；采集单元与第一处理单元信号连接，第一处理单元与通信单元信号连接；
第一处理单元用于从采集单元获取视频流数据，对视频流数据进行初步处理；视频流数据包括完整视频帧；第一处理单元将初步处理后的流媒体信息发送至通信单元，通信单元用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器；
初步处理时，第一处理单元用于识别流媒体信息每一完整视频帧中的显示屏和背景，并将只包含显示屏的画面裁剪作为显示屏视频帧，将只包含背景的画面裁剪作为背景视频帧；第一处理单元将初步处理后的流媒体信息发送至通信单元时，第一处理单元用于每发送预设数量的显示屏视频帧后，同时发送一次显示屏视频帧和背景视频帧；
流媒体服务器还包括第二处理单元，第二处理单元用于将接收到显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，将组合视频帧发送至编码单元。
由于户外广告LED屏是固定的，拍摄时，周围环境的画面通常不变，所以不必每一帧图像都传输背景视频帧；通过第二处理单元以后期合成的方式将背景视频帧和显示屏视频帧结合，也能满足用户查看是不是指定位置的户外广告LED屏在播放广告的需求。
进一步，第二处理单元整合组合视频帧时，将当前接收的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧。
换句话说，当第二处理单元接收到同时发送的显示屏视频帧和背景视频帧时，将此时的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，后续会接收到若干帧单独的显示屏视频帧，此时将背景视频帧和若干帧单独的显示屏视频帧一一整合为组合视频帧；直到再次接收到新的同时发送的显示屏视频帧和背景视频帧时，将此时新的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，如此循环。本方案中，不用每次都传输完整视频帧，减少了数据传输量，对网络的要求更低，在网络波动或者网络带宽小的情况下，也能保证传输的稳定性。
附图说明
图1为流媒体图像推送系统实施例一的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例一
如图1所示，流媒体图像推送系统，包括采集模块、共享服务器、流媒体服务器和用户端。
采集模块用于采集流媒体信息，并基于RUDP协议传输至共享服务器，流媒体信息包括视频流数据；本实施例中，采集模块采用视频摄像头。共享服务器用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器；本实施例中，共享服务器和流媒体服务器均采用阿里云服务器。
流媒体服务器包括编码单元、缓存单元、判断单元、推送单元和验证单元；
编码单元用于根据设置的参数将视频流数据编码为H.264格式视频流，编码单元每编码完成一帧H.264格式视频帧，均缓存至缓存单元；推送单元用于从缓存单元中获取编码完成的H.264格式视频帧，并推送至用户端；推送单元每推送完成一帧H.264格式视频帧后，将该H.264格式视频帧从缓存单元删除。
判断单元用于每隔预设时间获取缓存单元中H.264格式视频帧的数量，基于H.264格式视频帧的数量判断与用户端的网络连接情况；当数量大于第一阈值时，判断单元判断为网络拥堵，判断单元调低当前参数；当数量小于第二阈值时，判断单元判断为网络通畅，判断单元调高当前参数；当数量大于或等于第二阈值且小于或等于第一阈值时，判断单元判断为网络正常，判断单元维持当前参数。参数包括分辨率和帧率。第一阈值为30-60；第二阈值为2-5。预设时间为1-5秒。本实施例中，第一阈值具体为30；第二阈值具体为2；预设时间具体为2秒。
用户端用于访问流媒体服务器，用户端访问流媒体服务器时，向流媒体服务器发送用户ID和用户密码；流媒体服务器的验证单元用于验证用户ID和用户密码的有效性，当用户ID和用户密码均有效时，身份验证通过。当用户ID和用户密码均有效时，验证单元还判断当前是否已存在用同样的用户ID验证通过的用户端，如果存在，取消该用户端的身份验证。推送单元将H.264格式视频流推送至验证通过的用户端。本实施例中，用户端为手机、平板电脑或PC。
本实施例中，共享服务器将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器，采用RTMP协议与采用HLS协议相比，延迟更低。RUDP协议可靠性高，在网络较差的环境中也能实现稳定传输，采集模块基于RUDP协议将流媒体信息传输至共享服务器，与单单采用HLS协议传输相比，能保证在较差的网络环境下流媒体信息的传输。
实施例二
流媒体图像推送系统，与实施例一的区别在于，采集模块包括采集单元、第一处理单元和通信单元；采集单元与第一处理单元信号连接，第一处理单元与通信单元信号连接。
本实施例中，采集单元采用视频摄像头；第一处理单元用于从采集单元获取视频流数据，对视频流数据进行初步处理；视频流数据包括完整视频帧。第一处理单元将初步处理后的流媒体信息发送至通信单元，通信单元用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器。
初步处理时，第一处理单元用于识别流媒体信息每一完整视频帧中的显示屏和背景，并将只包含显示屏的画面裁剪作为显示屏视频帧，将只包含背景的画面裁剪作为背景视频帧。本实施例中，显示屏指户外广告LED屏；背景指画面中除户外广告LED屏以外的画面，通常是周围环境的画面。
第一处理单元将初步处理后的流媒体信息发送至通信单元时，第一处理单元用于每发送预设数量的显示屏视频帧后，同时发送一次显示屏视频帧和背景视频帧。换句话说，连续发送若干帧单独的显示屏视频帧后，下一次发送时，同时包含显示屏视频帧和背景视频帧；如此循环。
流媒体服务器还包括第二处理单元，第二处理单元用于将接收到显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，将组合视频帧发送至编码单元。
第二处理单元整合为组合视频帧时，将当前接收的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧。换句话说，当第二处理单元接收到同时发送的显示屏视频帧和背景视频帧时，将此时的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，后续会接收到若干帧单独的显示屏视频帧，此时将背景视频帧和若干帧单独的显示屏视频帧一一整合为组合视频帧；直到再次接收到新的同时发送的显示屏视频帧和背景视频帧时，将此时新的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，如此循环。
由于户外广告LED屏是固定的，拍摄时，周围环境的画面通常不变，所以不必每一帧图像都传输背景视频帧；通过第二处理单元以后期合成的方式将背景视频帧和显示屏视频帧结合，也能满足用户查看是不是指定位置的户外广告LED屏在播放广告的需求。本方案中，不用每次都传输完整视频帧，减少了数据传输量，对网络的要求更低，在网络波动或者网络带宽小的情况下，也能保证传输的稳定性。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.流媒体图像推送系统，其特征在于，包括采集模块、共享服务器、流媒体服务器和用户端；
采集模块用于采集流媒体信息，并基于RUDP协议传输至共享服务器，流媒体信息包括视频流数据；
共享服务器用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器；
流媒体服务器用于将流媒体信息中的视频流数据编码为H.264格式视频流；
用户端用于访问流媒体服务器，并进行身份验证，当身份验证通过时，流媒体服务器用于将H.264格式视频流推送至用户端。
2.根据权利要求1所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述用户端与流媒体服务器之间通过英特网连接,流媒体服务器还用于判断与用户端的网络连接情况，当判断为网络拥堵时,流媒体服务器在编码时调整H.264格式视频流的参数。
3.根据权利要求2所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述流媒体服务器包括编码单元、缓存单元、判断单元和推送单元；
编码单元用于根据设置的参数将视频流数据编码为H.264格式视频流，编码单元每编码完成一帧H.264格式视频帧，均缓存至缓存单元；
推送单元用于从缓存单元中获取编码完成的H.264格式视频帧，并推送至用户端；推送单元每推送完成一帧H.264格式视频帧后，将该H.264格式视频帧从缓存单元删除；
判断单元用于每隔预设时间获取缓存单元中H.264格式视频帧的数量，基于H.264格式视频帧的数量判断与用户端的网络连接情况；当数量大于第一阈值时，判断单元判断为网络拥堵，判断单元调低当前参数；当数量小于第二阈值时，判断单元判断为网络通畅，判断单元调高当前参数；当数量大于或等于第二阈值且小于或等于第一阈值时，判断单元判断为网络正常，判断单元维持当前参数。
4.根据权利要求1所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述用户端访问流媒体服务器时，向流媒体服务器发送用户ID和用户密码；流媒体服务器用于验证用户ID和用户密码的有效性，当用户ID和用户密码均有效时，身份验证通过。
5.根据权利要求4所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：当用户ID和用户密码均有效时，流媒体服务器还判断当前是否已存在用同样的用户ID验证通过的用户端，如果存在，取消该用户端的身份验证。
6.根据权利要求3所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述参数包括分辨率和帧率。
7.根据权利要求3所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述第一阈值为30-60；第二阈值为2-5。
8.根据权利要求3所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述预设时间为1-5秒。
9.根据权利要求3所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：所述采集模块包括采集单元、第一处理单元和通信单元；采集单元与第一处理单元信号连接，第一处理单元与通信单元信号连接；
第一处理单元用于从采集单元获取视频流数据，对视频流数据进行初步处理；视频流数据包括完整视频帧；第一处理单元将初步处理后的流媒体信息发送至通信单元，通信单元用于将流媒体信息基于RTMP协议传输至流媒体服务器；
初步处理时，第一处理单元用于识别流媒体信息每一完整视频帧中的显示屏和背景，并将只包含显示屏的画面裁剪作为显示屏视频帧，将只包含背景的画面裁剪作为背景视频帧；第一处理单元将初步处理后的流媒体信息发送至通信单元时，第一处理单元用于每发送预设数量的显示屏视频帧后，同时发送一次显示屏视频帧和背景视频帧；
流媒体服务器还包括第二处理单元，第二处理单元用于将接收到显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧，将组合视频帧发送至编码单元。
10.根据权利要求9所述的流媒体图像推送系统，其特征在于：第二处理单元整合组合视频帧时，将当前接收的显示屏视频帧和背景视频帧整合为组合视频帧。
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