CN112995610A - 共享内存在多路视频监控中运用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及共享内存在多路视频监控中运用的方法，所述方法包括：获取多路视频监控的视频帧率、编码速率；依据所述多路视频监控的视频帧率、编码速率，多路视频监控的主进程申请共享内存，并由主进程根据视频监控的路数和需求创建子进程；依据所述主进程申请的共享内存，采用原子同步方法，主进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的写操作，子进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的读操作。本申请的任何一个子进程出现故障都不会影响主进程及其他进程功能，能够有效避免软件的复杂度、易于维护、还能解决网络推流中的卡顿、延迟问题。

Description

共享内存在多路视频监控中运用的方法
技术领域
本发明涉及车载视频监控技术领域，尤其涉及共享内存在车载终端多路视频监控中的运用方法。
背景技术
在车载终端部署多路视频监控时，通常会把编码后的视频数据进行缓存，现有技术多采用单进程多线程方式进行视频后续处理，再经网络推送给不同的视频服务器，进而实现视频监控功能。对于多线程方式，每增加一路视频监控，就需要增加一路视频复用器和推流，增加了系统负载和软件复杂度，程序维护性差，而且任意一路出现故障都会影响其他路视频监控。
因此，现有技术需要改进。
发明内容
本发明的目的在于提出共享内存在多路视频监控中运用的方法，通过主进程负责共享内存的申请和数据写入，子进程负责共享内存的数据读操作，每个子进程独立完成视频的同步、复用、推流、存储等，不会因为某一个子进程的故障影响其他进程的功能。
为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种共享内存在多路视频监控中运用的方法，包括：
获取多路视频监控的视频帧率、编码速率；
依据所述多路视频监控的视频帧率、编码速率，多路视频监控的主进程申请共享内存，并由主进程根据视频监控的路数和需求创建子进程；
依据所述主进程申请的共享内存，采用原子同步方法，主进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的写操作，子进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的读操作。
可选的，所述获取多路视频监控的视频帧率、编码速率，包括：
多路视频监控的终端设备获取视频图像；
依据所述视频图像传输需求，获取多路视频监控的视频帧率、编码速率。
可选的，所述共享内存包括：头部、参数区、数据区；
所述参数区包括连续设定区段数的固定长度的帧参数，所述参数区的设定区段数N、区段开始序号start、区段结束序号end保存在所述头部；
所述数据区存储的数据长度由所述多路视频监控的视频帧的长度决定。
可选的，所述主进程用于申请共享内存、多路视频监控的视频帧数据的写入共享内存，以及子进程的创建和维护；
所述子进程以只读的方式共享主进程的共享内存。
可选的，所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据写入到所述共享内存的数据区；
所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据的显示时间戳PTS、帧类型frame、帧长度length、多路视频监控的视频帧数据在数据区的区段地址ptr写入到所述共享内存的参数区。
可选的，所述共享内存的参数区和数据区采用环形缓冲器，在所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据的写入共享内存时，所述视频帧数据写入到区段结束序号end除以设定区段数N的余数的区段内；
当所述视频帧数据写入共享内存完毕后，所述区段结束序号end加1；
此时，如果区段结束序号end大于设定区段数N，则区段开始序号start加1；
如果区段结束序号end减区段开始序号start的差值大于设定区段数N，则区段开始序号start等于区段结束序号end减设定区段数N，此时，主进程向共享内存再次写入多路视频监控的视频帧数据时，将覆盖已有数据。
可选的，所述子进程创建读参数pRead，所述读参数pRead用来记录读共享内存所在参数区的位置；
当某一区段的结束序号end等于区段开始序号start时，主进程在该区段没有多路视频监控的视频帧数据写入，子进程不能对该区段进行读操作；
当子进程的读参数pRead小于等于区段开始序号start时，子进程的读操作速度小于主进程的数据写入速度，子进程需要调整读操作的速度；
子进程执行读操作后，给出读参数pRead除以设定区段数N的余数块对应的数据区的区段地址Ptr，子进程执行数据区的区段地址Ptr的数据的读操作。
可选的，所述共享内存在多路视频监控中运用的方法还包括：
所述主进程依据所述多路视频监控的数据传输需求，创建推流子进程或存储子进程。
可选的，所述推流子进程用于将写入共享内存的多路视频监控的数据推送到云端服务器或流媒体服务器，实现多路视频实时监控。
可选的，所述存储子进程用于将写入共享内存的多路视频监控的数据存储到外部存储设备，实现多路视频实时监控的数据的存储。
由上可见，本申请提供的技术方案，通过共享内存的多进程方式实现车载终端多路视频监控的写入，主进程负责共享内存的申请和数据的写入，以及子进程的创建和维护，子进程以只读的方式共享主进程的内存；主进程对共享内存执行写操作，子进程对共享内存执行读操作，每个子进程按照要求独立完成视频同步、复用、封装、推流、存储等复杂功能，任何一个子进程出现故障都不会影响主进程及其他进程功能，能够有效避免软件的复杂度、易于维护、还能解决网络推流中的卡顿、延迟问题。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种共享内存在多路视频监控中运用的方法的流程图；
图2为本发明实施例中提供的一种共享内存在多路视频监控中运用的方法中的共享内存的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例
车载终端一般包括视频采集单元、视频预处理单元、视频编码单元、网络单元、存储单元。其中，视频采集单元一般包括摄像头等视频采集设备，用于获取视频图像；视频预处理单元一般是通过降噪、抖动、画质调整等方式对视频采集单元采集的视频图像进行处理；视频编码单元是对完成处理的视频图像进行编码，以适宜的视频帧率、编码速率、编码方式等完成视频图像的编码，在现有技术中，一般使用H.264或HEVC对视频图像进行编码，然后将完成编码的视频图像推送到传输信道。
在本申请的实施例中，完成编码的视频图像需要通过共享内存传输到相应的接收设备。
参照图1，本发明提供的一种共享内存在多路视频监控中运用的方法，包括：
步骤101，获取多路视频监控的视频帧率、编码速率。
具体的，由于多路视频监控的视频帧率和编码速率决定了视频传输的速度和占用带宽等要求，因此，在调用共享内存之前，需要首先获取多路视频监控的视频帧率、编码速率，然后计算多路视频监控的视频图像传输所需要共享内存的存储空间，以及共享内存如何分配存储空间等。
具体的，在本申请的一个实施例中，所述获取多路视频监控的视频帧率、编码速率，包括：
通过多路视频监控的终端设备获取视频图像；多路视频监控的终端设备为车载终端的视频采集单元的多个捕捉摄像头，通过多个捕捉摄像头来获取视频图像；
依据所述视频图像传输需求，获取多路视频监控的视频帧率、编码速率。
具体的，视频采集单元将采集的视频图像输入到视频预处理单元，由视频预处理单元对视频图像进行降噪、抖动、画质调整等操作后，将处理后的视频图像输出至视频编码单元，由视频编码单元对图像进行H.264或HEVC编码后，获取视频图像的编码信息；依据设定的视频编码帧率、编码速率，视频编码单元经过H.264或HEVC编码后，生成视频帧的显示时间戳PTS、视频帧长length、帧类型frame。
步骤102，依据所述多路视频监控的视频帧率、编码速率，多路视频监控的主进程申请共享内存，并由主进程根据视频监控的路数和需求创建子进程。
具体的，在多进程的工作模式中，往往有主进程和子进程之分，其中，主进程只有一个，主要用来根据多路视频监控的需求申请共享内存，将多路视频监控的视频帧数据的写入共享内存，创建和维护子进程；子进程设置多个，子进程主要用于从共享内存执行读操作，也就是读取设定区段的共享内存中的多路视频监控的视频帧数据，按照主进程分配的任务将读取的数据执行相应的操作。
步骤103，依据所述主进程申请的共享内存，采用原子同步方法，主进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的写操作，子进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的读操作。
具体的，采用原子同步方法可以避免共享内存的系统内核的损耗。
具体的，如图2所示，所述共享内存包括：头部、参数区、数据区；
所述参数区包括连续设定区段数的固定长度的帧参数，所述参数区的设定区段数N、区段开始序号start、区段结束序号end保存在所述头部；
在所述数据区存储的数据长度是可变的，所述数据区存储的数据长度由所述多路视频监控的视频帧的长度决定。可变的数据长度可以有效的节省占用共享内存。
所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据写入到所述共享内存的数据区；
所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据的显示时间戳PTS、帧类型frame、帧长度length、多路视频监控的视频帧数据在数据区的区段地址ptr写入到所述共享内存的参数区。
所述共享内存的参数区和数据区采用环形缓冲器，在所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据的写入共享内存时，所述视频帧数据写入到区段结束序号end%设定区段数N的区段内；所述视频帧数据写入到区段结束序号end%设定区段数N表示视频帧数据写入到区段结束序号end除以设定区段数N的余数。
当所述视频帧数据写入共享内存完毕后，所述区段结束序号end加1；
此时，如果区段结束序号end大于设定区段数N，则区段开始序号start加1；
如果区段结束序号end减区段开始序号start的差值大于设定区段数N，则区段开始序号start等于区段结束序号end减设定区段数N，此时，主进程向共享内存再次写入多路视频监控的视频帧数据时，将覆盖已有数据。此时，需要根据多路视频监控的视频帧数据的速率调整设定区段数N的值，保证子进程能够及时的把共享内存中的数据读出去，避免共享内存中存储的多路视频监控的视频帧数据丢失。
主进程创建和销毁子进程，子进程共享主进程的共享内存，在主进程创建了子进程后，所述子进程创建读参数pRead，所述读参数pRead用来记录读共享内存所在参数区的位置；
在子进程读取共享内存的数据时，亦存在着读取数据的区段开始序号start，和区段结束序号end，它是一个子进程的所读取的共享内存的空间，也可称之为子进程的共享内存，子进程的共享内存一样包括头部、参数区、数据区；所述参数区包括连续设定区段数的固定长度的帧参数，所述参数区的设定区段数N、区段开始序号start、区段结束序号end保存在所述头部。
当某一区段的结束序号end等于区段开始序号start时，主进程在该区段没有多路视频监控的视频帧数据写入，子进程不能对该区段进行读操作，此时子进程需要取消读操作；
当子进程的读参数pRead小于等于区段开始序号start时，子进程的读操作速度小于主进程的数据写入速度，子进程需要调整读操作的速度；当子进程的读操作速度小于主进程的数据写入速度时，会出现主进程写入数据到未来得及读取的数据区，那么，这些未来得及读取的数据的已有数据将会被覆盖，子进程将不能完成共享内存的数据读取，因此，需要调整设定区段数N的大小，以调整子进程的读操作的速度，或者减小主进程向共享内存中写入数据的速度，保证子进程能够及时把数据读出去，避免数据丢失。
子进程执行读操作后，给出读参数pRead除以设定区段数N的余数块对应的数据区的区段地址Ptr，子进程执行数据区的区段地址Ptr的数据的读操作。
主进程可以依据多路视频监控的数据存储或者传输的需要，创建推流子进程或存储子进程。
其中，所述推流子进程用于将写入共享内存的多路视频监控的数据推送到云端服务器或流媒体服务器，实现多路视频实时监控。
所述存储子进程用于将写入共享内存的多路视频监控的数据存储到外部存储设备，实现多路视频实时监控的数据的存储。以实现终端视频回放及回放控制，或实现短视频拼接。
相比于采用传统的技术手段，本申请通过共享内存的多进程方式实现车载终端多路视频监控的写入，主进程负责共享内存的申请和数据的写入，以及子进程的创建和维护，子进程以只读的方式共享主进程的内存；主进程对共享内存执行写操作，子进程对共享内存执行读操作，每个子进程按照要求独立完成视频同步、复用、封装、推流、存储等复杂功能，任何一个子进程出现故障都不会影响主进程及其他进程功能，能够有效避免软件的复杂度、易于维护、还能解决网络推流中的卡顿、延迟问题。
在本说明书的描述中，参考术语“在一实施例中”、“在又一实施例中”、 “示例性的”或“在具体的实施例中”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种共享内存在多路视频监控中运用的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取多路视频监控的视频帧率、编码速率；
依据所述多路视频监控的视频帧率、编码速率，多路视频监控的主进程申请共享内存，并由主进程根据视频监控的路数和需求创建子进程；
依据所述主进程申请的共享内存，采用原子同步方法，主进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的写操作，子进程向所述共享内存执行多路视频监控数据的读操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取多路视频监控的视频帧率、编码速率，包括：
多路视频监控的终端设备获取视频图像；
依据所述视频图像传输需求，获取多路视频监控的视频帧率、编码速率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共享内存包括：头部、参数区、数据区；
所述参数区包括连续设定区段数的固定长度的帧参数，所述参数区的设定区段数N、区段开始序号start、区段结束序号end保存在所述头部；
所述数据区存储的数据长度由所述多路视频监控的视频帧的长度决定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主进程用于申请共享内存、多路视频监控的视频帧数据的写入共享内存，以及子进程的创建和维护；
所述子进程以只读的方式共享主进程的共享内存。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据写入到所述共享内存的数据区；
所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据的显示时间戳PTS、帧类型frame、帧长度length、多路视频监控的视频帧数据在数据区的区段地址ptr写入到所述共享内存的参数区。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述共享内存的参数区和数据区采用环形缓冲器，在所述主进程将所述多路视频监控的视频帧数据的写入共享内存时，所述视频帧数据写入到区段结束序号end除以设定区段数N的余数的区段内；
当所述视频帧数据写入共享内存完毕后，所述区段结束序号end加1；
此时，如果区段结束序号end大于设定区段数N，则区段开始序号start加1；
如果区段结束序号end减区段开始序号start的差值大于设定区段数N，则区段开始序号start等于区段结束序号end减设定区段数N，此时，主进程向共享内存再次写入多路视频监控的视频帧数据时，将覆盖已有数据。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述子进程创建读参数pRead，所述读参数pRead用来记录读共享内存所在参数区的位置；
当某一区段的结束序号end等于区段开始序号start时，主进程在该区段没有多路视频监控的视频帧数据写入，子进程不能对该区段进行读操作；
当子进程的读参数pRead小于等于区段开始序号start时，子进程的读操作速度小于主进程的数据写入速度，子进程需要调整读操作的速度；
子进程执行读操作后，给出读参数pRead除以设定区段数N的余数块对应的数据区的区段地址Ptr，子进程执行数据区的区段地址Ptr的数据的读操作。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述主进程依据所述多路视频监控的数据传输需求，创建推流子进程或存储子进程。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述推流子进程用于将写入共享内存的多路视频监控的数据推送到云端服务器或流媒体服务器，实现多路视频实时监控。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述存储子进程用于将写入共享内存的多路视频监控的数据存储到外部存储设备，实现多路视频实时监控的数据的存储。
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CN117666451B (zh) * 2024-02-01 2024-05-10 合肥安迅精密技术有限公司 基于多进程的贴片机主控系统、方法

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