CN113596370A - 一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法，具体步骤是：执法记录仪移动中时，每隔一定时间或一定距离获取一次当前的经纬度，并上传到服务器；当服务器接收到执法记录仪的经纬度时，通过算法得到对应的网络带宽数据；然后服务器将得到的网络带宽数据获取到相应的分辨率和码率数据；服务器将最终得到的分辨率和码率数据返回给执法记录仪；执法记录仪在收到返回的数据后，与自身当前所使用的设置进行对比。本发明将耗时的调节操作，集中压缩到了前期绘测地域网格和网络带宽数据的过程，基于此流程的视频码流调节方式，能实时地主动地去更新当前视频录制并上传的码流相关参数，减少了执法记录仪用户调节参数的频繁程度。

Description

一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法
技术领域
本发明涉及视频传输领域，具体涉及一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法。
背景技术
执法记录仪，又称为现场执法影像记录仪或单警执法视音频记录仪，集数码摄像、数码照相、对讲送话器功能于一身，能够对执法过程中进行动态、静态的现场情况数字化记录。并通过提供有效的现场影像资料，方便案件指挥与侦破以及检察机关取证。
然而，在实现将执法记录仪录制的视频流实时上传到服务器的时候，执法记录仪在使用中长伴随以下两个状况：首先，执法人员执法的环境不固定且分布于各种场所；其次，视频数据的传输在很大程度上依赖于公共移动网络的带宽。因此，执法人员所处环境的公共移动网络带宽的大小决定了其可传输的视频流的码流的大小。码流(Data Rate，也叫码率)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，不同分辨率会匹配一个码流区间。如果用户处于一个网络带宽较低的区域时，其带宽所能支持的视频流的码流较低，而用户移动到网络带宽较高的区域时，其执法记录仪允许传输的视频流的码流即可相应提高。
在已有的处理方案中，为了适配高低不同的网络带宽，设计者常常将视频的分辨率和码率设置为一个合适的值，使其在不同的环境都可以流畅的上传视频，但是这种做法牺牲了在较高带宽时使用更高分辨率和码率的能力，为了改善这个问题，另一种方案被提出，即提供快捷设置方式，方便使用者调节分辨率和码率。然而，这种方式非常依赖用户的主动操作，和用户对各区域的熟悉程度。一旦出现用户忘记操作或用户不了解其所处环境，就会出现一直用最低设置或者高设置的情况。
因此，提供一种方便用户在不同区域使用执法记录仪时，能主动修改上传的视频流的分辨率和码率，适应当前网络带宽，减少用户操作频率的视频流的码流自适应方式即为我们所期望提供的方案。
发明内容
为了实现适配不同区域的网络带宽，主动修改上传的视频流的分辨率和码率，减少用户的操作频率，本发明提供了一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方式。
本发明的技术方案是：通过获取当前经纬度，与后台处搜集的网络带宽地域网格做比较，获取最优的码流设置方案，并按照该方案主动调节执法记录仪的编码码流。地域网格是指根据属地管理、地理布局、现状管理等原则，将管辖地域划分成若干网格状的单元，并以此单元为基本单位进行管理。在本发明中，基于地域网格的概念，将会把地理区域具体地按照公共移动网络的网络带宽再细化划分成一个个面积不定但相对较小的单元，使得对每一个这样的单元来说，其单元内的网络带宽是相差不大的。将所述的每个网格状单元作为一个地域网格并赋予其一个ID，再通过预先对每个单元区域的网络带宽值进行测算搜集整理，并建立一个地域网格ID与网络带宽值的映射关系表。
依托这样一个基于地域网格的带宽数据，本发明将按照以下步骤完成执法记录仪码流的更新：
(1)执法记录仪移动中时，每隔10秒获取一次加速度和陀螺仪数据，并根据匀加速运动公式计算运动距离，取每次距离超过100m获取一次当前的经纬度，并上传到服务器；
(2)当服务器接收到执法记录仪的经纬度时，通过地理围栏算法将该经纬度与搜集的地域网格数据进行比较，获取该经纬度所在地域网格的ID，并通过已得到的地域网格ID，遍历预先测算的地域网格ID与网络带宽值映射关系表，得到这个地域网格ID对应的网络带宽数据；
(3)服务器将得到的网络带宽数据带入下表中，获取到相应的分辨率和码率数据。其中当网络带宽小于60kb/s时无法传输视频，所以不考虑。
带宽范围 ≥60kb/s ≥120kb/s ≥250kb/s ≥500kb/s ≥1mb/s
分辨率 320x240 320x240 480x360 640x480 1280x720
码率 60kbps 120kbps 250kbps 500kbps 1mbps
带宽范围 ≥2mb/s ≥3mb/s ≥4mb/s ≥8mb/s
分辨率 1920x1080 1920x1080 1920x1080 1920x1080
码率 2mbps 3mbps 4mbps 8mbps
(4)服务器将最终得到的分辨率和码率数据返回给执法记录仪；
(5)执法记录仪在收到返回的数据后，与自身当前所使用的设置进行对比。如果分辨率和码率与当前的设置一致，则重复执行步骤(1)；如果分辨率和码率与当前的设置不一致，则重新设置视频录制和上传的相关参数，同时重复执行步骤(1)。
本发明的有益效果是：
1.更高的分辨率和清晰度。通过服务器返回的视频的参数更新当前执法记录仪已经设置的视频参数，使得执法记录仪在使用的过程中一直保持较高的分辨率和清晰度；
2.实时性和主动性。执法记录仪更新视频参数设置的过程都交由程序自主执行。用户不再需要频繁操作执法记录仪，且定时或定距离更新参数保证了执法记录仪的每次更新都是实时的，避免了用户操作的滞后性；
3.灵活性。在采集数据的过程中，各个网格的大小可以自由地根据实际情况划定，也保证了数据的准确性。更新数据的时机也可以根据使用的交通工具来灵活确定。
附图说明
图1是本发明一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法的流程图；
图2是本发明中地理坐标到网络带宽的映射关系示意图；
图3是本发明中最小外包矩形的示意图；
图4是本发明中最小外包矩形索引算法的示意图；
图5是本发明中射线法具体方式的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明通过获取当前经纬度，与后台处搜集的网络带宽地域网格做比较，获取最优的码流设置方案，并按照该方案主动调节执法记录仪的编码码流。地域网格是指根据属地管理、地理布局、现状管理等原则，将管辖地域划分成若干网格状的单元，并以此单元为基本单位进行管理。在本发明中，基于地域网格的概念，将会把地理区域具体地按照公共移动网络的网络带宽再细化划分成一个个面积不定但相对较小的单元，使得对每一个这样的单元来说，其单元内的网络带宽是相差不大的。将所述的每个网格状单元作为一个地域网格并赋予其一个ID，再通过预先对每个单元区域的网络带宽值进行测算搜集整理，并建立一个地域网格ID与网络带宽值的映射关系表，如图2所示。
依托这样一个基于地域网格的带宽数据，本发明将按照如图1所示的步骤完成执法记录仪码流的更新：
(1)执法记录仪移动中时，每隔10秒获取一次加速度和陀螺仪数据(初始数据为0)，并根据匀加速运动公式计算运动距离，取每次距离超过100m获取一次当前的经纬度，并上传到服务器；
(2)当服务器接收到执法记录仪的经纬度时，通过地理围栏算法将该经纬度与搜集的地域网格数据进行比较，获取该经纬度所在地域网格的ID，并通过已得到的地域网格ID，遍历预先测算的地域网格ID与网络带宽值映射关系表，得到这个地域网格ID对应的网络带宽数据；
地理围栏算法分为两部分：
a.最小外包矩形索引算法
最小外包矩形如图3所示，指通过遍历多边形所有顶点，计算出x轴最小值、x轴最大值、y轴最小值和y轴最大值，并以此构成四边分别平行于x轴和y轴的，且两个顶点分别是：x轴最小值、y轴最小值的点和x轴最大值、y轴最大值的点的矩形，此矩形即为所需要的包覆多边形的最小的矩形。
最小外包矩形索引算法，则是根据最小外包矩形原理，通过对坐标区域内多边形建立多个层级的最小外包矩形，并分层级计算坐标点是否落在矩形区域内的方式，来达到快速定位坐标点的大致位置的方法。如图4所示：先将离散区域A到J每三个相邻的区域进行一次最小外包矩形划分，得到P1、P2、P3、P4四个矩形区域，再对这四个区域进行计算得到P5、P6区域。在定位时，先将红点的坐标带入到第一层级(P5、P6)进行判断，得到该点位于P5。再重复步骤将其带入P5区域的第二层级(P1、P2)进行判断，得到该点位于P2，继续以上步骤，最终确认红点位于E区域。
b.射线围栏判断算法。
射线法判断点位是否在多边形内部。具体方式如图5所示，从该点出发沿着X轴画一条射线，依次判断该射线与每条边的交点，并统计交点个数，如果交点数为奇数，则在多边形内部，如果焦点数是偶数，则在外部。
地理围栏算法就是同时使用以上两种算法，先使用最小外包矩形索引算法中粗略估算点位所在的区域，再通过使用射线法对这些区域进行遍历判断，最终获取点位真正归属的区域。
(3)服务器将得到的网络带宽数据带入下表中，获取到相应的分辨率和码率数据。其中当网络带宽小于60kb/s时无法传输视频，所以不考虑。
Figure BDA0003180998110000041
Figure BDA0003180998110000051
(4)服务器将最终得到的分辨率和码率数据返回给执法记录仪；
(5)执法记录仪在收到返回的数据后，与自身当前所使用的设置进行对比。如果分辨率和码率与当前的设置一致，则重复执行步骤(1)；如果分辨率和码率与当前的设置不一致，则重新设置视频录制和上传的相关参数，同时重复执行步骤(1)。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)执法记录仪移动中时，每隔10秒获取一次加速度和陀螺仪数据，并根据匀加速运动公式计算运动距离，每次距离超过100m获取一次当前的经纬度，并上传到服务器；
(2)当服务器接收到执法记录仪的经纬度时，通过地理围栏算法将该经纬度与搜集的地域网格数据进行比较，获取该经纬度所在地域网格的ID，并通过已得到的地域网格ID，遍历预先测算的地域网格ID与网络带宽值映射关系表，得到这个地域网格ID对应的网络带宽数据；
(3)服务器将得到的网络带宽数据获取到相应的分辨率和码率数据；当网络带宽小于60kb/s时无法传输视频，所以不考虑，带宽范围大于等于60kb/s小于120kb/s时，对应分辨率320x240码率60kbps，带宽范围大于等于120kb/s小于250kb/s时，对应分辨率320x240码率120kbps，带宽范围大于等于250kb/s小于500kb/s时，对应分辨率480x360码率250kbps，带宽范围大于等于500kb/s小于1mb/s时，对应分辨率640x480码率500kbps，带宽范围大于等于1mb/s小于2mb/s时，对应分辨率1280x720码率1mbps，带宽范围大于等于2mb/s小于3mb/s时，对应分辨率1920x1080码率2mbps，带宽范围大于等于3mb/s小于4mb/s时，对应分辨率1920x1080码率3mbps，带宽范围大于等于4mb/s小于8mb/s时，对应分辨率1920x1080码率4mbps，带宽范围大于等于8mb/s时，对应分辨率1920x1080码率8mbps；
(4)服务器将最终得到的分辨率和码率数据返回给执法记录仪；
(5)执法记录仪在收到返回的数据后，与自身当前所使用的设置进行对比。如果分辨率和码率与当前的设置一致，则重复执行步骤(1)；如果分辨率和码率与当前的设置不一致，则重新设置视频录制和上传的相关参数，同时重复执行步骤(1)。
2.根据权利要求1所述的一种执法记录仪基于地域网格的码流自适应方法，其特征在于，所述地域网格是将管辖地域划分成网格状的单元形成的，每个单元对应一个ID。
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