CN113645448A - 一种适用于指挥调度的视频解码方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及视频解码技术领域，具体地说，涉及一种适用于指挥调度的视频解码方法和装置。包括搭建视频监控系统、获取监控视频、对监控视频进行解码操作、实时播放展示监控视频、载入人工智能技术协助指挥人员进行调度决策等步骤。本发明设计可以让所有处理器核心都保持使用状态，提高视频解码的效率；可以更好地保证画面的连续性，节省传输频带，保证一定的图像质量；可以输出像素、画面尺寸统一的视频图像，使显示大屏整齐、清晰，减轻杂乱视频画面对监管人员眼睛的伤害，可以更迅速发现监控区域的异常情况并可以及时进行指挥调度，提高监控及指挥调度的效果；其装置可以提高视频解码的效率，减少视频传输过程中的数据损失，提高视频的质量。
Description
技术领域
本发明涉及视频解码技术领域，具体地说，涉及一种适用于指挥调度的视频解码方法和装置。
背景技术
近年来，越来越多的重大事件暴露出了很多应急管理方面的问题，导致很多传统的工作模式和信息处理方式的逐渐不能满足现代社会的发展要求，若可以互联网、融合通信等手段搭建智能指挥调度中心平台，则可助力社会各部门之间实现无限沟通、即时指挥调度。支撑即时指挥调度实现的最基础条件为实时的视频监控系统，但是，远程的视频在传输过程中，会受到很多因素的影响，容易出现数据损失。为了减少数据损失，常规做法为对视频数据进行编码后传输，并在接收端对视频进行解码、重建及展示。然而，为了提高视频解码的效率，会通过多核处理器进行多视频帧并行解码操作，传统并行解码方式包括帧级并行和宏块并行方法，当全部采用帧级并行解码时，若可并行处理的帧的数量少于处理器的核心数时，会存在处理器闲置的情况，而当全部采用宏块并行解码时，不能并行实现，导致解码效率不高；同时，常规的视频码解码器进行视频解码时，通常只记录解析过程中的错误码，而不对错误码做任何处理，则容易导致后续的模块只输出正确码，从而出现视频信号被显示后减少了部分显示画面，严重影响了画面的连续性；另外，指挥中心常常会通过大屏同时展示多个监控画面，而不同摄像装置摄录上传的视频画面之间难免存在像素、画面尺寸不统一的情况，容易导致显示大屏展示的画面杂乱、不清晰，不仅对监管人员的眼睛伤害较大，而且严重影响了监控效果，导致指挥调度的效率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于指挥调度的视频解码方法和装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种适用于指挥调度的视频解码方法，包括如下步骤：
S1、建设指挥调度中心，搭建视频监控系统；
S2、获取监控视频，将视频经缓冲上传技术传输到指挥中心监控系统；
S3、对获取的监控视频进行解码操作；
S4、通过视频监控系统的电视大屏，实时播放展示监控视频，并提供视频的录制、存储及回放功能；
S5、载入多种人工智能技术，辅助监管人员进行监控，并提供异常检测及告警功能，协助指挥人员进行调度决策。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，对获取的监控视频进行解码操作的方法包括如下步骤：
S3.1、获取并等待视频帧传输，顺序读入编码端发送的视频帧；
S3.2、通过多核处理器对视频帧进行并行解码处理；
S3.3、对视频帧解析过程中存在的错误码进行识别及掩盖；
S3.4、对视频帧的画面大小进行判定、缩放使视频画面尺寸统一；
S3.5、顺序输出已解码的视频帧；
S3.6、对视频进行重建，并输出画面清晰顺畅的监控视频。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3.2中，通过多核处理器对视频帧进行并行解码处理的方法包括如下步骤：
S3.2.1、顺序读入视频帧比特流；
S3.2.2、确认能够处理视频帧的处理器核心数目；
S3.2.3、确认可并行处理的视频帧数目；
S3.2.4、判断视频帧的数目是否大于或等于处理器的核心数目，若是，则通过帧级并行解码，若否，则保留一个视频帧采用宏块并行解码，其他视频帧采用帧级并行解码，进入下一步；
S3.2.5、判断是否还有未处理的视频帧，若是，则返回步骤S3.2.2，若否，则按照接收顺序输出视频帧码流。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3.3中，对视频帧解析过程中存在的错误码进行识别及掩盖的方法包括如下步骤：
S3.3.1、顺序接收视频码流，判断上述视频帧解析过程中是否存在错误码；
S3.3.2、若存在错误码，则根据解码情况，记录并标识解码过程中的错误码；
S3.3.3、根据错误码标识步骤中记录的错误码生成错误掩盖参数；
S3.3.4、将错误掩盖参数与解码后的视频码流数据按接收顺序输出。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3.3.3中，所述错误掩盖参数根据错误码相邻块的平均数得出。
作为本技术方案的进一步改进，所述S3.4中，对视频帧的画面大小进行判定、缩放使视频画面尺寸统一的方法包括如下步骤：
S3.4.1、顺序接收解码后的视频码流数据；
S3.4.2、判断当前视频帧画面大小是否与下一帧视频画面大小相等；
S3.4.3、若不相等，则根据显示信息判定第一帧缓冲器是否具有足够空间存储已缩放帧，若空间足够，则缩放参考帧以及将已缩放帧存储至第一帧缓冲器中；
S3.4.4、若步骤S3.4.3中判定为空间不足，则返回上一步，判断第二帧缓冲器是否具有足够空间存储已缩放帧，依次进行循环判定；
S3.4.5、针对当前与下一帧画面相等的视频帧，以及已缩放及存储的视频帧，通过视频解码器对下一帧视频画面进行解码以及画面缩放；
S3.4.6、判断是否所有的视频帧画面都已解码缩放，若否，则返回步骤S3.4.2，若是，则按接收顺序输出画面尺寸统一的视频帧。
其中，S3.4.2中，通过将比特流解码为多个帧，并根据比特流来判定视频前后帧画面的大小
作为本技术方案的进一步改进，所述S5中，载入的人工智能技术包括但不限于生物识别、图像识别、异物检测、动态追踪等。
本发明的目的之二在于，提供了一种适用于指挥调度的视频解码系统，该系统装载于指挥调度中心的视频监控系统中，其运行过程用于实现上述任一的适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
本发明的目的之三在于，提供了一种适用于指挥调度的视频解码装置，包括若干摄像头，若干摄像头同时接入编码器，所述编码器远程通讯连接有解码器，所述解码器接入多核处理器，所述多核处理器上还信号连接有显示单元和播放单元，所述多核处理器外还通过总线连接有用户接口、网络接口和存储器，所述存储器内存储有操作系统、网络通信模块、用户接口模块和视频解码程序。
作为本技术方案的进一步改进，所述摄像头在接入所述编码器之前，还依次电性连接有视频前置服务器和自适应性帧压缩控制器。
作为本技术方案的进一步改进，所述编码器与所述解码器之间还依次信号连接有比特流生成器、信息获取器和比特流缓冲器，所述解码器与所述显示单元之间信号连接有帧缓冲器。
作为本技术方案的进一步改进，所述多核处理器用于执行存储于存储器中的视频解码程序时实现上述任一的适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
本发明的目的之四在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一的适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该适用于指挥调度的视频解码方法根据可并行处理的视频帧的数目与能够处理视频帧的处理器核心数之间的大小关系来决定采用不同的并行解码方法，可以让所有的处理器核心都保持使用状态，不被闲置，且可提高视频解码的效率；
2.该适用于指挥调度的视频解码方法中，通过在视频码解析过程中增加错误码标识记录及错误码掩盖流程，可以通过错误掩盖参数来对错误宏块参数进行估值，用这些参数得到近似的画面，从而能够更好地保证原来画面的连续性，还可以节省传输频带并能保证一定的图像质量；
3.该适用于指挥调度的视频解码方法通过比较当前画面与下一画面的大小，对参考帧缩放并将已缩放帧存储至帧缓冲器中，进而通过视频重建以输出像素、画面尺寸统一的视频图像，使显示大屏整齐、清晰，减轻杂乱视频画面对监管人员眼睛的伤害，清晰的监控画面可以更迅速发现监控区域的异常情况并可以及时进行指挥调度，提高监控及指挥调度的效果；
4.该适用于指挥调度的视频解码装置通过将传统视频解码装置的单核处理器改进为多核处理器，并增设比特流生成器、比特流缓冲器及帧缓冲器，可以提高视频解码的效率，减少视频传输过程中的数据损失，提高视频的质量。
附图说明
图1为本发明的示例性方法流程框图；
图2为本发明的整体方法流程图；
图3为本发明的局部方法流程图之一；
图4为本发明的局部方法流程图之二；
图5为本发明的局部方法流程图之三；
图6为本发明的局部方法流程图之四；
图7为本发明的示例性解码装置结构框图。
图中：
1、摄像头；11、视频前置服务器；12、自适应性帧压缩控制器；
2、编码器；21、比特流生成器；
3、解码器；31、信息获取器；32、比特流缓冲器；33、帧缓冲器；
4、多核处理器；
5、显示单元；
6、播放单元；
7、用户接口；
8、网络接口；
9、存储器；91、操作系统；92、网络通信模块；93、用户接口模块；94、视频解码程序。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图6所示，本实施例提供了一种适用于指挥调度的视频解码方法，包括如下步骤：
S1、建设指挥调度中心，搭建视频监控系统；
S2、获取监控视频，将视频经缓冲上传技术传输到指挥中心监控系统；
S3、对获取的监控视频进行解码操作；
S4、通过视频监控系统的电视大屏，实时播放展示监控视频，并提供视频的录制、存储及回放功能；
S5、载入多种人工智能技术，辅助监管人员进行监控，并提供异常检测及告警功能，协助指挥人员进行调度决策。
本实施例中，所述S3中，对获取的监控视频进行解码操作的方法包括如下步骤：
S3.1、获取并等待视频帧传输，顺序读入编码端发送的视频帧；
S3.2、通过多核处理器对视频帧进行并行解码处理；
S3.3、对视频帧解析过程中存在的错误码进行识别及掩盖；
S3.4、对视频帧的画面大小进行判定、缩放使视频画面尺寸统一；
S3.5、顺序输出已解码的视频帧；
S3.6、对视频进行重建，并输出画面清晰顺畅的监控视频。
本实施例中，所述S3.2中，通过多核处理器对视频帧进行并行解码处理的方法包括如下步骤：
S3.2.1、顺序读入视频帧比特流；
S3.2.2、确认能够处理视频帧的处理器核心数目；
S3.2.3、确认可并行处理的视频帧数目；
S3.2.4、判断视频帧的数目是否大于或等于处理器的核心数目，若是，则通过帧级并行解码，若否，则保留一个视频帧采用宏块并行解码，其他视频帧采用帧级并行解码，进入下一步；
S3.2.5、判断是否还有未处理的视频帧，若是，则返回步骤S3.2.2，若否，则按照接收顺序输出视频帧码流。
本实施例中，所述S3.3中，对视频帧解析过程中存在的错误码进行识别及掩盖的方法包括如下步骤：
S3.3.1、顺序接收视频码流，判断上述视频帧解析过程中是否存在错误码；
S3.3.2、若存在错误码，则根据解码情况，记录并标识解码过程中的错误码；
S3.3.3、根据错误码标识步骤中记录的错误码生成错误掩盖参数；
S3.3.4、将错误掩盖参数与解码后的视频码流数据按接收顺序输出。
具体地，所述S3.3.3中，所述错误掩盖参数根据错误码相邻块的平均数得出。
本实施例中，所述S3.4中，对视频帧的画面大小进行判定、缩放使视频画面尺寸统一的方法包括如下步骤：
S3.4.1、顺序接收解码后的视频码流数据；
S3.4.2、判断当前视频帧画面大小是否与下一帧视频画面大小相等；
S3.4.3、若不相等，则根据显示信息判定第一帧缓冲器是否具有足够空间存储已缩放帧，若空间足够，则缩放参考帧以及将已缩放帧存储至第一帧缓冲器中；
S3.4.4、若步骤S3.4.3中判定为空间不足，则返回上一步，判断第二帧缓冲器是否具有足够空间存储已缩放帧，依次进行循环判定；
S3.4.5、针对当前与下一帧画面相等的视频帧，以及已缩放及存储的视频帧，通过视频解码器对下一帧视频画面进行解码以及画面缩放；
S3.4.6、判断是否所有的视频帧画面都已解码缩放，若否，则返回步骤S3.4.2，若是，则按接收顺序输出画面尺寸统一的视频帧。
具体地，S3.4.2中，通过将比特流解码为多个帧，并根据比特流来判定视频前后帧画面的大小。
本实施例中，所述S5中，载入的人工智能技术包括但不限于生物识别、图像识别、异物检测、动态追踪等。
本实施例还提供了一种适用于指挥调度的视频解码系统，该系统装载于指挥调度中心的视频监控系统中，其运行过程用于实现上述任一的适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
如图7所示，本实施例提供了一种适用于指挥调度的视频解码装置，包括若干摄像头1，若干摄像头1同时接入编码器2，编码器2远程通讯连接有解码器3，解码器3接入多核处理器4，多核处理器4上还信号连接有显示单元5和播放单元6，多核处理器4外还通过总线连接有用户接口7、网络接口8和存储器9。
本实施例中，摄像头1在接入编码器2之前，还依次电性连接有视频前置服务器11和自适应性帧压缩控制器12。
具体地，视频前置服务器11使摄像头1摄录的视频在实时传输的过程中进行本地存储、缓存，可以避免因网络不稳定导致视频传输不畅的情况，也能对监控视频进行一定的缓冲备份，避免数据遗失，便于回溯查找。
具体地，自适应性帧压缩控制器12用来从解码器系统接收信息并且为帧压缩提供编码参数以提高压缩品质，使监控视频经压缩后再上传，可以提高数据传输的效率、减少传输过程中的数据损失。
本实施例中，编码器2与解码器3之间还依次信号连接有比特流生成器21、信息获取器31和比特流缓冲器32，解码器3与显示单元5之间信号连接有帧缓冲器33。
进一步地，比特流生成器21被配置为生成包括从多种滤波方法中选择滤波方法的信息的比特流，可以提高视频数据的滤波效果。
进一步地，信息获取器31被配置为从比特流获取指示用于视频帧像素的多种滤波方法之一的信息。
具体地，比特流缓冲器32用于缓冲比特流，给比特流提供暂存的空间，从而使解码器3可以匀速有序地依次读入视频比特流。
进一步地，帧缓冲器33用于存储重建后的视频数据。
此外，解码器4中还包括错误标识装置和错误掩盖装置，错误标识装置用于根据解码情况来记录解码过程中的错误码，错误掩盖装置用于根据错误标识装置中记录的错误码生成相应的错误掩盖参数。
本实施例中，用户接口7用于连接外接设备及输入、输出单元，包括但不限于显示屏、鼠标、键盘、打印机等，还可以为标准的有线接口、无线接口等。
本实施例中，网络接口8用于接入通信网络，包括但不限于标准的有线接口、无线接口(如WiFi接口)等。
本实施例中，存储器9内存储有操作系统91、网络通信模块92、用户接口模块93和视频解码程序94。
具体地，多核处理器4包括一个或一个以上处理核心，多核处理器4通过总线与存储器9相连，存储器9用于存储程序指令，多核处理器4执行存储器中的程序指令时实现上述的适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
可选的，存储器9可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被多核处理器4执行时实现上述的适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面适用于指挥调度的视频解码方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储与计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、建设指挥调度中心，搭建视频监控系统；
S2、获取监控视频，将视频经缓冲上传技术传输到指挥中心监控系统；
S3、对获取的监控视频进行解码操作；
S4、通过视频监控系统的电视大屏，实时播放展示监控视频，并提供视频的录制、存储及回放功能；
S5、载入多种人工智能技术，辅助监管人员进行监控，并提供异常检测及告警功能，协助指挥人员进行调度决策。
2.根据权利要求1所述的适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：所述S3中，对获取的监控视频进行解码操作的方法包括如下步骤：
S3.1、获取并等待视频帧传输，顺序读入编码端发送的视频帧；
S3.2、通过多核处理器对视频帧进行并行解码处理；
S3.3、对视频帧解析过程中存在的错误码进行识别及掩盖；
S3.4、对视频帧的画面大小进行判定、缩放使视频画面尺寸统一；
S3.5、顺序输出已解码的视频帧；
S3.6、对视频进行重建，并输出画面清晰顺畅的监控视频。
3.根据权利要求2所述的适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：所述S3.2中，通过多核处理器对视频帧进行并行解码处理的方法包括如下步骤：
S3.2.1、顺序读入视频帧比特流；
S3.2.2、确认能够处理视频帧的处理器核心数目；
S3.2.3、确认可并行处理的视频帧数目；
S3.2.4、判断视频帧的数目是否大于或等于处理器的核心数目，若是，则通过帧级并行解码，若否，则保留一个视频帧采用宏块并行解码，其他视频帧采用帧级并行解码，进入下一步；
S3.2.5、判断是否还有未处理的视频帧，若是，则返回步骤S3.2.2，若否，则按照接收顺序输出视频帧码流。
4.根据权利要求2所述的适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：所述S3.3中，对视频帧解析过程中存在的错误码进行识别及掩盖的方法包括如下步骤：
S3.3.1、顺序接收视频码流，判断上述视频帧解析过程中是否存在错误码；
S3.3.2、若存在错误码，则根据解码情况，记录并标识解码过程中的错误码；
S3.3.3、根据错误码标识步骤中记录的错误码生成错误掩盖参数；
S3.3.4、将错误掩盖参数与解码后的视频码流数据按接收顺序输出。
5.根据权利要求4所述的适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：所述S3.3.3中，所述错误掩盖参数根据错误码相邻块的平均数得出。
6.根据权利要求2所述的适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：所述S3.4中，对视频帧的画面大小进行判定、缩放使视频画面尺寸统一的方法包括如下步骤：
S3.4.1、顺序接收解码后的视频码流数据；
S3.4.2、判断当前视频帧画面大小是否与下一帧视频画面大小相等；
S3.4.3、若不相等，则根据显示信息判定第一帧缓冲器是否具有足够空间存储已缩放帧，若空间足够，则缩放参考帧以及将已缩放帧存储至第一帧缓冲器中；
S3.4.4、若步骤S3.4.3中判定为空间不足，则返回上一步，判断第二帧缓冲器是否具有足够空间存储已缩放帧，依次进行循环判定；
S3.4.5、针对当前与下一帧画面相等的视频帧，以及已缩放及存储的视频帧，通过视频解码器对下一帧视频画面进行解码以及画面缩放；
S3.4.6、判断是否所有的视频帧画面都已解码缩放，若否，则返回步骤S3.4.2，若是，则按接收顺序输出画面尺寸统一的视频帧。
7.根据权利要求1所述的适用于指挥调度的视频解码方法，其特征在于：所述S5中，载入的人工智能技术包括但不限于生物识别、图像识别、异物检测、动态追踪等。
8.一种适用于指挥调度的视频解码装置，其特征在于：包括若干摄像头(1)，若干摄像头(1)同时接入编码器(2)，所述编码器(2)远程通讯连接有解码器(3)，所述解码器(3)接入多核处理器(4)，所述多核处理器(4)上还信号连接有显示单元(5)和播放单元(6)，所述多核处理器(4)外还通过总线连接有用户接口(7)、网络接口(8)和存储器(9)，所述存储器(9)内存储有操作系统(91)、网络通信模块(92)、用户接口模块(93)和视频解码程序(94)。
9.根据权利要求8所述的适用于指挥调度的视频解码装置，其特征在于：所述摄像头(1)在接入所述编码器(2)之前，还依次电性连接有视频前置服务器(11)和自适应性帧压缩控制器(12)。
10.根据权利要求8所述的适用于指挥调度的视频解码装置，其特征在于：所述编码器(2)与所述解码器(3)之间还依次信号连接有比特流生成器(21)、信息获取器(31)和比特流缓冲器(32)，所述解码器(3)与所述显示单元(5)之间信号连接有帧缓冲器(33)。
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