CN113905026A - 一种流媒体视频数据处理方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流媒体视频数据处理方法、装置及存储介质，其中方法包括：接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；根据流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于双向通道接收用户端根据流媒体请求信息发送的数据包；采用视频编辑硬件和软件对数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；采用通信协议与接收端建立单向信道，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端。本发明实施例通过采用TCP协议与用户端建立双向通道以接收数据包，并采用通信协议与接收端建立单向信道以转发视频数据，能够有效减少视频数据传输过程中的延时，从而提高视频数据传输的效率。
Description
技术领域
本发明涉及流媒体技术领域，尤其是涉及一种流媒体视频数据处理方法、装置及存储介质。
背景技术
随着无线4G，5G的数据传输带宽发展以及固网的高带宽接入，多媒体传输技术得到了广泛的应用。目前的网络环境的复杂性要远远超过传统的有线网络，比如无线网络的低带宽、高误码等特点。现有的流媒体视频处理方法在传输视频数据过程中的延时较大，导致难以高效进行视频传输。
发明内容
本发明提供了一种流媒体视频数据处理方法、装置及存储介质，以解决现有的流媒体视频处理方法在传输视频数据过程中的延时较大，导致难以高效进行视频传输的技术问题。
本发明的第一实施例提供了一种流媒体视频数据处理方法，包括：
接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；
根据所述流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于所述双向通道接收用户端根据所述流媒体请求信息发送的数据包；
采用视频编辑硬件和软件对所述数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；
采用通信协议与接收端建立单向信道，将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至至少一个接收端。
进一步的，在将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至接收端时，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响。
进一步的，所述采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括：
将所述待传输流媒体数据放入缓冲区，若缓冲的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg，则解码播放；若缓冲的所述待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的所述待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据所述丢包率重传所述待传输流媒体数据，直至所述缓冲区的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg。
进一步的，将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至至少一个接收端之后，还包括：
监听生成的转发日志信息，根据所述转发日志信息判断是否存在转发掉线现象，若是，则生成掉线警报发送至运维终端。
进一步的，所述通信协议包括RTP/UDP协议和RTSP/TCP协议。
本发明第二实施例提供了一种流媒体数据处理装置，包括：
请求信息接收模块，用于接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；
数据包接收模块，用于根据所述流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于所述双向通道接收用户端根据所述流媒体请求信息发送的数据包；
数据编码模块，用于采用视频编辑硬件和软件对所述数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；
数据传输模块，用于采用通信协议与接收端建立单向信道，将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至至少一个接收端。
进一步的，在将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至接收端时，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响。
进一步的，所述采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括：
将所述待传输流媒体数据放入缓冲区，若缓冲的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg，则解码播放；若缓冲的所述待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的所述待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据所述丢包率重传所述待传输流媒体数据，直至所述缓冲区的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg。
进一步的，所述处理装置还包括警报模块，用于：监听生成的转发日志信息，根据所述转发日志信息判断是否存在转发掉线现象，若是，则生成掉线警报发送至运维终端。
本发明实施例通过采用TCP协议与用户端建立双向通道以接收数据包，并采用通信协议与接收端建立单向信道，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端，相比于传统RTMP协议仅仅基于TCP进行数据传输的方式，本发明实施例能够有效减少视频数据传输过程中的延时，从而提高视频数据传输的效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种流媒体视频数据处理方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种RTSP协议的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种流媒体视频数据处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明实施例提供的一种流媒体视频数据处理方法适用于流媒体服务器中。
请参阅图1，在本发明的一个实施例中，提供了图1所示的一种流媒体视频数据处理方法，包括：
S1、接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；
在本发明实施例中，RTSP(Real Time Streaming Protocol)为实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议，RTSP协议在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或UDP完成数据传输如图2所示。在一种具体的实施方式中，RTSP的交互方式为：RTSP分为服务器与客户端，RTSP协议定义了服务器-客户端之间的接口，主要有OPTIONS，DESCRIBE，SETUP，PLAY，TEARDOWN，RECOED，ANNOUNCE。RTSP并不包括具体数据的传输，该功能一般由RTP与RTCP协议来实现，并可以通过TCP或UDP两种底层传输方式进行。
在一种实施方式中，用户端为视频流设备，该视频流设备发送的流媒体请求信息包括视频流设备的IP、原端口、映射端口、应用协议以及TCP/UDP类型等信息记录，根据该记录信息提供的接口能够查询流媒体请求信息的内容。
S2、根据流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于双向通道接收用户端根据流媒体请求信息发送的数据包；
在本发明实施例中，流媒体服务器响应于用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息，与用户端建立双向通道以进行TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)连接，并基于双向通道利用RTP协议发送流媒体请求信息的视频数据，从而能够将视频数据由原来的UDP承载改为TCP承载，进而有效地提供了更可靠的传输性能，有效提升RTP/RTSP流媒体网络适应能力。
另一方面，本发明实施例通过采用TCP协议建立双向信道的连接，在网络出现零星丢包时，通过TCP重传机制，能够实现更好的传输差错控制，进一步提供了数据传输的可靠性。
S3、采用视频编辑硬件和软件对数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；
在一种实施例中，对数字包进行数字化处理以及编码后，得到流媒体格式数据，将流媒体格式数据中的I帧、P帧和B帧以及与视频流同步的音频流均进行数据分割，得到多个数据分片，每个数据分片以800个字节为单位；依次对的数据分片封装数据包头形成数据包，数据包头内依次包含帧类型、帧尾标记、数据压缩格式、序列号、时间戳和分片长度。其中，I帧也称关键帧，里面为完整的图片，只需要该帧数据即可完成解码；P帧为前向预测编码帧。P帧表示的是当前帧和之前一个关键帧的差别，解码时需要之前缓存画面以及之后的画面，通过前后画面的数据与本帧数据的叠加取得最终的画面；B帧为双向预测内插编码帧。B帧记录的是当期帧与前后帧的差别，若要解码B帧不但要取得之前的缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的数据与本帧数的叠加，取得最终的画面。可以理解的是，I帧最完整，B帧压缩率最高。
S4、采用通信协议与接收端建立单向信道，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端。
在本发明实施例中，通信协议包括但不限于RTP/UDP协议和RTSP/TCP协议中的一种。
在一个实施例中，在将待传输流媒体数据通过单向信道转发至接收端时，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响。
在一个实施例中，缓存的目的是为了在很多情况下减少发送请求，同时在许多情况下可以不需要发送完整响应。前者减少了网络回路的数量；HTTP利用一个“过期(expiration)”机制来为此目的。后者减少了网络应用的带宽；HTTP用“验证(validation)”机制来为此目的。
在一个实施例中，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括：
将待传输流媒体数据放入缓冲区，若缓冲的待传输流媒体数据达到一个完整的msg，则解码播放；若缓冲的待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据丢包率重传待传输流媒体数据，直至缓冲区的待传输流媒体数据达到一个完整的msg。
在一个实施例中，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括，还包括：获取通过解析待传输路媒体数据得到的视频流码率和网络平均速率，利用缓冲区的使用率将缓冲区划分为若干个区间；根据视频流码率和网络平均速率计算得到缓冲区可用最大长度；根据缓冲区可用最大长度与缓冲区的数据量计算得到当前缓冲区使用率；根据当前缓冲区使用率在若干个区间中所处的区间位置，对待传输流媒体的转发速率进行调整。
在一个实施例中，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端之后，还包括：
监听生成的转发日志信息，根据转发日志信息判断是否存在转发掉线现象，若是，则生成掉线警报发送至运维终端。
在本发明实施例中，流媒体服务器可以监听视频转发的状况，当出现异常状态时执行发送警报，例如，在出现端口掉线时，发送端口掉线的警告信息至运维端，以通知运维人员及时处理。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例通过采用TCP协议与用户端建立双向通道以接收数据包，并采用通信协议与接收端建立单向信道，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端，相比于传统RTMP协议仅仅基于TCP进行数据传输的方式，本发明实施例能够有效减少视频数据传输过程中的延时，从而提高视频数据传输的效率。
进一步的，本发明实施例通过判断缓冲区内的待传输流媒体数据是否为一个完整的msg，以判断是否解码播放，在缓冲的待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据丢包率重传待传输流媒体数据，直至缓冲区的待传输流媒体数据达到一个完整的msg，从而能够有效避免弱网环境下由于长时间等待补包而造成的延时累计。
请参阅图3，本发明的一个实施例提供了一种流媒体数据处理装置，包括：
请求信息接收模块10，用于接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；
在本发明实施例中，RTSP(Real Time Streaming Protocol)为实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议，RTSP协议在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或UDP完成数据传输如图2所示。在一种具体的实施方式中，RTSP的交互方式为：RTSP分为服务器与客户端，RTSP协议定义了服务器-客户端之间的接口，主要有OPTIONS，DESCRIBE，SETUP，PLAY，TEARDOWN，RECOED，ANNOUNCE。RTSP并不包括具体数据的传输，该功能一般由RTP与RTCP协议来实现，并可以通过TCP或UDP两种底层传输方式进行。
在一种实施方式中，用户端为视频流设备，该视频流设备发送的流媒体请求信息包括视频流设备的IP、原端口、映射端口、应用协议以及TCP/UDP类型等信息记录，根据该记录信息提供的接口能够查询流媒体请求信息的内容。
数据包接收模块20，用于根据流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于双向通道接收用户端根据流媒体请求信息发送的数据包；
在本发明实施例中，流媒体服务器响应于用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息，与用户端建立双向通道以进行TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)连接，并基于双向通道利用RTP协议发送流媒体请求信息的视频数据，从而能够将视频数据由原来的UDP承载改为TCP承载，进而有效地提供了更可靠的传输性能，有效提升RTP/RTSP流媒体网络适应能力。
另一方面，本发明实施例通过采用TCP协议建立双向信道的连接，在网络出现零星丢包时，通过TCP重传机制，能够实现更好的传输差错控制，进一步提供了数据传输的可靠性。
数据编码模块30，用于采用视频编辑硬件和软件对数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；
在一种实施例中，对数字包进行数字化处理以及编码后，得到流媒体格式数据，将流媒体格式数据中的I帧、P帧和B帧以及与视频流同步的音频流均进行数据分割，得到多个数据分片，每个数据分片以800个字节为单位；依次对的数据分片封装数据包头形成数据包，数据包头内依次包含帧类型、帧尾标记、数据压缩格式、序列号、时间戳和分片长度。其中，I帧也称关键帧，里面为完整的图片，只需要该帧数据即可完成解码；P帧为前向预测编码帧。P帧表示的是当前帧和之前一个关键帧的差别，解码时需要之前缓存画面以及之后的画面，通过前后画面的数据与本帧数据的叠加取得最终的画面；B帧为双向预测内插编码帧。B帧记录的是当期帧与前后帧的差别，若要解码B帧不但要取得之前的缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的数据与本帧数的叠加，取得最终的画面。可以理解的是，I帧最完整，B帧压缩率最高。
数据传输模块40，用于采用通信协议与接收端建立单向信道，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端。
在本发明实施例中，通信协议包括但不限于RTP/UDP协议和RTSP/TCP协议中的一种。
在一个实施例中，在将待传输流媒体数据通过单向信道转发至接收端时，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响。
在一个实施例中，缓存的目的是为了在很多情况下减少发送请求，同时在许多情况下可以不需要发送完整响应。前者减少了网络回路的数量；HTTP利用一个“过期(expiration)”机制来为此目的。后者减少了网络应用的带宽；HTTP用“验证(validation)”机制来为此目的。
在一个实施例中，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括：
将待传输流媒体数据放入缓冲区，若缓冲的待传输流媒体数据达到一个完整的msg，则解码播放；若缓冲的待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据丢包率重传待传输流媒体数据，直至缓冲区的待传输流媒体数据达到一个完整的msg。
在一个实施例中，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括，还包括：获取通过解析待传输路媒体数据得到的视频流码率和网络平均速率，利用缓冲区的使用率将缓冲区划分为若干个区间；根据视频流码率和网络平均速率计算得到缓冲区可用最大长度；根据缓冲区可用最大长度与缓冲区的数据量计算得到当前缓冲区使用率；根据当前缓冲区使用率在若干个区间中所处的区间位置，对待传输流媒体的转发速率进行调整。
在一个实施例中，处理装置还包括警报模块，用于：监听生成的转发日志信息，根据转发日志信息判断是否存在转发掉线现象，若是，则生成掉线警报发送至运维终端。
在本发明实施例中，流媒体服务器可以监听视频转发的状况，当出现异常状态时执行发送警报，例如，在出现端口掉线时，发送端口掉线的警告信息至运维端，以通知运维人员及时处理。
实施本发明实施例，具有以下有益效果：
本发明实施例通过采用TCP协议与用户端建立双向通道以接收数据包，并采用通信协议与接收端建立单向信道，将待传输流媒体数据通过单向信道转发至至少一个接收端，相比于传统RTMP协议仅仅基于TCP进行数据传输的方式，本发明实施例能够有效减少视频数据传输过程中的延时，从而提高视频数据传输的效率。
进一步的，本发明实施例通过判断缓冲区内的待传输流媒体数据是否为一个完整的msg，以判断是否解码播放，在缓冲的待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据丢包率重传待传输流媒体数据，直至缓冲区的待传输流媒体数据达到一个完整的msg，从而能够有效避免弱网环境下由于长时间等待补包而造成的延时累计。
本发明的一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行如上述的流媒体视频数据处理方法。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种流媒体视频数据处理方法，其特征在于，包括：
接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；
根据所述流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于所述双向通道接收用户端根据所述流媒体请求信息发送的数据包；
采用视频编辑硬件和软件对所述数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；
采用通信协议与接收端建立单向信道，将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至至少一个接收端。
2.如权利要求1所述的流媒体视频数据处理方法，其特征在于，在将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至接收端时，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响。
3.如权利要求2所述的流媒体视频数据处理方法，其特征在于，所述采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括：
将所述待传输流媒体数据放入缓冲区，若缓冲的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg，则解码播放；若缓冲的所述待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的所述待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据所述丢包率重传所述待传输流媒体数据，直至所述缓冲区的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg。
4.如权利要求1所述的流媒体视频数据处理方法，其特征在于，将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至至少一个接收端之后，还包括：
监听生成的转发日志信息，根据所述转发日志信息判断是否存在转发掉线现象，若是，则生成掉线警报发送至运维终端。
5.如权利要求1所述的流媒体视频数据处理方法，其特征在于，所述通信协议包括RTP/UDP协议和RTSP/TCP协议。
6.一种流媒体视频数据处理装置，其特征在于，包括：
请求信息接收模块，用于接收用户端根据实时流协议RTSP发送的流媒体请求信息；
数据包接收模块，用于根据所述流媒体请求信息，采用TCP协议与用户端建立双向信道，并基于所述双向通道接收用户端根据所述流媒体请求信息发送的数据包；
数据编码模块，用于采用视频编辑硬件和软件对所述数据包进行数字化处理后，编码成流媒体格式数据，得到待传输流媒体数据；
数据传输模块，用于采用通信协议与接收端建立单向信道，将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至至少一个接收端。
7.如权利要求6所述的流媒体视频数据处理装置，其特征在于，在将所述待传输流媒体数据通过所述单向信道转发至接收端时，采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响。
8.如权利要求7所述的流媒体视频数据处理装置，其特征在于，所述采用缓存延时方法消除转发过程中的时延和影响，包括：
将所述待传输流媒体数据放入缓冲区，若缓冲的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg，则解码播放；若缓冲的所述待传输流媒体数据未达到一个完整的msg，则根据缓冲区的所述待传输流媒体数据计算得到丢包率，根据所述丢包率重传所述待传输流媒体数据，直至所述缓冲区的所述待传输流媒体数据达到一个完整的msg。
9.如权利要求6所述的流媒体视频数据处理装置，其特征在于，还包括警报模块，用于监听生成的转发日志信息，根据所述转发日志信息判断是否存在转发掉线现象，若是，则生成掉线警报发送至运维终端。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的流媒体视频数据处理方法。
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