CN113992947A - 一种窄带宽传输高清视频流的实现方法 - Google Patents

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郭晓冰
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Abstract

本发明涉及一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，包括：步骤1：创建视频通道，将外部需要压缩传输的视频流通道配置到通道控制器；步骤2：通道控制器创建视频流接收终端与视频源服务器的会话；步骤3：解封装获得视频流数据和音频流数据；步骤4：分别对视频流数据和音频流数据进行解码，获得视频像素数据和音频采样数据；步骤5：对视频像素数据进行压缩编码，获得压缩后的视频码流，同时对音频采样数据进行音频编码，获得音频码流；步骤6：将音频码流和视频码流进行复合封装，并进行协议打包。与现有技术相比，本发明具有降低视频数据对网络占用率、减少卡顿、降低成本等优点。

Description

一种窄带宽传输高清视频流的实现方法
技术领域
本发明涉及视频处理技术领域，尤其是涉及一种窄带宽传输高清视频流的实现方法。
背景技术
互联网、大数据时代，信息数据爆炸式增长，如文本、图像、音频、视频、程序、以及各类数据库。在多媒体数据方面，越来越多的信息都以视频作为数据载体，日常的工作生活中，随处可见视频数据的产生，如影视摄像、手机录像、安防监控、日常作业视频等。同时视频的分辨率、清晰度也越来越高，视频数据变得越来越大，高清视频数据的存储与传输压力也变得越来越大。所以如何解决有限网络带宽场景下高清视频的稳定传输就成了一个重要课题。
由于视频数据的本质连续的图像，视频的大小取决于视频图像质量，视频图像清晰度越高，视频流就越大，如何一方面降低视频流大小，另一方面保持视频图像质量，是一个比较难解决的问题。目前对于窄带宽传输高清视频的技术，行业内很少，类似的有如CDN，和一些视频会议系统。但是要能够同时解决窄带宽视频传输，又能够保持图像质量，还能够多场景应用的，目前市场上还没有比较成熟的方案和产品。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低视频数据对网络占用率、减少卡顿、降低成本的窄带宽传输高清视频流的实现方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，所述的实现方法包括：
步骤1：创建视频通道，将外部需要压缩传输的视频流通道配置到通道控制器；
步骤2：通道控制器创建视频流接收终端与视频源服务器的会话；
步骤3：解封装获得视频流数据和音频流数据；
步骤4：分别对视频流数据和音频流数据进行解码，获得视频像素数据和音频采样数据；
步骤5：对视频像素数据进行压缩编码，获得压缩后的视频码流，同时对音频采样数据进行音频编码，获得音频码流；
步骤6：将音频码流和视频码流进行复合封装，并进行协议打包。
优选地，所述的步骤3具体为：
步骤3-1：循环从步骤2创建的会话中获取视频协议传输数据包；
步骤3-2：将步骤3-1获取的数据包进行协议解封装，并通过解复合器获得数据包中的视频流数据和音频流数据。
优选地，所述的步骤4中视频流数据的解码方式为H.264解码。
更加优选地，所述的步骤4中视频流数据解码后获得YUV像素数据。
优选地，所述的步骤4中音频流数据的解码方式为ACC解码。
优选地，所述的步骤5中对视频像素数据进行压缩编码的方法为：将视频像素数据输入HQC视频压缩模块，生成经过高质量压缩的视频码流。
更加优选地，所述的HQC压缩模块具体为：
步骤5-1：针对帧内图像进行压缩优化；
步骤5-2：进行帧间压缩优化；
步骤5-3：进行码率优化。
优选地，所述的步骤5在对视频像素数据进行压缩编码时采用硬件加速单元进行加速。
更加优选地，所述的硬件加速单元为GPU。
优选地，所述的实现方法还包括：
步骤7：创建RTSP Server服务，将封装好的数据包通过Server服务向外部提供调取服务；
步骤8：用户从RTSP Server中获取实时压缩的视频码流，获得高清低码率视频流。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、降低视频数据对网络占用率：本发明中的窄带宽传输高清视频流的实现方法不但可以以网络并联的方式接入视频传输网络，对视频流进行实时压缩，还可以对海量视频文件进行批量压缩处理，大幅降低视频数据对网络资源的占用率，以及对存储资源的占用率。
二、减少卡顿，降低成本：本发明中的窄带宽传输高清视频流的实现方法不但让高清的视频数据能够流畅的通过网络传输回来，解决原有系统在有限带宽环境下的卡顿问题，还能够大幅度的节约网络成本与数据存储成本。
附图说明
图1为本发明中的窄带宽传输高清视频流的实现方法的流程示意图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其流程如图1所示，包括：
步骤1：创建视频通道，将外部需要压缩传输的视频流通道配置到通道控制器；
步骤2：通道控制器创建视频流接收终端(Client)与视频源服务器的会话，如RTMP、RTP、UDP等视频流服务；
步骤3：解封装获得视频流数据和音频流数据；
步骤3-1：循环从步骤2创建的会话中获取视频协议传输数据包；
步骤3-2：将步骤3-1获取的数据包进行协议解封装，并通过解复合器获得数据包中的视频流数据和音频流数据；
步骤4：分别对视频流数据和音频流数据进行解码，获得视频像素数据和音频采样数据；
视频流数据的解码方式为H.264解码，解码后获得YUV像素数据，音频流数据的解码方式为ACC解码；
步骤5：对视频像素数据进行压缩编码，获得压缩后的视频码流，同时对音频采样数据进行音频编码，获得音频码流；
对视频像素数据进行压缩编码的方法为：将视频像素数据输入HQC视频压缩模块，生成经过高质量压缩的视频码流；
HQC压缩模块具体为：
步骤5-1：针对帧内图像进行压缩优化；
步骤5-2：进行帧间压缩优化；
步骤5-3：进行码率优化；
步骤5在对视频像素数据进行压缩编码时采用GPU硬件加速单元进行加速；
步骤6：将音频码流和视频码流进行复合封装，并进行协议打包；
步骤7：创建RTSP Server服务，将封装好的数据包通过Server服务向外部提供调取服务；
步骤8：用户从RTSP Server中获取实时压缩的视频码流，获得高清低码率视频流。
本实施例中的窄带宽传输高清视频流的实现方法主要采用HQC(High Qualityimage Compression高质量图像压缩)技术，对视频数据进行协议解封装、解码、重编码、再封装处理。方法通过获取实时视频流(RTSP协议)，然后将RTSP协议进行拆包，拆包后将音频流与视频流分开，并获取实时视频流传输协议中的视频包体，再对视频包(H264数据包)体进行解码操作，得到视频数据的(YUV)像素原始信息；再结合HQC优化算法，对视频数据进行帧间压缩优化、帧内压缩优化处理，得到高压缩率高清晰的视频数据包(H264数据包)；本方法中另搭建RTSP Server对已压缩的视频数据进行分发，通过对压缩后的视频包进行RTSP协议封装，将视频流与音频流再次合并，并通过Server向用户提供压缩视频流取流服务。在本方法中，为了降低数据处理的时延，采用硬件加速单元对视频的解码编码进行回加速，使最终的时延保持在180ms以内，达到安防监控视频时延的标准。
窄带宽视频压缩传输技术，主要解决的是高清视频流在有限带宽环境下的传输问题，同时解决高清视频文件的存储压力。该技术不但可以以网络并联的方式接入视频传输网络，对视频流进行实时压缩，还可以对海量视频文件进行批量压缩处理，大幅降低视频数据对网络资源的占用率，以及对存储资源的占用率。
窄带宽视频压缩传输技术，在传统的安防监控领域、视频会议系统领域、公检司法行业的庭审录像、监狱及应急系统的实时画画传输方面、以及远洋船运等方面有着非常突出的有益效果。该技术不但让高清的视频数据能够流畅的通过网络传输回来，解决原有系统在有限带宽环境下的卡顿问题，还能够大幅度的节约网络成本与数据存储成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的实现方法包括：
步骤1：创建视频通道，将外部需要压缩传输的视频流通道配置到通道控制器；
步骤2：通道控制器创建视频流接收终端与视频源服务器的会话；
步骤3：解封装获得视频流数据和音频流数据；
步骤4：分别对视频流数据和音频流数据进行解码，获得视频像素数据和音频采样数据；
步骤5：对视频像素数据进行压缩编码，获得压缩后的视频码流，同时对音频采样数据进行音频编码，获得音频码流；
步骤6：将音频码流和视频码流进行复合封装，并进行协议打包。
2.根据权利要求1所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的步骤3具体为：
步骤3-1：循环从步骤2创建的会话中获取视频协议传输数据包；
步骤3-2：将步骤3-1获取的数据包进行协议解封装，并通过解复合器获得数据包中的视频流数据和音频流数据。
3.根据权利要求1所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的步骤4中视频流数据的解码方式为H.264解码。
4.根据权利要求3所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的步骤4中视频流数据解码后获得YUV像素数据。
5.根据权利要求1所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的步骤4中音频流数据的解码方式为ACC解码。
6.根据权利要求1所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的步骤5中对视频像素数据进行压缩编码的方法为：将视频像素数据输入HQC视频压缩模块，生成经过高质量压缩的视频码流。
7.根据权利要求6所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的HQC压缩模块具体为：
步骤5-1：针对帧内图像进行压缩优化；
步骤5-2：进行帧间压缩优化；
步骤5-3：进行码率优化。
8.根据权利要求1所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的步骤5在对视频像素数据进行压缩编码时采用硬件加速单元进行加速。
9.根据权利要求8所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的硬件加速单元为GPU。
10.根据权利要求1所述的一种窄带宽传输高清视频流的实现方法，其特征在于，所述的实现方法还包括：
步骤7：创建RTSP Server服务，将封装好的数据包通过Server服务向外部提供调取服务；
步骤8：用户从RTSP Server中获取实时压缩的视频码流，获得高清低码率视频流。
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