CN114040247A - 网络视频流的处理方法、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种网络视频流的处理方法、电子设备及计算机可读存储介质，其选择与图片处理模块的处理帧率匹配的视频帧，然后将与本地时间不同步的视频帧忽略，使图片处理模块只处理与其处理帧率匹配且时间同步的视频帧，实时性高，可以兼容网络不稳定、断网恢复的场景，也可以兼容处理速度慢的图片处理模块，满足在安全场景做智能监控或者报警的应用需求。

Description

网络视频流的处理方法、电子设备及计算机可读存储介质
技术领域
本发明属于网络视频流处理技术领域，尤其涉及一种网络视频流的处理方法、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
视频中的一个参数，是单位时间内视频帧的数量，一般而言，帧数越多，则视频记录数据就越完整。一般网络上流行的视频流的帧率不会太高，因为它会影响传输带宽，相反，一些高清蓝光视频的本地视频数据，帧率往往会很大。
视频的播放实际上是对视频中的帧数据按时间时刻的顺序进行展示，如果其中某些帧展示慢了，那么给观众的感觉就会是视频播放不顺畅并且卡顿，造成这个原因的问题很多，其中最主要的原因是网络带宽传输问题。
而要对视频数据进行处理，很顺其自然的方法就是通过本地的图片处理模块对视频数据中的每一个视频帧进行处理，如通过人工智能对视频帧进行分析，实现目标的识别等等，与视频的播放原理相同，图片处理模块会对视频每一帧图片进行处理，这个过程也无可避免的会出现网络带宽波动，更甚者会出现延迟极高的情况，导致这种现象的问题是，在视频播放的时候，只需要对视频帧进行展示，而对图片处理时往往需要对视频帧进行算法计算，这个计算量的耗时是展示耗时的百倍之差，甚至更大，当在安全场景做智能监控或者报警，实时性要求非常高，秒级别的延时可能会引起人员伤亡，或者灾难的发生，相反，实时地告警，可以挽救种种不幸的事件。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种实时性高的网络视频流的处理方法、电子设备及计算机可读存储介质。
本发明采用的技术方案如下：
一方面，提供一种网络视频流的处理方法，其特征在于，包括：
S101、依次获取网络视频流的视频帧；
S102、选择与图片处理模块的处理帧率匹配的视频帧作为待处理视频帧；
S103、确定所述待处理视频帧是否为实时帧，若是，则由所述图片处理模块对所述待处理视频帧进行处理，若否，则将该待处理视频帧忽略。
另一方面，提供一种电子设备，其特征在于，包括存储模块，所述存储模块包括由处理器加载并执行的指令，所述指令在被执行时使所述处理器执行上述一种网络视频流的处理方法。
再一方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，其特征在于，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现上述一种网络视频流的处理方法。
本发明选择与图片处理模块的处理帧率匹配的视频帧，然后将与本地时间不同步的视频帧忽略，使图片处理模块只处理与其处理帧率匹配且时间同步的视频帧，实时性高，可以兼容网络不稳定、断网恢复的场景，也可以兼容处理速度慢的图片处理模块，满足在安全场景做智能监控或者报警的应用需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：
图1为本发明的流程图；
图2为本发明实施例的原理图。
具体实施方式
如图1以及图2所示，本说明书实施例提供一种网络视频流的处理方法，包括：
S101、依次获取网络视频流的视频帧。
在实际监控领域的应用场景中，可以获取网络摄像头的视频流，然后从视频流中依次读取每一个视频帧，视频流为rtsp协议，可以通过opencv的库获取视频流。
在一种实施方式中，步骤S101进一步包括：
a、每获取一个视频帧，计数n加1，n的初始值为0。
b、获取当前视频帧的时间戳，第一个视频帧的时间戳记为time_f，后续视频帧的时间戳记为time_v。
c、获取当前视频帧的当前本地时间，第一个视频帧的本地时间记为system_f，后续视频帧的本地时间记为system_v。
这里的本地时间是指执行本发明方法的程序服务器的本地时间。
其中，获取视频帧的函数为cameraCapture.read()，获取视频帧时间戳的函数为milliseconds＝cameraCapture.get()，获取程序服务器的本地时间的函数为milliseconds＝int(round(time.time())*1000)。
S102、选择与图片处理模块的处理帧率匹配的视频帧作为待处理视频帧。
在实际应用场景中，图片处理模块可以为人工智能图片处理模型，如yolov5模型。
在一种实施方式中，步骤S102进一步包括：
a、确定网络视频流的帧率fps以及图片处理模块的处理帧率ai_fps。
b、若fps与ai_fps相同，则每一个视频帧均作为待处理视频帧，否则，通过公式1计算帧间隔Interval：
Interval＝math.ceil(fps/ai_fps) (1)
在网络视频流的帧率fps可以被配置的场景下，可以将fps配置为于ai_fps相同。
c、根据帧间隔Interval进行跳帧处理：
若当前视频帧的计数n与帧间隔Interval不相等，则返回步骤S101获取下一个视频帧，否则，将当前视频帧作为待处理视频帧，并将计数n更新为0。
如帧间隔Interval为4，当前视频帧的计数n为0时，返回步骤S101获取下一个视频帧，n为1、2或者3时，同样返回步骤S101获取下一个视频帧，直到n为4时，则将当前视频帧作为待处理视频帧。
其中，网络视频流的帧率fps可以通过函数fps＝video.get()获取，图片处理模块的处理帧率ai_fps是已知的，可以通过公式2计算后预先配置：
ai_fps＝int(1000/time_ai) (2)
time_ai为图片处理模块处理一个视频帧平均耗时，单位为毫秒，如统计图片处理模块处理100次的耗时，将总耗时除以100，就可以得到time_ai。
公式(1)通过math.ceil函数向上取整，公式(2)通过int函数向下取整，而没有采用四舍五入，这是因为执行过程中存在网络通信和其它模块运行所产生的时间消耗，这样取整后正好可以抵消这部分的耗时。
通过步骤S102可以均匀地选择待处理视频帧，不存在视频内容缺失情况，保留了视频原始内容的完整性，这样可以有效解决图片处理模块处理图片耗时而导致处理结果实质性很差的问题，相反，如果不按照图片处理模块的处理帧率选择视频帧，将所有视频帧都给图片处理模块进行处理，会导致其不堪重负，既消耗了大量时间，还无法给出实时的结果。
S103、确定待处理视频帧是否为实时帧，若是，则由图片处理模块对待处理视频帧进行处理，若否，则将该待处理视频帧忽略，即将该帧丢弃，不由图片处理模块进行处理。
在一种实施方式中，通过以下过程确定待处理视频帧是否为实时帧：
a、计算待处理视频帧的时间戳间隔：time_v-time_f。
b、计算待处理视频帧的本地时间间隔：system_v-system_f。
c、若时间戳间隔与本地时间间隔相差大于预设阈值，则待处理视频帧不为实时帧，将该待处理视频帧忽略，并返回步骤S101获取下一个视频帧，否则，待处理视频帧为实时帧。
阈值的取值不能太大，否则就失去了实时性的目的，它的取值范围可以参考time_ai，如time_ai为68毫秒，则阈值可以取值为50。
在实时视频流传输过程中，由于网络原因会导致视频帧与本地时间不同步，即出现非实时帧的情况，这是普遍存在的，为了兼容这种情况，需要进行丢帧去处理，即将非实时帧忽略不处理，而这种丢帧不能单一的从数量上去进行处理，步骤S103采用从时间维度去进行同步，所以这里有一个基准的时间作为参考，而基准的时间这里选择本地时间，这个时间是连续的，它的实时性不会被网络不稳定而影响，这样就能够很好的解决，即使视频流的网络传输中断，随后又恢复，依然可以保留很好的实时性。
时间戳间隔与本地时间间隔的相差与预设阈值的差距太大，说明当前视频帧存在后置现象，可以判断此视频帧不是实时数据，这类视频帧则可以丢弃不处理。
非实时帧代表该帧的画面与现实图片不同步，如果图片处理模块对非实时帧进行处理，有可能得到一个非实时的结果，对于在安全场景做智能监控或者报警，实时性要求非常高，非实时的结果可能会造成现场处置的误判，从而引起人员伤亡，或者灾难的发生。
本发明选择与图片处理模块的处理帧率匹配的视频帧，然后将与本地时间不同步的视频帧忽略，使图片处理模块只处理与其处理帧率匹配且时间同步的视频帧，实时性高，可以兼容网络不稳定、断网恢复的场景，也可以兼容处理速度慢的图片处理模块，满足在安全场景做智能监控或者报警的应用需求。
基于同一发明构思，本说明书实施例还提供一种电子设备，包括存储模块，存储模块包括由处理器加载并执行的指令，指令在被执行时使处理器执行本说明书上述一种网络视频流的处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
其中，存储模块可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)和/或高速缓存存储单元，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)。
基于同一发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，一个或多个程序当被处理器执行时，实现本说明书上述一种网络视频流的处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种网络视频流的处理方法，其特征在于，包括：
S101、依次获取网络视频流的视频帧；
S102、选择与图片处理模块的处理帧率匹配的视频帧作为待处理视频帧；
S103、确定所述待处理视频帧是否为实时帧，若是，则由所述图片处理模块对所述待处理视频帧进行处理，若否，则将该待处理视频帧忽略。
2.根据权利要求1所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述步骤S101进一步包括：
每获取一个视频帧，计数n加1，n的初始值为0；
获取当前视频帧的时间戳，第一个视频帧的时间戳记为time_f，后续视频帧的时间戳记为time_v；
获取当前视频帧的当前本地时间，第一个视频帧的本地时间记为system_f，后续视频帧的本地时间记为system_v。
3.根据权利要求2所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述步骤S102进一步包括：
确定所述网络视频流的帧率fps以及图片处理模块的处理帧率ai_fps；
若所述fps与ai_fps相同，则每一个视频帧均作为待处理视频帧，否则，通过公式1计算帧间隔Interval：
Interval＝math.ceil(fps/ai_fps) (1)
根据所述帧间隔Interval进行跳帧处理：
若当前视频帧的计数n与所述帧间隔Interval不相等，则返回步骤S101获取下一个视频帧，否则，将所述当前视频帧作为待处理视频帧，并将计数n更新为0。
4.根据权利要求3所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述图片处理模块的处理帧率ai_fps通过公式2计算后预先配置：
ai_fps＝int(1000/time_ai) (2)
其中，所述time_ai为所述图片处理模块处理一个视频帧平均耗时，单位为毫秒。
5.根据权利要求4所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述确定所述待处理视频帧是否为实时帧，进一步包括：
计算所述待处理视频帧的时间戳间隔：time_v-time_f；
计算所述待处理视频帧的本地时间间隔：system_v-system_f；
若所述时间戳间隔与本地时间间隔相差大于预设阈值，则所述待处理视频帧不为实时帧，将该待处理视频帧忽略，并返回步骤S101获取下一个视频帧，否则，所述待处理视频帧为实时帧。
6.根据权利要求5所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述步骤S101进一步包括：
获取网络摄像头的视频流；
从所述视频流中依次读取每一个视频帧。
7.根据权利要求6所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述图片处理模块为人工智能图片处理模型。
8.根据权利要求7所述的一种网络视频流的处理方法，其特征在于，所述人工智能图片处理模型为yolov5模型。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储模块，所述存储模块包括由处理器加载并执行的指令，所述指令在被执行时使所述处理器执行根据权利要求1-8任一项所述的一种网络视频流的处理方法。
10.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，其特征在于，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现权利要求1-8任一项所述的一种网络视频流的处理方法。
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