CN115334307A - 一种数据传输方法、前端设备、视频采集系统和介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据传输方法、前端设备、视频采集系统和介质，该数据传输方法由具有多个前端设备的视频采集系统中的指定前端设备执行，该方法包括：利用指定前端设备与视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收其他前端设备的关键帧参数信息；基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞；响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。通过上述方式，本申请能够实现前端设备自主错峰调整，提高数据传输的质量。

Description

一种数据传输方法、前端设备、视频采集系统和介质

技术领域

本申请涉及数据通信技术领域；具体涉及一种数据传输方法、前端设备、视频采集系统和介质。

背景技术

在存在多台前端视频设备向后端设备传输视频帧数据的场景下，前端设备越多，越容易出现关键帧碰撞（即I帧碰撞）现象，从而使得网络数据突增，后端设备的业务压力增大，进而导致画面延时增大或视频播放出现卡顿等状况。而目前提出的调整关键帧时序，以避免关键帧碰撞的方案中，关键帧碰撞检测易受网络传输延时的影响，容易产生关键帧碰撞误判情况，且控制前端设备的关键帧时序的调整命令也容易受网络传输延时影响，使得前端设备的关键帧时序的调整效率低、且精度不高。

发明内容

本申请提供一种数据传输方法、前端设备、视频采集系统和介质，能够实现前端设备自主错峰调整，提高数据传输的质量。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种数据传输方法，该数据传输方法由具有多个前端设备的视频采集系统中的指定前端设备执行，该方法包括：利用指定前端设备与视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收其他前端设备的关键帧参数信息；基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞；响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种前端设备，前端设备包括互相连接的存储器和处理器，其中，存储器用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述技术方案中的数据传输方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种视频采集系统，视频采集系统包括多个互相连接的前端设备，其中，每个前端设备用于实现上述技术方案中的数据传输方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，其用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述技术方案中的数据传输方法。

通过上述方案，本申请的有益效果是：利用指定前端设备与视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收其他前端设备的关键帧参数信息；再基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞；然后响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。能够由前端设备自主实现关键帧检测以及错峰调整，减少无需依赖后端设备或其他平台，大大提高关键帧碰撞与错峰调整的及时性，避免由于网络传输延时带来的调整不及时的情况，有效解决关键帧碰撞现象，达到平滑网络数据量的目的，提高数据传输质量。此外，在一般情况下，各个前端设备只需执行一次错峰调整策略，便能够实现后续所有关键帧的错峰，进一步缩短调整周期，提高错峰调整的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的视频采集系统一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的视频采集系统、后端设备以及显示设备的结构示意图；

图3是本申请提供的视频帧数据的传输帧率时序图；

图4是本申请提供的前端设备发生关键帧碰撞的示意图；

图5是对图4进行错峰调整后的效果示意图；

图6是本申请提供的数据传输方法一实施例的流程示意图；

图7是本申请提供的数据传输方法另一实施例的流程示意图；

图8是本申请提供的前端设备A、B、C在同一图像组周期中的关键帧分布图；

图9是本申请提供的计算碰撞阈值方法一实施例的流程示意图；

图10是本申请提供的步骤73一实施例的流程示意图；

图11是前端设备A~F在同一图像组周期内的关键帧分布图；

图12是基于不在第二集合内的前端设备的关键帧参数信息，为指定前端设备分配相应的关键帧调整节点的方法的流程示意图；

图13是对本申请举例的指定前端设备D进行错峰调整的流程示意图；

图14是本申请提供的前端设备一实施例的结构示意图；

图15是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，请参阅图1，图1是本申请提供的视频采集系统一实施例的结构示意图，视频采集系统10包括多个互相连接的前端设备11，其中，每个前端设备11用于实现下述实施例中的数据传输方法，从而使得各个前端设备11进行关键帧碰撞检测，并响应于关键帧发生碰撞的情况，各个前端设备11进行自主错峰调整，数据传输方法在下述实施例进行详细说明，在此不作介绍；可以理解地，图1仅示意两个前端设备11，在其他实施方式中，前端设备11可为三个或三个以上，在此不作限定。

前端设备11可为视频采集设备，例如：网络摄像机（IP CAMERA，IPC），如图2所示，多个前端设备11之间可通过无线网络建立通信连接，多个前端设备11与后端设备进行通信连接，前端设备11与后端设备的通信方式可包括无线网络、基站或有线网络等，后端设备与显示设备连接；后端设备可为服务器，其可向前端设备11实时进行数据拉流，以使得前端设备11将采集到的视频帧数据传输至后端设备，后端设备再将视频帧数据传输至显示设备，以在显示设备上显示视频画面。

视频帧数据可包含关键帧数据（I帧）以及预测帧数据（P帧），如图3所示，图3为视频帧数据的帧率时序图，关键帧与预测帧包含的数据量差异较大，关键帧的数据量一般为预测帧数据量的10倍以上。当后端设备向多台前端设备11同时拉流时，被拉流的前端设备11越多，前端设备11同时产生关键帧的概率越大，从而使得发生关键帧碰撞（即I帧碰撞）的概率越大；如图4所示，图4为三台前端设备11（A、B、C）发生关键帧碰撞的示意图。关键帧碰撞在网络上的表现为瞬时的网络数据突增，一方面可能导致后端设备的业务压力增大；另一方面可能导致无线上行链路上发生拥塞、丢包、延时增大或者视频卡顿现象。

本申请为了提高视频帧数据的传输质量，达到平滑网络数据量的目的，提出一种数据传输方法，利用前端设备进行关键帧碰撞检测，通过发生关键帧碰撞的前端设备对自身的关键帧产生时间进行错峰调整，以使得各个发生关键帧碰撞的前端设备的关键帧产生时间错峰分布，能够有效避免关键帧碰撞现象的发生，达到平滑网络数据量的目的；例如：对如图4所示的前端设备A、B、C的关键帧产生时间进行错峰调整，能够得到如图5所示的效果，有效解决关键帧碰撞现象，下面对本申请提出的数据传输方法的实施例进行详细介绍。

请参阅图6，图6是本申请提供的数据传输方法一实施例的流程示意图，该方法由具有多个前端设备的视频采集系统中的指定前端设备执行，指定前端设备可为任一向后端设备发送视频帧数据的前端设备，该方法包括：

步骤61：利用指定前端设备与视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收其他前端设备的关键帧参数信息。

视频采集系统中的前端设备响应于后端设备的拉流信息，输出视频帧数据至后端设备，其中，视频帧数据包含关键帧数据；具体地，视频采集系统中的其他前端设备向后端设备传输视频帧数据时，其他前端设备可通过与指定前端设备之间的数据通道传输关键帧参数信息至指定前端设备，以使得指定前端设备接收到关键帧参数信息，从而根据到关键帧参数信息进行关键帧碰撞检测。其中，指定前端设备与其他前端设备之间可通过组播或广播的方式通信，具体广播方式可根据实际应用需求进行设置，在此不作限定。进一步地，关键帧参数信息可包括前端设备的IP地址、码流类型、码率、帧率以及关键帧发送时间戳等。

可以理解地，若指定前端设备为未向后端设备发送视频帧数据的前端设备，其可停留在步骤61接收其他前端设备的关键帧参数信息的任务中，在接收到其他前端设备的关键帧参数信息后，将其他前端设备的关键帧参数信息和自身的关键帧参数信息汇总，更新至本地缓存中，不进行后续的步骤62~63，即默认无需对自身的关键帧产生时间进行调整。

步骤62：基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞。

接收到其他前端设备的关键帧参数信息后，可基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞；具体地，关键帧参数信息可包括关键帧发送时间戳，可根据其他前端设备的关键帧发送时间戳与指定前端设备的关键帧发送时间戳判断是否发生关键帧碰撞。例如：指定前端设备与其他前端设备都于同一时间发送关键帧，则说明两者发生关键帧碰撞；还可根据指定前端设备与其他前端设备的关键帧发送时间戳的时间间隔来判断是否发生关键帧碰撞。

步骤63：响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。

响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，则对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略，调整指定前端设备自身的关键帧的发送时序，以使得指定设备自身的关键帧与发生关键帧碰撞的其他前端设备的关键帧错开发送时间，从而使得多个前端设备的关键帧产生时间错峰分布，有效解决关键帧碰撞现象，以达到平滑网络数据量的目的，提高数据传输质量。

可以理解地，视频采集系统中的各个前端设备都可自主进行上述步骤61~63所述的关键帧碰撞检测以及错峰调整，且各个前端设备都只需对自身的关键帧发送时间进行调整，从而能够减少错峰调整的时间，同时各个前端设备之间的关键帧碰撞检测以及错峰调整互不干扰，进一步保证错峰调整的准确性与效率。

在一般情况下，各个前端设备的帧率和图像组（Group of Pictures，GOP）帧数都相同，每个指定前端设备只需进行一次错峰调整即可避免后续所有关键帧碰撞的情况发生，进一步缩短调整周期，提高错峰调整的效率。在其他实施方式中，在前端设备的帧率和/或图像组帧数不同时，每个指定前端设备可在每次接收到其他前端设备的关键帧参数信息时都作一次调整即可。

本实施例利用指定前端设备与视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收其他前端设备的关键帧参数信息；再基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞；然后响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。能够由前端设备自主实现关键帧检测以及错峰调整，减少无需依赖后端设备或其他平台，大大提高关键帧碰撞与错峰调整的及时性，避免由于网络传输延时带来的调整不及时的情况，有效解决关键帧碰撞现象，达到平滑网络数据量的目的，提高数据传输质量。此外，在一般情况下，各个前端设备只需执行一次错峰调整策略，便能够实现后续所有关键帧的错峰，进一步缩短调整周期，提高错峰调整的效率。

请参阅图7，图7是本申请提供的数据传输方法另一实施例的流程示意图，该方法包括：

步骤71：利用指定前端设备与视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收其他前端设备的关键帧参数信息。

步骤71与上述实施例中的步骤61相同，在此不再赘述。

步骤72：基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞。

基于其他前端设备的关键帧参数信息与指定前端设备自身的关键帧参数信息确定其他前端设备与指定前端设备是否发生关键帧碰撞；其中，关键帧参数信息可包含关键帧发送时间戳，可计算其他前端设备的关键帧发送时间戳与指定前端设备的关键帧发送时间戳的差值，从而通过差值大小来判断指定前端设备是否与其他前端设备发生碰撞。

具体地，可基于关键帧参数信息，计算指定前端设备与其他前端设备之间的关键帧在同一图像组周期内的发送时间差值；比较发送时间差值与预设的碰撞阈值的大小；响应于发送时间差值大于或等于碰撞阈值，则确定发送时间差值对应的其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞。响应于发送时间差值小于碰撞阈值，则确定发送时间差值对应的其他前端设备未与指定前端设备发生关键帧碰撞；响应于所有发送时间差值都小于碰撞阈值，则确定所有其他前端设备都未与指定前端设备发生关键帧碰撞，不作后续的错峰调整处理，返回步骤71，继续等待接收其余前端设备的关键帧参数信息，或者响应于关键帧碰撞检测的任务终止，直接结束所有操作。

基于关键帧参数信息，计算指定前端设备与其他前端设备之间的关键帧在同一图像组周期内的发送时间差值的步骤可包括：将指定前端设备的关键帧发送时间戳与其他前端设备的关键帧发送时间戳散列到同一个图像组周期，得到指定前端设备对应的关键帧发送时间节点与其他前端设备对应的关键帧发送时间节点；然后再计算指定前端设备的关键帧发送时间节点与其他前端设备的关键帧发送时间节点的差值，得到发送时间差值。

例如：前端设备的帧率为25帧/s，图像组帧数为50帧，则一个图像组周期为2s，即每2s产生一个关键帧，帧间隔时间为40ms，即每40ms产生一个视频帧（I帧/P帧），若此时指定前端设备的关键帧发送时间为2s，其他前端设备的关键帧发送时间为4.5s，则此时可对指定前端设备的关键帧发送时间2s与其他前端设备的关键帧发送时间4.5s除于一个图像组周期后取余，得到指定前端设备在同一图像组周期中的关键帧发送时间节点0s与其他前端设备在同一图像组周期中的关键帧发送时间节点0.5s，然后计算两者的差值，可得到发送时间差值0.5s。通过统一图像组周期的方式能够在单个周期内考虑各个前端设备的关键帧发送时间，从而能够高效精确地完成关键帧碰撞检测，同时便于后续错峰调整。

请参阅图8，图8为前端设备A、B、C在同一图像组周期中的关键帧分布图，以指定前端设备为前端设备A，其他前端设备为前端设备B、C为例，前端设备A~C在该图像组周期中的关键帧发送时间节点分别为Ta、Tb、Tc，其中前端设备A与B发送时间差值为ΔT1，ΔT1<Tz，Tz为碰撞阈值，则认为前端设备A与B发生关键帧碰撞；前端设备A与C的发送时间差值为ΔT2，ΔT2>Tz，则认为前端设备A与前端设备C未发生关键帧碰撞。

可以理解地，关键帧发送时间戳可关键帧发送时间戳包括关键帧起始时间戳和关键帧结束时间戳，上述实施例中以利用前端设备的关键帧起始时间戳与关键帧结束时间戳之间的中值进行时间差值计算为例进行说明，在其他实施方式中，还可利用前端设备的关键帧起始时间戳或关键帧结束时间戳进行时间差值计算，在此不作限定。

在一实施方式中，在执行步骤72之前，可先基于指定前端设备自身的关键帧参数信息以及其他前端设备的关键帧参数信息，计算得到碰撞阈值。具体地，请参阅图9，图9为计算碰撞阈值方法一实施例的流程示意图，该方法包括：

步骤91：计算指定前端设备的关键帧结束时间戳与关键帧起始时间戳的差值，得到指定前端设备的关键帧持续时间。

步骤92：计算其他前端设备的关键帧结束时间戳与关键帧起始时间戳的差值，得到其他前端设备的关键帧持续时间。

计算指定前端设备的关键帧结束时间戳与关键帧起始时间戳的差值，得到指定前端设备的关键帧持续时间；计算其他前端设备的关键帧结束时间戳与关键帧起始时间戳的差值，得到其他前端设备的关键帧持续时间；即T3=T2-T1，其中，T3为关键帧持续时间，T2为关键帧结束时间戳，T1为关键帧起始时间戳。

步骤93：计算指定前端设备与其他前端设备的关键帧持续时间的平均值，得到关键帧持续均值。

计算指定前端设备与其他前端设备的关键帧持续时间的平均值，得到关键帧持续均值；即T4=（Σ^N ₁T3）/N，其中，T4为关键帧持续均值，N为指定前端设备与其他前端设备的总数量。

步骤94：选取关键帧持续均值与帧间隔时间中的最大值作为碰撞阈值；其中帧间隔时间为帧率的倒数。

选取关键帧持续均值与帧间隔时间中的最大值作为碰撞阈值；其中，关键帧参数信息可包括帧率，指定前端设备与其他前端设备的帧率相同，帧间隔时间为帧率的倒数；例如：帧率为25帧/s，则对应的帧间隔时间即为40ms。

响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，则对指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。错峰调整策略具体包括下述步骤73~74。

步骤73：响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，基于其他前端设备和指定前端设备的优先级判断是否需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整。

响应于其他前端设备与指定前端设备发生关键帧碰撞，基于其他前端设备和指定前端设备的优先级判断是否需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整。

具体地，在一实施方式中，获取优先级的方式可包括：获取其他前端设备的IP地址和指定前端设备的IP地址；将其他前端设备和指定前端设备的IP地址分别转换为预设数值类型下的数值，并作为其他前端设备和指定前端设备的优先级。其中，预设数值类型可为整型、浮点数或字符型等，在此不作限定；前端设备的IP地址可包含在关键帧参数信息中，或者包含在其他可获取的参数信息中，在此不作限定。

以将所有前端设备（包含指定前端设备与其他前端设备）的IP地址转换为无符号整型下的数值为例，转换后得到的数值越大说明前端设备的优先级越高；其中，IP地址转换为无符号整型的数值的方式如下，如IP地址为a.b.c.d，可利用Value=a*2²⁴+b*2¹⁶+c*2⁸+d的公式进行数值转换，其中，Value为转换后的无符号整型的数值。若前端设备A的IP地址为172.23.24.20，前端设备B的IP地址为172.23.20.105，则ValueA=172*2²⁴+23*2¹⁶+24*2⁸+20=2887194644;ValueB=172*2²⁴+23*2¹⁶+20*2⁸+105=2887193705，由于ValueA>ValueB，则前端设备A的优先级大于前端设备B。

可以理解地，上述内容仅以转换后得到的数值越大说明前端设备的优先级越高的优先级排序方式为例进行说明，还可设置数值越小说明优先级越小，或首字符越大说明优先级越小等，在此不作进行限定。

优先级排序规则是所有前端设备均需要遵守的统一规则，即所有前端设备利用统一的优先级排序规则能够得到同一个优先级排序结果，从而保证各个前端设备后续能够利用统一的优先级进行有序的错峰调整。可以理解地，上述实施例仅以通过前端设备的IP地址大小来决定前端设备的优先级高低的方式为例进行说明，在其他实施方式中，还可根据前端设备的启动时间早晚、ID大小或预设的优先级值等方式来确定优先级高低，只要保证各个前端设备的优先级是唯一值即可，在此不对优先级排序规则的具体方式进行限定。

请参阅图10，图10为步骤73一实施例的流程示意图，该方法包括：

步骤731：利用其他前端设备和指定前端设备形成前端设备的第一集合。

此处的其他前端设备为当前时刻向前端设备传输关键帧参数信息的前端设备，即不包括视频采集系统中的其他未进行拉流的前端设备；例如：视频采集系统中包含前端设备A~G，指定前端设备为D，向指定前端设备发送关键帧参数的前端设备为A、B、C、E、F，则此时第一集合为{A、B、C、D、E、F}。

步骤732：从第一集合中确定优先级最高的前端设备。

可利用上述实施例中描述的优先级排序规则获得各个前端设备的优先级，从而从第一集合中确定优先级最高的前端设备，例如：前端设备的优先级排序为A>B>C>D>E>F>G，则此时第一集合中优先级最高的前端设备为前端设备A。

步骤733：响应于第一集合中优先级最高的前端设备为指定前端设备，判定无需对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整。

若第一集合中优先级最高的前端设备为指定前端设备，则此时不对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，返回步骤71。

步骤734：响应于第一集合中优先级最高的前端设备不是指定前端设备，确定与第一集合中优先级最高的前端设备发生关键帧碰撞的前端设备，以形成前端设备的第二集合。

响应于第一集合中优先级最高的前端设备不是指定前端设备，则确定与第一集合中优先级最高的前端设备发生关键帧碰撞的前端设备，从而形成前端设备的第二集合；其中，判断发生关键帧碰撞的方法与上述实施例中的步骤72相同，在此不再赘述。仍以上述前端设备A~G为例，若发现前端设备C与第一集合中优先级最高的前端设备A发生碰撞，则将前端设备C加入第二集合，得到第二集合{C}。

步骤735：响应于指定前端设备不在第二集合内，排除第一集合中优先级最高的前端设备，并返回从第一集合中确定优先级最高的前端设备的步骤。

响应于指定前端设备不在第二集合内，排除第一集合中优先级最高的前端设备，并返回从第一集合中确定优先级最高的前端设备的步骤，并判断指定前端设备是否为当前优先级最高的前端设备，若指定前端设备为当前优先级最高的前端设备，则判定无需对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整；若指定前端设备不是当前优先级最高的前端设备，则再进一步进行关键帧碰撞检测，以更新第二集合。

仍以上述前端设备A~G为例，响应于指定前端设备D不在第二集合中，排除前端设备A，从排除前端设备A后的第一集合{B、C、D、E、F}中确定优先级最高的前端设备，即前端设备B，由于指定前端设备D不是当前优先级最高的前端设备，则进一步确定与当前优先级最高的前端设备B发生关键帧碰撞的前端设备，以形成前端设备的第二集合；如图11所示，图11为前端设备A~F在同一图像组周期内的关键帧分布图，即前端设备D、E、F与前端设备B发生关键帧碰撞，则将前端设备D、E、F加入第二集合，形成新的第二集合{C、D、E、F}。

可以理解地，在响应于指定前端设备不在第二集合内，排除第一集合中优先级最高的前端设备，并返回从第一集合中确定优先级最高的前端设备的步骤之后，检测与重新确定的当前优先级最高的前端设备发生关键帧碰撞的前端设备时，可将已排除掉上一优先级最高的前端设备与已在第二集合中的前端设备排除掉，然后判断第一集合中剩余的前端设备中是否存在与当前优先级最高的前端设备发生关键帧碰撞的前端设备，以节省无意义的检测步骤，提高检测效率。

步骤736：响应于指定前端设备位于第二集合内，判定需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整。

响应于指定前端设备D位于第二集合{C、D、E、F}内，说明指定前端设备D与比其优先级高的前端设备发生了关键帧碰撞，则此时判定需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，跳出步骤73，执行步骤74。

由上述步骤731~736可知，判断是否需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整的步骤中，指定前端设备无需调整的两个判定条件为：指定前端设备为第一集合中的优先级最高的前端设备，或者第二集合中未存在指定前端设备。指定前端设备需要调整的一个判定条件为：第二集合中存在指定前端设备，响应于第二集合中存在指定前端设备，确定需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，此时直接退出步骤73，进行步骤74，以对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整。也就是说，步骤73不一定对第一集合中的所有前端设备都进行遍历，在利用上述判定条件判定指定前端设备无需调整或需要调整后，跳出步骤73，停止对其他前端设备的遍历。

步骤74：响应于需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，对指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整。

响应于需要对指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，对指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整；具体地，可基于不在第二集合内的前端设备的关键帧参数信息，为指定前端设备分配相应的关键帧调整节点；将关键帧调整节点作为指定前端设备的关键帧发生时间。请参阅图12，图12为基于不在第二集合内的前端设备的关键帧参数信息，为指定前端设备分配相应的关键帧调整节点的步骤的流程示意图，该步骤具体包括：

步骤741：基于关键帧参数信息将不在第二集合内的前端设备的关键帧散列到同一个图像组周期。

基于关键帧参数信息将不在第二集合内的前端设备的关键帧散列到同一个图像组周期；具体地，不在第二集合内的前端设备指的是在第一集合中但不在第二集合的前端设备，即对未传输视频帧数据的前端设备不作考虑。仍以视频采集系统中包含前端设备A~G，第一集合为{A、B、C、D、E、F}，第二集合为{C、D、E、F}为例，此时不在第二集合内的前端设备即为{A、B}。

其中，散列到同一个图像组周期的步骤与上述实施例中“基于关键帧参数信息，计算指定前端设备与其他前端设备之间的关键帧在同一图像组周期内的发送时间差值”步骤中所采用的散列至同一图像组周期内的操作相同，在此不再赘述。

步骤742：从图像组周期内确定未被关键帧和已分配的关键帧调整节点所占据的最大空闲区域。

从图像组周期内确定未被关键帧和已分配的关键帧调整节点所占据的最大空闲区域；具体地，在未分配关键帧调整节点时，图像组周期中仅散列不在第二集合内的前端设备的关键帧，此时相邻的关键帧之间构成对应的空闲区域，最大空闲区域即为所有空闲区域中时间跨度最大的区域，然后从最大空闲区域中确定相应的关键帧调整节点；在已分配关键帧调整节点时，可根据关键帧和已分配的关键帧调整节点重新确定当前的最大空闲区域，从而进一步根据重新确定的最大空闲区域选择出下一关键帧调整节点。

步骤743：从最大空闲区域中为第二集合中的优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备选择并分配相应的关键帧调整节点。

在一实施方式中，可选择最大空闲区域的中值作为关键帧调整节点，并分配给第二集合中的优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备。仍以第二集合{C、D、E、F}为例，其中，优先级排序C>D>E>F，在第二集合中的所有前端设备都未分配关键帧调整节点时，优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备即为前端设备C，可先为前端设备C分配关键帧调整节点，在为前端设备C分配了关键帧调整节点后，优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备即为前端设备D，在为前端设备D分配了关键帧调整节点后，下一优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备即为前端设备E，以此类推。

可以理解地，在其他实施方式中，还可选择最大空闲区域的七分之四处的值作为关键帧调整节点，或者五分之二处的值作为关键帧调整节点等，只需保证分配出的关键帧调整节点与前后关键帧/关键帧调整节点不发生关键帧碰撞即可，在此不作限定。

步骤744：响应于指定前端设备未分配到相应的关键帧调整节点，返回从图像组周期内确定未被关键帧和已分配的关键帧调整节点所占据的最大空闲区域的步骤。

步骤745：响应于指定前端设备分配到相应的关键帧调整节点，基于关键帧调整节点对指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整。

响应于指定前端设备未分配到相应的关键帧调整节点，返回从图像组周期内确定未被关键帧和已分配的关键帧调整节点所占据的最大空闲区域的步骤，继续分配下一关键帧调整节点；响应于指定前端设备分配到相应的关键帧调整节点，则基于关键帧调整节点对指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整；其中，指定前端设备可根据关键帧调整节点调整自身对应的编码，从而调整自身的关键帧产生时间。

由上述步骤741~745可知，需确定分配的关键帧调整节点的数量与指定前端设备在第二集合中的优先级排序号相同，比如指定前端设备的优先级排名排第三，则需决策出三个关键帧调整节点，然后将最后一个决策出的关键帧调整节点作为指定前端设备的关键帧调整节点；也就是说，在对指定前端设备进行关键帧调整节点分配时，只需关心比指定前端设备的优先级高的前端设备的关键帧如何调整，从而与比指定前端设备优先级高的前端设备协商关键帧调整节点，规避比指定前端设备优先级高的前端设备的关键帧调整节点即可；而对于优先级比指定前端设备低的前端设备，指定前端设备并不关心，其也无需另外对优先级低的前端设备的关键帧调整节点进行计算分配，从而能够减少不必要的计算量。

此外，各个前端设备都能够基于统一的优先级排序对各自的关键帧调整节点进行设置，从而保证各个前端设备的关键帧调整节点分配的有序性，防止调整后的前端设备的关键帧仍存在关键帧碰撞的现象，以实现各个前端设备之间的自协商，提高错峰调整的效率与精度。

仍以图11所示的关键帧碰撞情况为例对错峰调整的流程（即上述步骤741~745）进行说明，该视频采集系统中包含前端设备A~G，指定前端设备为D，第一集合为{A、B、C、D、E、F}，第二集合为{C、D、E、F}，不在第二集合内的前端设备为{A、B}。

请参阅图13，图13为指定前端设备D的错峰调整的流程示意图；先基于关键帧参数信息将不在第二集合内的前端设备{A、B}的关键帧散列到同一个图像组周期中，得到空闲区域Tx、Ty，其中，Tx>Ty，即当前最大空闲区域为Tx，然后选取最大空闲区域Tx的中值作为第二集合中的优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备C的关键帧调整节点；然后再重新划分出空闲区域Tx1、Tx2、Ty，其中，Tx1=Tx2<Ty，即当前最大空闲区域为Ty，然后再选取最大空闲区域Ty的中值作为第二集合中的优先级最高且未分配关键帧调整节点的前端设备D的关键帧调整节点，其中，前端设备D即为指定前端设备，则退出分配关键帧调整节点的流程，指定前端设备D基于关键帧调整节点对指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整。

本实施例通过各个前端设备自主进行关键帧碰撞检测以及自协商错峰调整，能够有效避免网络传输延时导致的关键帧碰撞检测和错峰调整精度低的问题，使得关键帧碰撞检测的结果更准确，有利于后续的错峰调整，提高错峰调整的精度与效率；并且，各个前端设备能够基于统一的优先级排序规则对各自的关键帧调整节点进行分配设置，使得各个前端设备之间通过统一的优先级排序实现自主协商，实现关键帧调整节点分配的有序性，同时减少不必要的计算量，防止存在调整后的前端设备间仍存在关键帧碰撞现象，进一步提高错峰调整的效率与精度。此外，各个前端设备进行错峰调整时仅调整设备自身的关键帧产生时间，不会对其他前端设备的错峰调整产生影响。

请参阅图14，图14是本申请提供的前端设备一实施例的结构示意图，前端设备140包括互相连接的存储器141和处理器142，存储器141用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器142执行时，用于实现上述实施例中的数据传输方法。

请参阅图15，图15是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图，计算机可读存储介质150用于存储计算机程序151，计算机程序151在被处理器执行时，用于实现上述实施例中的数据传输方法。

计算机可读存储介质150可以是服务端、U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

若本申请技术方案涉及个人信息，应用本申请技术方案的产品在处理个人信息前，已明确告知个人信息处理规则，并取得个人自主同意。若本申请技术方案涉及敏感个人信息，应用本申请技术方案的产品在处理敏感个人信息前，已取得个人单独同意，并且同时满足“明示同意”的要求。例如，在摄像头等个人信息采集装置处，设置明确显著的标识告知已进入个人信息采集范围，将会对个人信息进行采集，若个人自愿进入采集范围即视为同意对其个人信息进行采集；或者在个人信息处理的装置上，利用明显的标识/信息告知个人信息处理规则的情况下，通过弹窗信息或请个人自行上传其个人信息等方式获得个人授权；其中，个人信息处理规则可包括个人信息处理者、个人信息处理目的、处理方式以及处理的个人信息种类等信息。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法由具有多个前端设备的视频采集系统中的指定前端设备执行，包括：

利用所述指定前端设备与所述视频采集系统中的其他前端设备之间的数据通道接收所述其他前端设备的关键帧参数信息；

基于所述其他前端设备的关键帧参数信息与所述指定前端设备自身的关键帧参数信息确定所述其他前端设备与所述指定前端设备是否发生关键帧碰撞；

响应于所述其他前端设备与所述指定前端设备发生关键帧碰撞，对所述指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述响应于所述其他前端设备与所述指定前端设备发生关键帧碰撞，对所述指定前端设备自身的关键帧执行相应的错峰调整策略的步骤，包括：

基于所述其他前端设备和所述指定前端设备的优先级判断是否需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整；

响应于需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，对所述指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整。

3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于所述其他前端设备和所述指定前端设备的优先级判断是否需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整的步骤，包括：

利用所述其他前端设备和所述指定前端设备形成所述前端设备的第一集合；

从所述第一集合中确定优先级最高的前端设备；

响应于所述第一集合中优先级最高的前端设备为所述指定前端设备，判定无需对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整；

响应于所述第一集合中优先级最高的前端设备不是所述指定前端设备，确定与所述第一集合中优先级最高的前端设备发生关键帧碰撞的前端设备，以形成所述前端设备的第二集合；

响应于所述指定前端设备位于所述第二集合内，判定需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于所述其他前端设备和所述指定前端设备的优先级判断是否需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整的步骤，进一步包括：

响应于所述指定前端设备不在所述第二集合内，排除所述第一集合中优先级最高的前端设备，并返回所述从所述第一集合中确定优先级最高的前端设备的步骤。

5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，所述响应于需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整，对所述指定前端设备自身的关键帧产生时间进行调整的步骤，包括：

基于不在所述第二集合内的前端设备的所述关键帧参数信息，为所述指定前端设备分配相应的关键帧调整节点；

将所述关键帧调整节点作为所述指定前端设备的关键帧发生时间。

6.根据权利要求5所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于不在所述第二集合内的前端设备的所述关键帧参数信息，为所述指定前端设备分配相应的关键帧调整节点的步骤，包括：

基于所述关键帧参数信息将不在所述第二集合内的前端设备的关键帧散列到同一个图像组周期；

从所述图像组周期内确定未被所述关键帧和已分配的关键帧调整节点所占据的最大空闲区域；

从所述最大空闲区域中为所述第二集合中的优先级最高且未分配所述关键帧调整节点的前端设备选择并分配相应的所述关键帧调整节点；

响应于所述指定前端设备未分配到相应的关键帧调整节点，返回所述从所述图像组周期内确定未被所述关键帧和已分配的关键帧调整节点所占据的最大空闲区域的步骤。

7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，

所述从所述最大空闲区域中为所述第二集合中的优先级最高且未分配所述关键帧调整节点的前端设备选择并分配相应的所述关键帧调整节点的步骤，包括：

选择所述最大空闲区域的中值作为所述关键帧调整节点，并分配给所述第二集合中的优先级最高且未分配所述关键帧调整节点的前端设备。

8.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，

所述基于所述其他前端设备的关键帧参数信息与所述指定前端设备自身的关键帧参数信息确定所述其他前端设备与所述指定前端设备是否发生关键帧碰撞的步骤，包括：

基于所述关键帧参数信息，计算所述指定前端设备与所述其他前端设备之间的关键帧在同一图像组周期内的发送时间差值；

比较所述发送时间差值与预设的碰撞阈值的大小；

响应于所述发送时间差值大于或等于所述碰撞阈值，则确定所述发送时间差值对应的其他前端设备与所述指定前端设备发生关键帧碰撞。

9.根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述比较所述发送时间差值与预设的碰撞阈值的大小的步骤之前，进一步包括：

基于所述指定前端设备自身的所述关键帧参数信息以及所述其他前端设备的所述关键帧参数信息，计算得到所述碰撞阈值。

10.根据权利要求9所述的数据传输方法，其特征在于，所述关键帧参数信息包括帧率与关键帧发送时间戳，所述关键帧发送时间戳包括关键帧起始时间戳和关键帧结束时间戳；

所述基于所述指定前端设备自身的所述关键帧参数信息以及所述其他前端设备的所述关键帧参数信息，计算得到所述碰撞阈值的步骤，包括：

计算所述指定前端设备的所述关键帧结束时间戳与所述关键帧起始时间戳的差值，得到所述指定前端设备的关键帧持续时间；

计算所述其他前端设备的所述关键帧结束时间戳与所述关键帧起始时间戳的差值，得到所述其他前端设备的关键帧持续时间；

计算所述指定前端设备与所述其他前端设备的关键帧持续时间的平均值，得到关键帧持续均值；

选取所述关键帧持续均值与帧间隔时间中的最大值作为所述碰撞阈值；其中所述帧间隔时间为所述帧率的倒数，所述指定前端设备与所述其他前端设备的帧率相同。

11.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述基于所述其他前端设备和所述指定前端设备的优先级判断是否需要对所述指定前端设备自身的关键帧进行错峰调整的步骤之前，进一步包括：

获取所述其他前端设备的IP地址和所述指定前端设备的IP地址；

将所述其他前端设备和所述指定前端设备的所述IP地址分别转换为预设数值类型下的数值，并作为所述其他前端设备和所述指定前端设备的优先级。

12.一种前端设备，其特征在于，包括互相连接的存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时，用于实现权利要求1-11中任一项所述的数据传输方法。

13.一种视频采集系统，其特征在于，包括多个互相连接的前端设备，其中，每个所述前端设备用于实现权利要求1-11中任一项所述的数据传输方法。

14.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时，用于实现权利要求1-11中任一项所述的数据传输方法。

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