CN203859835U - 一种支持监控视频快速解码的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型有关于一种支持监控视频快速解码的装置，包括接收模块、去扰模块和解码模块；其中该接收模块连接去扰模块，该去扰模块又连接解码模块，该接收模块用于接收待解码的监控视频码流，该去扰模块用于对接收的待解码的监控视频码流进行去扰处理，该解码模块接收上述去扰后的监控视频码流并对其进行解码。本实用新型的支持监控视频快速解码的装置，能够支持对绝大多数视频文件的解码，兼容性好，解码速度快。

Description

一种支持监控视频快速解码的装置

技术领域

本实用新型涉及一种解码装置，特别是涉及一种支持监控视频快速解码的装置。

背景技术

由于监控视频的存储范围的不断扩大,分辨率、码率的不断提高，设备厂家与设备型号的不断增多，视频解码的复杂度和不兼容度也在不断地提高。其中，监控视频解码的复杂度高表现在视频解码计算所占用的系统资源相应的也在持续增加。用CPU（中央处理器）进行视频解码（软解码）要占用大量的CPU计算资源，甚至有可能出现CPU计算资源无法满足高分辨率、高码率的需求。因此，近年来出现了用GPU(Graphic Processing Unit，图形处理器)进行视频解码的趋势，用以解决监控视频解码复杂度高的问题。而对于监控视频解码的兼容度不高的问题，目前却没有很好的解决方案。

监控视频解码的兼容度不高，主要表现为，在现实应用中，不同的厂家会提供不同格式的监控视频码流，常见的品牌有海康、大华、华三、东方网力、柯达、汉邦、三星、索尼、博士、安讯士等，相应不同格式有.mp4、.asf、.dav、.h264、.264、.mov、rmvb、.wmv、.mkv、.flv、.mpg及.ts等。不同厂家通常会将监控视频码流，按自己定义的格式加扰为自有的监控视频码流。这样，加扰后的自有监控视频码流，通常不能使用H.264或MPEG4的通用解码器进行解码。这种现象在用户解码浏览海康或大华等厂家的监控视频时，非常普遍。

有鉴于上述现有的解码装置存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的解码装置，能够解决现有存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的是在提供一种支持监控视频快速解码的装置，能够支持绝大多数视频文件的解码，兼容性好，解码速度快。另外，本实用新型的支持监控视频快速解码的装置，不仅可以对监控视频的全部码流进行解码，还可以对监控视频的部分码流进行解码。

本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型提出一种支持监控视频快速解码的装置，包括接收模块、去扰模块和解码模块；其中该接收模块连接去扰模块，该去扰模块又连接解码模块，该接收模块用于接收待解码的监控视频码流，该去扰模块用于对接收的待解码的监控视频码流进行去扰处理，该解码模块接收上述去扰后的监控视频码流并对其进行解码。

本实用新型的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的支持监控视频快速解码的装置，其中该去扰模块包括三个并行的子模块：序列头信息去扰模块、图像头信息去扰模块及片头信息去扰模块，分别进行的去扰方式是：自动去除序列头的加扰信息、自动对图像头信息进行去扰或自动对片头的头信息进行去扰处理。

前述的支持监控视频快速解码的装置，其中该解码模块可基于图像组（Group of Picture）对历史视频进行并行解码。

前述的支持监控视频快速解码的装置，其中该解码模块支持全部解码和部分解码两种解码模式。

前述的支持监控视频快速解码的装置，其还包括查询模块，该查询模块连接解码模块，查询当前码流是否可以使用Intel Multimedia Core进行硬件解码。

前述的支持监控视频快速解码的装置，其中该解码模块的解码方式包括Intel Multimedia Core硬件解码和软件解码。

前述的支持监控视频快速解码的装置，其中该解码模块还包括格式转换模块。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型的支持监控视频快速解码的装置至少具有下列优点及有益效果：本实用新型的支持监控视频快速解码的装置，能够支持对绝大多数视频文件的解码，兼容性好，解码速度快。另外，本实用新型的支持监控视频快速解码的装置，不仅可以对监控视频的全部码流进行解码，还可以对监控视频的部分码流进行解码。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1：为本实用新型实施例的一种支持监控视频快速解码的装置的结构示意图。

图2：为H.264码流的句法元素的分层结构图。

图3：为本实用新型另一实施例的一种支持监控视频快速解码的装置的结构示意图。

图4：为原始视频码流的组成部分示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种支持监控视频快速解码的装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参阅图1所示，为本实用新型的一种支持监控视频快速解码的装置的结构示意图。该支持监控视频快速解码的装置包括接收模块1、去扰模块2和解码模块3；其中该接收模块1连接去扰模块2，同时该去扰模块2连接解码模块3。

该接收模块1用于接收待解码的监控视频码流。具体来说，上述待解码的监控视频码流的格式是各式各样的。例如，不同厂家提供的不同格式的监控视频码流，常见的品牌有海康、大华、华三、东方网力、柯达、汉邦、三星、索尼、博士、安讯士等，相应不同格式有.mp4、.asf、.dav、.h264、.264、.mov、rmvb、.wmv、.mkv、.flv、.mpg及.ts等。

另外，各厂家因为产品战略等方面的需求，通常会将监控视频码流加扰为自有的监控视频码流。这样，加扰后的自有监控视频码流不能使用H.264或MPEG4的通用解码器进行解码。

通常，在编码器输出的码流中，数据的基本单位是句法元素，每个句法元素由若干比特组成，它表示某个特定的物理意义，例如：宏块类型、量化参数等。句法表征句法元素的组织结构，语义阐述句法元素的具体含义。所有的视频编码标准都是通过定义句法和语义来规范编解码器的工作流程。

编码器输出的比特码流中，每个比特都隶属某个句法元素，也就是说，码流是由一个个句法元素依次衔接组成的，码流中除了句法元素并不存在专门用于控制或同步的内容。在H.264定义的码流中，句法元素被组织成有层次的结构，各个层次描述不同的信息（具体可参见：新一代视频压缩编码标准:H.264/AVC[M].人民邮电出版社,2005.）。

句法元素的分层结构有助于更有效地节省码流。例如，在一个图像中，经常会在各个片之间有相同的数据，如果每个片都同时携带这些数据，势必会造成码流的浪费。更为有效的做法是将图像的公共信息抽取出来，形成图像一级的句法元素，而在片级只携带该片自身独有的句法元素。在H.264中，句法元素共被组织成序列、图像、片、宏块、子宏块五个层次。

而参阅图2所示，为句法元素的分层结构图；上述每一层都有头部，然后在每层的数据部分包含该层的数据，详细来说，图像（picture）层、片(slice)层、宏块(macro block)层及子宏块(sub block)层都设有头部，同时序列层也设有头部。在这样的结构中，每一层的头部和它的数据部分形成管理与被管理的强依赖关系，头部的句法元素是该层数据的核心，而一旦头部丢失，数据部分的信息几乎不可能再被正确解码出来。尤其在序列层及图像层，由于网络中MTU（最大传输单元）大小的限制，不可能将整个层的句法元素全部放入同一个分组中，这个时候如果头部所在的分组丢失，该层其他分组即使能被正确接收也无法解码，造成资源浪费。

一般情况下，当各厂家将监控视频码流加扰为自有的监控视频码流时，通常是在上述每一层的头部加扰，例如，序列层的头部（简称，序列头）、图像层的头部（简称，图像头）或片层的头部（片头）。当头部被加扰后，头部的信息就不会被一般的解码器正确解码出来，从而影响整个监控视频的正确解码。

该去扰模块2用于对接收的待解码的监控视频码流进行去扰处理，包括三个并行的子模块：序列头信息去扰模块、图像头信息去扰模块及片头信息去扰模块，分别进行的去扰方式是：自动去除序列头的加扰信息、自动对图像头信息进行去扰或自动对片头的头信息进行去扰处理。详细说明三种去扰方式如下：1、自动去除序列头的加扰信息：不少视频监控设备厂家，会加一些标准视频流无法解析的头信息，而去扰模块2则可以自动对额外的头信息进行剥离。2、自动对图像头进行去扰：例如，海康、大华常对图像头的某些字段进行加扰，而去扰模块2可以对加扰的字段进行去扰。一个具体的例子，某监控视频的图像头的正常的头信息包括“30306463/62”，对它加扰后的该字段信息则变为“000001/00FA/FB”，但是，经过去扰模块2的去扰处理后，图像头中的该字段信息又变为“30306463/62”。3、自动对片头的头信息进行去扰处理。在去扰之后，各厂家加扰后的监控视频码流，将会变为H.264或MPEG4的标准码流。值得说明的是，本实用新型不限定上述去扰的方式，只要能达到去扰并顺利解码即可，且该去扰模块2有上述三种去扰方式中的至少一种。

该解码模块3接收上述去扰后的监控视频码流，并对其进行解码，具体的，该解码模块3可基于图像组（Group of Picture）对历史视频进行并行解码。该解码模块3支持按GOP（Group of picture）将码流划分，并将划分后的标准视频码流进行并行解码。在每个GOP中，各GOP的第一帧为intra预测帧，其不参考其他帧的信息，后续各inter预测帧的解码仅仅可能参考和依赖该GOP中第一个intra帧及其之后的各重建帧，并不会参考和依赖该GOP之外的其他帧，因此每个GOP在视频解码上是相互独立的。换句话说，本实用新型基于监控视频码流中各GOP相互独立的性质，进行独立的并行解码，这能够实现监控视频的快速解码。

另外，该解码模块3支持全部解码和部分解码两种解码模式。该全部解码是指将监控视频码流解码为图像，即一直解码出原始图像，而该部分解码仅仅是解码出预测信息，不解码残差信息，这可以按需大大地加快监控视频码流的解码速度。一般情况下，原始视频码流包括帧内预测信息、帧间预测信息和残差信息（参阅图4所示），当这些信息全部被解码后，即可组合重构出原始视频。而当全部解码时，是将码流全部解码并重建出原始视频；当部分解码时，只解码出部分信息，如帧间预测信息。

参阅图3所示，为本实用新型另一实施例的一种支持监控视频快速解码的装置的结构示意图。在本实施例中，该支持监控视频快速解码的装置还包括查询模块4，该查询模块4连接解码模块3，用于查询当前码流是否可以使用Intel Multimedia Core进行硬件解码，即查询当前解码模块的CPU中是否有Intel Multimedia Core硬件，以及当前码流是否支持IntelMultimedia Core的硬件解码方式，如果有Intel Multimedia Core硬件且当前码流支持Intel Multimedia Core的硬件解码方式的话，就选用IntelMultimedia Core硬件解码，如果没有该硬件或当前码流不支持IntelMultimedia Core的硬件解码方式，则选用解码模块的软件解码。具体来说，该解码模块的解码方式包括Intel Multimedia Core硬件解码和软件解码。

上述的Intel Multimedia Core支持Intel的第三代处理器Ivy Bridge（简称IVB），现有的Ivy Bridge的规格，参见表1。

表1：

另外，上述的Intel Multimedia Core还支持Intel的Haswell，其中Haswell架构是英特尔最新的CPU架构。当前，Intel Haswell首批推出的处理器有Corei7-4770K、Core i7-4770、Corei5-4670K、Corei5-4670以及Corei5-4570等标准电压版本处理器。低电压版本则有35W的Core i7-4765T、Corei5-4570T；45W的Core i7-4770T、Core i5-4670T；65W的Core i7-4770S、Core i5-4670S、Core i5-4570S、Core i5-4430S等三个版本。

在实际应用中，对Intel Multimedia Core的解码功能，配合上述去扰模块2的去扰成果，进行了测试。总的来说，已经实现对海康、大华、安讯士等常见的监控视频进行去扰为标准格式视频后，再用Intel MultimediaCore进行解码，虽然解码的速度比直接解码，并没有明显加快，但是CPU占用率从单核100%下降到了单核30%左右。

需要说明的是，无论是硬件解码，还是软件解码，本实用新型都可以进行基于GOP的并行解码。另外，本实施例的其他组成部分的结构与上一实施例相同，在此不再赘述。

在本实用新型中，该解码模块3还包括格式转换模块31，该格式转换模块31可以对全部解码获得图像的格式进行转码，即YUV、JPG、BMP等多种格式之间的转码。一般来说，经解码后的图像格式是YUV，但是这种格式不方便进行后续的视频分析和处理，故可以借由格式转换模块31，将图像格式转码为JPG或BMP，为后续的视频分析和处理提供更加有效的支撑。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种支持监控视频快速解码的装置，其特征在于其包括接收模块、去扰模块和解码模块； 

其中该接收模块连接去扰模块，该去扰模块又连接解码模块，该接收模块用于接收待解码的监控视频码流，该去扰模块用于对接收的待解码的监控视频码流进行去扰处理，该解码模块接收上述去扰后的监控视频码流并对其进行解码；其中该解码模块包括Intel Multimedia Core处理器。 

2.根据权利要求1所述的支持监控视频快速解码的装置，其特征在于其中该解码模块支持全部解码和部分解码两种解码模式。