CN110225347A - 视频数据传输方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

视频数据传输方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN110225347A CN201910548319.0A CN201910548319A CN110225347A CN 110225347 A CN110225347 A CN 110225347A CN 201910548319 A CN201910548319 A CN 201910548319A CN 110225347 A CN110225347 A CN 110225347A
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Abstract

本申请公开了一种视频数据传输方法、装置和存储介质,在通信链路的网络质量变差时,发送设备提取视频数据包中的关键信息生成第二数据包,将视频数据包和第二数据包一并发送给接收端,本申请可以利用第二数据包中的关键信息恢复出原始视频数据,能提高视频数据传输的可靠性,增强网络质量发生恶化的抗丢包能力。

Description

视频数据传输方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本申请涉及视频处理领域,尤其涉及一种视频数据传输方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
为了便于视频内容的存储和传输,通常需要减少视频内容的大小,即需要将视频的原始内容元素进行压缩,这种技术称为视频编码;与视频编码对应的,当需要对视频进行播放时,也需要对编码后的视频进行相应的解码,才能读取到画面并渲染显示。
在现有技术中,为了便于解码,以及提高解码效率,编码器在对多张原始图像进行编码后,会生成多个图像组(group of pictures,GOP),编码器在播放时就可以读取多个GOP,以进行编码,而需要等待所有的编码数据都读取完毕,才能进行解码,也就是说GOP是视频图像编码器和解码器存取的单位。
一般的,GOP可以由一张I帧和多张B帧或P帧组成,I帧是内部编码帧,每个GOP的第一个帧,是一个完整的图像;P帧是前向预测帧,记录的是相对于I帧和相邻前一个P帧的变化,B帧是双向内插帧,与P帧的区别在于,它既可以参考I帧或相邻的前一个帧,也可以参考相邻的后一个帧,即P帧记录的是相对于相邻前后帧的变化。
发明内容
本申请的发明人发现:在通信链路的网络质量变差时,视频数据包在传输过程中容易发生丢失,这样解码端播放视频画面容易发生卡顿的现象,如何提高抗丢包能力是目前亟待解决的问题。
为解决上述的技术问题,本申请提供一种视频数据传输方法,在通信链路的链路质量变差时,在待发送的数据包中携带第二数据包,降低视频数据中的关键帧发生丢失导致解码失败的问题,可以提高视频数据传输的可靠性。
第一方面,本申请提供了一种视频数据传输方法,包括:
第一设备监测第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数,在根据网络质量参数确定通信链路的网络状态为异常时,第一设备获取待发送的视频数据包,视频数据包包括至少一个关键帧;第一设备提取视频数据包中的关键信息,第一设备提取视频数据包中的关键信息,以及将关键信息进行数据封装得到第二数据包,关键信息包括视频数据包中包括的至少一个关键帧;第一设备向第二设备发送第二数据包和视频数据包。其中,第一设备可以向第二设备同时发送第二数据包和视频数据包,或者将第二数据包和视频数据包进行数据封装后得到编码后数据包,然后向第二设备发送该编码后数据包,本申请实施例不作限制。
在一种可能的设计中,第一设备监测第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数,包括:
第一设备向第二设备发送第一数据包,第一数据包的包体中可以不携带信息,第一数据包的包头中携带测试标识,测试标识用于区分不同的测试过程。第一设备接收第二设备响应于第一数据包发送的响应包,响应包携带测试标识;第一设备根据第一数据包和响应包中携带的测试标识确定两个包是具有关联关系的。第一设备根据发送第一数据包的时刻和接收响应包的时刻计算通信链路的往返时延。
在一种可能的设计中,在根据网络质量参数确定通信链路的网络状态为异常时,第一设备获取待发送的视频数据包,包括:
在RTT大于时长阈值时,确定通信链路的网络状态为异常;
从编码后的视频数据中获取多个图形GOP;其中,所述编码后的视频数据是根据原始视频数据进行编码后得到的;
将至少一个GOP进行数据封装得到所述视频数据包。
在一种可能的设计中,所述将所述关键信息进行数据封装得到第二数据包,包括:
提取所述视频数据包中所有的关键帧;
根据预先配置的掩码表对所述视频数据包中所有的关键帧进行异或运算得到掩码数据信息;
根据掩码数据信息进行数据封装处理得到所述第二数据包。
在一种可能的设计中,第一设备向第二设备发送第二数据包和视频数据包,包括:
根据校验算法对第二数据包进行处理得到校验信息;
将校验信息添加到第二数据包的包头中;
将添加校验信息的第二数据包和视频数据包进行数据封装处理得到编码后的数据包。
在一种可能的设计中,关键信息还包括序列参数集和/或图像参数集。
第二方面,本申请提供了一种视频数据传输方法,包括:
第二设备接收来自第一设备的视频数据包和第二数据包;
第二设备在视频数据包中的关键帧解码失败的情况下,获取所述关键帧的标识;
第二设备在第二数据包中提取标识指示的关键帧;
第二设备根据提取的关键帧进行解码得到原始视频数据。
在一种可能的设计中,第二设备在第二数据包中提取标识指示的关键帧,包括:
校验第二数据包中标识指示的关键帧是否完整;
在校验成功时,在第二数据包中提取标识指示的关键帧。
本申请又一方面提供了一种装置,可以实现上述第一方面或第二方面的视频数据传输方法。例如所述装置可以是芯片(如数字处理芯片DSP或应用处理器芯片等)或者服务器。可以通过软件、硬件、或者通过硬件执行相应的软件实现上述方法。
在一种可能的实现方式中,所述装置的结构中包括处理器、存储器;所述处理器被配置为支持所述装置执行上述应用测试方法中相应的功能。存储器用于与处理器耦合,其保存所述装置必要的程序(指令)和/或数据。可选的,所述装置还可以包括通信接口用于支持所述装置与其他网元之间的通信。
在另一种可能的实现方式中,所述装置可以包括执行上述方法中相应动作的单元模块。
在又一种可能的实现方式中,包括处理器和收发装置,所述处理器与所述收发装置耦合,所述处理器用于执行计算机程序或指令,以控制所述收发装置进行信息的接收和发送;当所述处理器执行所述计算机程序或指令时,所述处理器还用于实现上述方法。其中,所述收发装置可以为收发器、收发电路或输入输出接口。当所述装置为芯片时,所述收发装置为收发电路或输入输出接口。
当所述装置为芯片时,发送单元可以是输出单元,比如输出电路或者通信接口;接收单元可以是输入单元,比如输入电路或者通信接口。当所述装置为网络设备时,发送单元可以是发射器或发射机;接收单元可以是接收器或接收机。
本申请又一方面提供了一种装置,该装置包括:存储器和处理器;其中,所述存储器中存储一组程序代码,且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码,执行各方面所述的方法。
本申请的又一方面提了供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本申请的又一方面提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述各方面所述的方法。
根据以上的实施例,在通信链路的网络质量变差时,发送设备在发送编码处理后的视频数据包之前,提取视频数据包中的关键信息,对关键信息进行数据封装得到第二数据包,然后将视频数据包和第二数据包一并发送给接收设备,一般接收设备对视频数据包解码失败的情况下,可以利用第二数据包中的关键信息恢复出原始视频数据,能提高视频数据传输的可靠性,增强网络质量发生恶化的抗丢包能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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。
图1是本申请实施例提供的网络架构图;
图2是本申请实施例提供的一种视频数据传输方法的流程示意图;
图3是本申请实施例提供的视频数据传输方法的另一流程示意图;
图4是本申请实施例提供的视频数据传输方法另一流程示意图;
图5是本申请实施例提供的视频数据传输方法的交互示意图;
图6是本申请实施例提供的一种装置的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的一种装置的另一结构示意图;
图8是本申请实施例提供的一种装置的另一结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
图1示出了可以应用于本申请的视频数据传输方法或视频数据传输装置的示例性***架构100。
如图1所示,***架构100可以包括终端设备100、第一网络101、服务器102、第二网络103和终端设备104。第一网络104用于在终端设备101和服务器102之间提供通信链路的介质,第二网络103用于在终端设备104和服务器102之间提供通信链路的介质。第一网络101和第二网络103可以包括各种类型的有线通信链路或无线通信链路,例如:有线通信链路包括光纤、双绞线或同轴电缆的,无线通信链路包括蓝牙通信链路、无线保真(Wireless-Fidelity,Wi-Fi)通信链路或微波通信链路等。
其中,本申请中的第一设备和第二设备可以是***架构中的任意两个设备,例如:第一设备为终端设备100,第二设备为服务器102;或第一设备为服务器102,第二设备为终端设备104;或第一设备为终端设备100,第二设备为终端设备104等,本申请不再进行穷举。
终端设备100通过第一网络101、服务器102、第二网络103和终端设备104之间进行通信,终端设备100向服务器102发送消息,服务器102将消息转发给终端设备104,终端设备104将消息发送给服务器102,服务器102将消息转发给终端设备100,由此实现终端设备100和终端设备104之间的通信,终端设备100和终端设备104之间交互的消息类型包括控制数据和业务数据。
其中,在本申请中,终端设备100为学生上课的终端,终端设备104为教师上课的终端;或终端设备100为教师上课的终端,终端设备104为学生上课的终端。例如:业务数据为视频数据,终端设备100通摄像头采集学生上课过程中的第一视频数据,终端设备通过摄像头104采集教师上课过程中的第二视频数据,终端设备100将第一视频数据发送给服务器102,服务器102将第一视频数据转发给终端设备104,终端设备104在界面上显示第一视频数据和第二视频数据;终端设备104将第二视频数据发送给服务器102,服务器102将第二视频数据转发给终端设备100,终端设备100显示第一视频数据和第二视频数据。
其中,本申请的上课方式可以是一对一或一对多,即一个教师对应一个学生或一个教师对应多个学生。相应的,在一对一的教学方式中,一个用于教师上课的终端和一个用于学生上课的终端之间进行通信;在一对多的教学方式中,一个用于教师上课的终端和多个用于学生上课的终端之间进行通信。
终端设备100和终端设备104上可以安装有各种通信客户端应用,例如:视频录制应用、视频播放应用、语音交互应用、搜索类应用、及时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。
终端设备100和终端设备104可以是硬件,也可以是软件。当终端设备101~103为硬件时,可以是具有显示屏的各种电子设备,包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携式计算机和台式计算机等等。当终端设备100和终端设备104为软件时,可以是安装上上述所列举的电子设备中。其可以实现呈多个软件或软件模块(例如:用来提供分布式服务),也可以实现成单个软件或软件模块,在此不作具体限定。
当终端设备100和终端设备104为硬件时,其上还可以安装有显示设备和摄像头,显示设备显示可以是各种能实现显示功能的设备,摄像头用于采集视频数据;例如:显示设备可以是阴极射线管显示器(Cathode ray tubedisplay,简称CR)、发光二极管显示器(Light-emitting diode display,简称LED)、电子墨水屏、液晶显示屏(Liquid crystaldisplay,简称LCD)、等离子显示面板(Plasma display panel,简称PDP)等。用户可以利用终端设备100和终端设备104上的显示设备,来查看显示的文字、图片、视频等信息。
服务器102可以是提供各种服务的服务器,服务器102可以是硬件,也可以是软件。当服务器105为硬件时,可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群,也可以实现成单个服务器。当服务器102为软件时,可以实现成多个软件或软件模块(例如用来提供分布式服务),也可以实现成单个软件或软件模块,在此不做具体限定。
应理解,图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅是示意性的。根据实现需要,可以是任意数量的终端设备、网络和服务器。
为了说明本申请所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
参见图2,图2是本申请实施例提供的视频数据传输方法的流程示意图,在本申请实施例中,所述方法包括:
S201、第一设备监测第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数。
一般的,第一设备和第二设备之间的通信链路表示第一设备和第二设备之间用于传输数据包的链路,该通信链路可能是第一设备和第二设备之间进行直连形成的链路,也可能是第一设备和第二设备之间通过中继设备通过形成的链路。通信链路可能是第一设备到第二设备之间的链路,也可以是第二设备到第一设备之间的链路,也可以是同时包括第一设备到第二设备之间的链路和第二设备到第一设备之间的链路。网络质量参数用于评估通信链路的网络质量的参数,网络质量参数包括但不限于:往返时延、丢包率、误码率中的一种或多种。
其中,测量通信链路的设备可以是第一设备,也可以是第二设备。第二设备测量通信链路的网络质量参数时,可以将网络质量参数通知给第一设备。同时,第一设备测量通信链路的网络质量参数之后,可以将该网络质量参数通知给第二设备。第一设备可以周期性的监测通信链路的网络质量参数,监测的周期可以是第一设备预存储或预配置的,周期的长度可以根据实际需求来定,本申请不作限制。
S202、在根据网络质量参数确定通信链路的网络状态为异常时,第一设备获取待发送的视频数据包。
一般的,第一设备根据网络质量参数确定通信链路的网络状态,网络状态包括正常和异常两种状态。可选的,确定通信链路的网络状态的方法可以是比较测量的网络质量参数和阈值的方法来判断。
例如:网络质量参数为丢包率,在通信链路上测量到的丢包率大于丢包率阈值的情况下,第一设备确定该通信链路的网络状态为异常状态。视频数据包中包括编码后的视频帧,视频数据包中包括至少一个I帧,I帧即关键帧,视频编码的方式包但不限于:音频视频交错格式(audio video interleaved,AVI)、实时媒体可比特率(realmedia variablebitrate,RMVB)、动态图像专家组-2(moving picture experts group,MPEG-2)、视频编码-1(Video Codec 1,VC-1)、H.264、MPEG-4、MPEG-2、WMA等,具体的编码原理可参照现有的编码协议的描述,此处不再赘述。
S203、第一设备提取视频数据包中的关键信息,以及将关键信息进行数据封装得到第二数据包。
一般的,关键信息表示视频数据包中进行解码时必要的信息,关键信息包括但不限于关键帧、序列参数集SPS和图像参数集中的一种或多种,关键帧可以是I帧。第一设备将关键信息进行数据封装得到第二数据包。例如:第一设备使用冗余算法对关键信息进行处理得到第二数据包,以提高关键信息传输的可靠性。
S204、第一设备向第二设备发送第二数据包和视频数据包。
一般的,第一设备可以向第二设备同时发送第二数据包和视频数据包,或者将第二数据包和视频数据包进行数据封装后得到编码后数据包,然后向第二设备发送该编码后数据包,本申请实施例不作限制。
实施本申请实施例,在通信链路的网络质量变差时,发送设备在发送编码处理后的视频数据包之前,提取视频数据包中的关键信息,对关键信息进行数据封装得到第二数据包,然后将视频数据包和第二数据包一并发送给接收设备,一般接收设备对视频数据包解码失败的情况下,可以利用第二数据包中的关键信息恢复出原始视频数据,能提高视频数据传输的可靠性,增强网络质量发生恶化的抗丢包能力。
参见图3,为本申请实施例提供的一种视频数据传输方法的另一流程示意图,在本申请实施例中,所述方法包括:
S301、第一设备向第二设备发送第一数据包。
一般的,第一数据包携带测试标识,测试标识用于区分不同的测试过程,测试标识可以是序号,例如:以1开始以1为步长进行递增编号。第一数据包包括包头和包体,包头中携带第一数据包的描述信息,例如:测试标识、校验信息、长度信息中的一种或多种,第一数据包的包体可以不携带数据,即为空的包体。
其中,第一设备还会记录发送第一数据包的时刻,该发送第一数据包的时刻记录到本地。
在一个实施例中,第一设备可以在预设时长的时间区间内向第二设备发送多个第一数据包,各个第一数据包具有不同的测试标识,第一设备记录各个第一数据包的发送时刻。例如:第一设备根据预设的时间间隔发送多个第一数据包,分别记录各个第一数据包的发送时刻。
S302、第一设备接收第二设备响应于第一数据包发送的响应包。
一般的,第二设备接收到第一数据包后,解析第一数据包的包头中携带的测试标识,响应于所述第一数据包生成一个响应包,响应包的包头中携带该测试标识。
例如:第二设备接收到的测试包的测试标识为0x01,第二设备生成一个响应包,该响应包的包头中也携带相同的测试标识0x01。
应理解,第一设备接收到多个第一数据包的情况下,需要分别为各个第一数据包返回一个响应包。
在一个实施例中,第一设备每发送一个第一数据包会启动定时器,在定时器超时后确定该第一数据包发送失败,定时器的定时时长可根据实际需求来设置,本申请不作限制。例如:定时时长为5ms,第一设备发送第一数据包时启动定时器,在定时器的定时时长到时,第一设备确定未检测到第一数据包对应的响应包。
S303、第一设备根据发送第一数据包的时刻和接收响应包的时刻计算通信链路的RTT。
其中,第一设备在发送第一数据包时会记录第一数据包的发送时刻,然后接收到响应包时记录该响应包的接收时刻,计算第一数据包的发送时刻和响应包的接收时刻之间的RTT。
在一个实施例中,通信链路的网络质量参数可以是丢包率,第一设备计算通信链路的丢包率的方法可以是:第一设备在预设的时间区间内向第二设备发送多个第一数据包,各个第一数据包携带不同的测试标识,然后第一设备在该时间区间内接收来自第二设备的响应包,统计响应包的数量,根据接收到的响应包的数量和发送的第一数据包的数量确定通信链路的丢包率。
例如:第一设备在t1时刻和t2时刻之间向第二设备发送100个第一数据包,各个第一数据包的测试标识从1到100进行编号,然后在t1时刻和t2时刻之间接收来自第二设备的响应包,统计接收到的响应包的数量,假设接收到80个响应包,确定通信链路的丢包率为(100-80)/100*100%=20%。
在一个实施例中,通信链路的网络质量参数可以是误码率,第一设备计算误码率的方法可以是:第一设备向第二设备发送测试比特序列,测试比特序列中包含的比特位的值、长度和比特位的位置是已知的,第二设备接收测试比特序列,统计接收的测试比特序列中发生错误的比特位,根据发生错误的比特位的数量和测试比特序列的总长度确定误码率。
在一个实施例中,第一设备可以分多次测量通信链路的网络质量参数,然后将测量得到的多个网络质量参数进行平均得到最终的网络质量参数。
S304、判断RTT是否大于时长阈值。
其中,第一设备预存储或预配置有时长阈值,时长阈值可以根据实际需要进行设置,本申请不作限制。第一设备判断RTT是否大于时长阈值,则通信链路的网络状态为异常;若RTT小于或等于时长阈值,则通信链路的网络状态为正常。
S305、第一设备获取待发送的视频数据包。
其中,视频数据包包括一个或多个图像组(group of pictures,GOP),各个图像组总包括1个关键帧和至少两个非关键帧,关键帧可以为I帧,非关键帧为B帧或P帧。下面对关键帧和非关键帧进行简要说明:
I帧不需要考虑运动矢量;I帧所占数据的信息量比较大。P帧是前向预测编码帧,P帧表示的是与之前的一个关键帧(或P帧)的差别,解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别,生成最终画面;P帧的预测与重构:P帧是以I帧为参考帧,在I帧中找出P帧某点的预测值和运动矢量,取预测差值和运动矢量一起传送。在接收端根据运动矢量从I帧中找出P帧某点的预测值并与差值相加以得到P帧某点样值,从而可得到完整的P帧。B帧是双向预测内插编码帧;B帧是双向差别帧,也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别,要解码B帧,不仅要取得之前的缓存画面,还要解码之后的画面,通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。B帧压缩率高,但是解码时CPU负荷会比较大。B帧以前面的I或P帧和后面的P帧为参考帧,找出B帧某点的预测值和两个运动矢量,并取预测差值和运动矢量传送。接收端根据运动矢量在两个参考帧中计算预测值并与差值求和,得到B帧某点样值,从而可得到完整的B帧。
在一个实施例中,视频数据包包括至少一个GOP,各个GOP中包括一个I帧。例如:视频数据包中包含10个帧,分别是I帧1、P帧2、P帧3、P帧4、I帧5、P帧6、P帧7、I帧8、P帧9和P帧10,视频数据包中包括3个I帧。
S306、第一设备向第二设备发送视频数据包。
其中,第一设备可以根据校验算法对视频数据包进行处理得到校验信息,然后将校验信息添加到视频数据包的包头,例如:校验算法可以是循环校验算法。
S307、确定通信链路的网络状态为异常。
其中,在RTT大于时长阈值时,确定通信链路的网络状态为异常。
S308、从编码后的视频数据中获取至少一个GOP。
其中,视频编码的方式包括但不限于AVI、RMVB、MPEG-2、VC-1、H.264等,本申请不作限制,编码后的视频数据以GOP为基本的处理单元,第一设备从编码后的视频数据中获取至少一个GOP
S309、将至少一个GOP进行数据封装得到视频数据包。
其中,将至少一个GOP作为视频数据包的包体,然后获取至少一个GOP的属性信息,属性信息包括长度、GOP的数量和校验位中的一种或多种,生成携带属性信息的包头,将包体和包头进行合并生成该视频数据包。
S310、提取视频数据包中所有的关键帧。
例如:视频数据包包括:I帧1、P帧2、P帧3、P帧4、I帧5、P帧6、P帧7、I帧8、P帧9和P帧10,视频数据包中包括3个I帧(关键帧),第一设备将视频数据包中的I帧1、I帧5和I帧8。
S311、根据预配置的掩码表对视频数据包中所有的关键帧进行异或运算得到掩码数据信息。
其中,第一设备预存储或预配置有掩码表,掩码表中存储预设长度的二进制的比特位,异或运算表示输入的两个比特位的值相同时,输出的结果为0;输入的两个比特位的值不相同时,输出的结果为1。第一设备分别对视频数据包中各个I帧根据预存储或预配置的掩码表进行异或运算分别得到掩码数据信息。应理解,第二设备使用和第一设备相同的掩码表恢复出I帧。
例如:根据S310的例子,第一设备使用预存储或预配置的掩码表对I帧1、I帧5和I帧8进行异或运算得到掩码数据信息1、掩码数据信息5和掩码数据信息8。
S312、将掩码数据信息进行数据封装得到第二数据包。
其中,第一设备将掩码数据信息作为包体,然后获取掩码数据信息的数量、长度和位置信息等属性信息,将该属性信息作为包头,将包头和包体进行合并得到第二数据包。
例如:根据S311的例子,掩码数据信息的数量为3;掩码数据信息的位置信息表示对应的帧的序号掩码数据信息1对应帧1,掩码数据信息5对应帧5,掩码数据信息对应帧8;长度表示各个掩码数据信息的长度。
S313、根据校验算法对第二数据包进行处理得到校验信息。
一般的,校验算法可以根据实际需求而定,本申请不作限制,例如:校验算法可以是循环校验算法或签名算法等。例如:根据循环校验算法对第二数据包进行处理得到校验位,将校验位添加到第二数据包的包头中;又例如:使用签名算法对第二数据包进行处理得到签名,将该签名添加到第二数据包的包头中。
S314、将校验信息添加到第二数据包的包头中。
S315、将添加校验信息的第二数据包和视频数据包进行数据封装得到编码后数据包。
S316、第一设备向第二设备发送编码后数据包。
一般的,第一设备可以向第二设备同时发送第二数据包和视频数据包,或者将第二数据包和视频数据包进行数据封装后得到编码后数据包,然后向第二设备发送该编码后数据包,本申请实施例不作限制。
实施本申请实施例,在通信链路的网络质量变差时,发送设备在发送编码处理后的视频数据包之前,提取视频数据包中的关键信息,对关键信息进行数据封装得到第二数据包,然后将视频数据包和第二数据包一并发送给接收设备,一般接收设备对视频数据包解码失败的情况下,可以利用第二数据包中的关键信息恢复出原始视频数据,能提高视频数据传输的可靠性,增强网络质量发生恶化的抗丢包能力。
参见图4,为本申请实施例提的一种视频数据传输方法方法的另一流程示意图,在本申请实施例中,该视频数据传输方法应用于第二设备,所述方法包括:
S401、第二设备接收来自第一设备的视频数据包和第二数据包。
一般的,第二设备接收到的视频数据和第二数据包可以是第一设备向第二设备同时发送第二数据包和视频数据包,或者第一设备将第二数据包和视频数据包进行数据封装后得到编码后数据包,然后向第二设备发送该编码后数据包,本申请实施例不作限制。其中,第二数据包中存储的是视频数据包中的I帧的备份,第二数据包是对视频数据包中的I帧进行冗余处理后得到的数据包,这样能提高第二数据包传输的可靠性,在视频数据包中的I帧发生丢失或变更时,能提取第二数据包中的I中进行视频解码,以提高视频数据传输的可靠性。
其中,视频数据包和第二数据包的生成过程可参照图2和图3中第一设备的描述,此处不再赘述。
S402、第二设备在视频数据包中的关键帧解码失败的情况下,获取关键帧的标识。
一般的,I帧解码失败的原因可能是I帧(关键帧)在传输过程中发生丢失或I帧在传输过程中发生错误。视频数据包中包括至少一个GOP,每个GOP中包括一个I帧,第二设备检测每个GOP中是否存在I帧,若不存在I帧,确定该GOP中的I帧发生丢失,获取GOP中I帧的索引;若存在I帧,根据I帧的校验位判断I帧在传输过程中是否发生变更,若发生变更,获取该GOP中I帧的索引。
在一个实施例中,视频数据包中的帧可以进行统一编号,也可以在GOP内进行编号,本申请不作限制。例如:视频数据包中包括10个帧,10个帧统一进行编号,分别是I帧1、P帧2、P帧3、P帧4、I帧5、P帧6、P帧7、I帧8、P帧9和P帧10。又例如:视频数据包包括3个GOP,分别是GOP1、GOP2和GOP3,GOP1包括I帧1、P帧2、P帧3和P帧4,GOP2包括I帧1、P帧2、P帧3和P帧4,GOP3包括I帧1、P帧2和P帧3。
其中,视频数据包中的帧使用统一编号时,索引即帧的编号;在视频数据包中的帧以GOP中单位进行编号时,索引包括帧的编号和GOP的编号。
S403、第二设备在第二数据包中提取标识指示的关键帧。
其中,第二设备根据提取的索引在第二数据包中提取对应的关键帧。
在一个实施例中,第二数据包中携带至少一个关键帧的掩码数据信息,第二设备使用预存储或预配置的掩码数据信息进行异或运恢复出关键帧。
S404、第二设备根据提取的I帧进行视频解码。
其中,第二设备根据在第二数据包中提取出的关键帧进行视频解码得到原始视频数据,视频解码的过程可参照现有的视频解码的过程,此处不再赘述。
在一个可能的实施方式中,第二设备在第二数据包中提取标识指示的关键帧,包括:校验第二数据包中标识指示的关键帧是否完整;在校验成功时,在第二数据包中提取标识指示的关键帧。
其中,校验的方法可以是使用循环校验算法校验第二数据包的包头中的校验位来判断第二数据包是否完整;或使用签名算法校验第二数据包中携带的数字签名是否正确。
实施本申请实施例,在通信链路的网络质量变差时,发送设备在发送编码处理后的视频数据包之前,提取视频数据包中的I帧,对I帧进行数据封装得到第二数据包,然后将视频数据包和第二数据包一并发送给接收设备,一般接收设备对视频数据包解码失败的情况下,可以利用第二数据包中的关键信息恢复出原始视频数据,能提高视频数据传输的可靠性,增强网络质量发生恶化的抗丢包能力。
基于图1的网络架构图,参见图5为本申请实施例提供的一种视频数据传输方法的交互示意图,在本申请实施例中,所述方法包括:
S501、第一设备监测第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数。
S502、在根据网络质量参数确定通信链路的网络状态为异常时,第一设备获取待发送的视频数据包。
S503、第一设备提取视频数据包中的关键信息,以及将关键信息进行数据封装得到第二数据包。其中,关键信息包括视频数据包中包括的至少一个关键帧;
S504、第一设备向第二设备发送第二数据包和视频数据包,第二设备接收来自第一设备的视频数据包和第二数据包。
S505、第二设备在对视频数据包中的关键帧进行解码失败的情况下,获取关键帧的标识。
S506、第二设备在第二数据包中提取标识指示的关键帧。
S507、第二设备根据提取的关键帧进行视频解码。
实施本申请实施例,在通信链路的网络质量变差时,发送设备在发送编码处理后的视频数据包之前,提取视频数据包中的关键帧,对关键帧进行数据封装得到第二数据包,然后将视频数据包和第二数据包一并发送给接收设备,一般接收设备对视频数据包解码失败的情况下,可以利用第二数据包中的关键信息恢复出原始视频数据,能提高视频数据传输的可靠性,增强网络质量发生恶化的抗丢包能力。
上述图2至图5详细阐述了视频数据传输方法。相应的本申请实施例的一种视频数据传输装置(简称装置)的结构示意图。
请参见图6,图6是本申请实施例提供的一种装置6的结构示意图,该装置6可以包括监测单元601、获取单元602、封装单元603和发送单元604。
监测单元601,用于监测所述第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数。
获取单元602,用于在根据所述网络质量参数确定所述通信链路的网络状态为异常时,获取待发送的视频数据包。
封装单元603,用于提取所述视频数据包中的关键信息,以及将所述关键信息进行数据封装得到第二数据包;其中,所述关键信息包括所述视频数据包中包括的至少一个关键帧。
发送单元604,用于向所述第二设备发送所述第二数据包和所述视频数据包。
在一个或多个实施例中,监测单元601监测所述第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数,包括:
向所述第二设备发送第一数据包;其中,所述第一数据包携带测试标识;
接收所述第二设备响应于所述第一数据包发送的响应包;其中,所述响应包携带所述测试标识;
根据发送所述第一数据包的时刻和接收所述响应包的时刻计算所述通信链路的往返时延RTT。
在一个或多个实施例中,获取单元602在根据所述网络质量参数确定所述通信链路的网络状态为异常时,所述第一设备获取待发送的视频数据包,包括:
在所述RTT大于时长阈值时,确定所述通信链路的网络状态为异常;
从编码后的视频数据中获取多个图像组GOP;
将所述至少一个GOP进行数据封装得到所述视频数据包。
在一个或多个实施例中,封装单元602将所述关键信息进行数据封装得到第二数据包,包括:
提取所述视频数据包中所有的关键帧;
根据预配置的的掩码表对所述视频数据包中所有的关键帧进行异或运算得到掩码数据信息;
根据所述掩码数据信息进行数据封装处理得到所述第二数据包。
在一个或多个实施例中,发送单元604用于第一设备向所述第二设备发送所述第二数据包和所述视频数据包,包括:
根据校验算法对所述第二数据包进行处理得到校验信息;
将所述校验信息添加到所述第二数据包的包头中;
将添加所述校验信息的第二数据包和所述视频数据包进行数据封装得到编码后数据包。
在一个或多个实施例中,所述关键信息还包括:序列参数集SPS和/或图像参数集PPS。
装置6可以是终端设备或服务器,所述装置6也可以为实现相关功能的现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),专用集成芯片,***芯片(system onchip,SoC),中央处理器(central processor unit,CPU),网络处理器(networkprocessor,NP),数字信号处理电路,微控制器(micro controller unit,MCU),还可以采用可编程控制器(programmable logic device,PLD)或其他集成芯片。
请参见图7,图7是本申请实施例提供的一种装置7的结构示意图,该装置7可以包括接收单元701、获取单元702、提取单元703和解码单元704。
接收单元701,用于接收来自第一设备的视频数据包和第二数据包。
获取单元702,用于在对所述视频数据包中的关键帧进行解码失败的情况下,获取所述I帧的索引。
提取单元703,用于在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧。
解码单元704,用于根据提取的关键帧进行视频解码。
在一个或多个实施例中,提取单元703用于在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧,包括:
校验所述第二数据包中所述标识指示的关键帧是否完整;
在校验成功时,在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧。
本申请实施例和图4和图5的方法实施例基于同一构思,其带来的技术效果也相同,具体过程可参照图4和图5的方法实施例的描述,此处不再赘述。
装置7可以是终端设备或服务器,所述装置7也可以为实现相关功能的现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),专用集成芯片,***芯片(system onchip,SoC),中央处理器(central processor unit,CPU),网络处理器(networkprocessor,NP),数字信号处理电路,微控制器(micro controller unit,MCU),还可以采用可编程控制器(programmable logic device,PLD)或其他集成芯片。
图8为本申请实施例提供的一种视频数据传输装置结构示意图,以下简称装置8,装置8可以集成于前述的第一设备或第二设备中,如图8所示,该装置8包括:存储器802、处理器801、输入装置803、输出装置804和通信接口。
存储器802可以是独立的物理单元,与处理器801、输入装置803和输出装置804可以通过总线连接。存储器802、处理器801、收发器803也可以集成在一起,通过硬件实现等。
存储器802用于存储实现以上方法实施例,或者装置实施例各个模块的程序,处理器801调用该程序,执行以上方法实施例的操作。
输入装置802包括但不限于键盘、鼠标、触摸面板、摄像头和麦克风;输出装置包括但限于显示屏。
通信接口用于收发各种类型的消息,通信接口包括但不限于无线接口或有线接口。
可选地,当上述实施例的视频数据传输方法中的部分或全部通过软件实现时,装置也可以只包括处理器。用于存储程序的存储器位于装置之外,处理器通过电路/电线与存储器连接,用于读取并执行存储器中存储的程序。
处理器可以是中央处理器(central processing unit,CPU),网络处理器(network processor,NP)或者CPU和NP的组合。
处理器还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC),可编程逻辑器件(programmablelogic device,PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device,CPLD),现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray,FPGA),通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器可以包括易失性存储器(volatile memory),例如存取存储器(random-access memory,RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如快闪存储器(flash memory),硬盘(hard disk drive,HDD)或固态硬盘(solid-state drive,SSD);存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质,存储有计算机程序,该计算机程序用于执行上述实施例提供的视频数据传输方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例提供的视频数据传输方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (12)

1.一种视频数据传输方法,其特征在于,包括:
第一设备监测所述第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数;
在根据所述网络质量参数确定所述通信链路的网络状态为异常时,所述第一设备获取待发送的视频数据包;
所述第一设备提取所述视频数据包中的关键信息,以及基于所述关键信息进行数据封装得到第二数据包;其中,所述关键信息包括所述视频数据包中包括的至少一个关键帧;
所述第一设备向所述第二设备发送所述第二数据包和所述视频数据包。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一设备监测所述第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数,包括:
所述第一设备向所述第二设备发送第一数据包;其中,所述第一数据包携带第一数据包标识;
所述第一设备接收所述第二设备响应于所述第一数据包发送的响应包;其中,所述响应包携带所述第一数据包标识;
所述第一设备根据发送所述第一数据包的时刻和接收所述响应包的时刻计算所述通信链路的往返时延RTT。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述在根据所述网络质量参数确定所述通信链路的网络状态为异常时,所述第一设备获取待发送的视频数据包,包括:
在所述RTT大于时长阈值时,确定所述通信链路的网络状态为异常;
从编码后的视频数据中获取多个图像组GOP;
将所述至少一个GOP进行数据封装得到所述视频数据包。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法,其特征在于,所述将所述关键信息进行数据封装得到第二数据包,包括:
提取所述视频数据包中所有的关键帧;
根据预配置的掩码表对所述视频数据包中所有的关键帧进行异或运算得到掩码数据信息;
根据所述掩码数据信息进行数据封装处理得到所述第二数据包。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法,其特征在于,所述第一设备向所述第二设备发送所述第二数据包和所述视频数据包,包括:
根据校验算法对所述第二数据包进行处理得到校验信息;
将所述校验信息添加到所述第二数据包的包头中;
将添加所述校验信息的第二数据包和所述视频数据包进行数据封装得到编码后数据包。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述关键信息包括:序列参数集SPS和/或图像参数集PPS。
7.一种视频数据处理方法,其特征在于,包括:
第二设备接收来自第一设备的视频数据包和第二数据包;
所述第二设备在对所述视频数据包中的关键帧进行解码失败的情况下,获取所述关键帧的标识;
所述第二设备在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧;
所述第二设备根据提取的关键帧进行视频解码。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二设备在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧,包括:
校验所述第二数据包中所述标识指示的关键帧是否完整;
在校验成功时,在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧。
9.一种视频数据传输装置,其特征在于,包括:
监测单元,用于监测所述第一设备和第二设备之间的通信链路的网络质量参数;
获取单元,用于在根据所述网络质量参数确定所述通信链路的网络状态为异常时,获取待发送的视频数据包;
封装单元,用于提取所述视频数据包中的关键信息,以及将所述关键信息进行数据封装得到第二数据包;其中,所述关键信息包括所述视频数据包中包括的至少一个关键帧;
发送单元,用于向所述第二设备发送所述第二数据包和所述视频数据包。
10.一种视频数据处理装置,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收来自第一设备的视频数据包和第二数据包;
获取单元,用于在对所述视频数据包中的关键帧进行解码失败的情况下,获取所述关键帧的标识;
提取单元,用于在所述第二数据包中提取标识指示的关键帧;
解码单元,用于根据提取的关键帧进行视频解码。
11.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器用于调用所述程序指令,执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
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