CN110519641A - 一种多源多协议的视频融合传输交换***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多源多协议的视频融合传输交换***及方法，包括视频采集模块、视频回源模块、内容分发模块、请求调度模块。本发明通过采集不同的视频源，解析不同的传输控制协议，统一调度和分配服务器资源和网络资源，对不同视频画面进行动态拼接，实现视频传输的跨网络穿透，实现视频直播、视频点播、安防监控、视频会议、可视对讲、视频拼接、视频回放等业务进行统一的交换传输，实现对不同视频业务内容传输的统一管理，完成对视频传输的设备、资源、网络、体验以及管理统一的要求，最终实现降低建设成本、提高运营效率和提升用户体验的目的。
Description
技术领域
本发明涉及视频数据处理技术领域，尤其涉及一种多源多协议的视频融合传输交换***及方法。
背景技术
随着网络带宽飞速提升，移动网络高速上网也日益普及，用户对视频业务的使用范围越来越广泛，常用场景包括手机直播、视频会议、视频监控、视频对讲、屏幕共享、视频点播、视频直播等业务。由于每种视频业务都有其特别的技术要求，如采用不同的设备、编码格式、传输网络和协议等，现有的解决方案是针对每种视频业务建设一套独立的视频传输***，这将导致多套视频传输***并存，存在着建设成本高、维护难度大、资源无法复用、用户使用体验差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多源多协议的视频融合传输交换***及方法，以解决现有技术的不足。
本发明由如下技术方案实施：一种多源多协议的视频融合传输交换***，包括视频采集模块、视频回源模块、内容分发模块、请求调度模块，其中：
视频采集模块，负责对不同来源、不同协议的视频流进行采集解析、重新封装，转换为标准的TS格式按HTTP协议发布到视频回源模块中；
视频回源模块，负责把视频采集模块发布的TS流ID和流地址进行映射存储，当有请求时，查询视频流的发布地址并发送给请求方；并依据指令参数要求判断是否需要对视频内容进行录制存储；
视频分发模块，按照请求调度模块的请求，依据从视频回源模块获取的流地址，按主动和被动方式进行视频流内容的请求和分发；
请求调度模块，响应终端的视频内容请求指令，解析播放请求指令参数。
进一步地，所述视频采集模块采集的不同来源、不同协议的视频流包括：
支持采集视频流协议：①支持UDP单播或组播协议的电视直播流；②支持ONVIF协议、GB/T28181协议的网络监控摄像头；③支持SIP协议的会议终端；④支持RTSP实时流传输协议；⑤支持RTMP实时消息传输协议；⑥支持RTP/RTCP实时传输协议；
支持对多种封装格式视频采集：①TS封装；②MP4封装；③FLV封装。
进一步地，所述视频分发模块根据实际请求指令参数，判断是实时视频流的请求还是回看历史视频，如果是回放历史视频需从录制存储***获取视频数据。
进一步地，所述视频分发模块依据参数要求在分发时对视频流内容进行拼接、轮询、转码、切片操作。
进一步地，所述请求调度模块解析的播放请求指令参数支持RTMP、HLS、HTTP、RTSP协议。
进一步地，所述请求调度模块按TS、FLV封装格式将视频流推送到终端。
一种多源多协议的视频融合传输交换方法，包括视频采集级存储流程、客户端视频播放请求流程，其中：
视频采集级存储流程包括：
11）配置视频采集源地址、采集类型、录制开关；
12）视频采集启动后，获取到视频流去封装为裸流ES包，将ES封装为TS包；
13）保存采集的视频源地址、TS包内部存储地址、录制存储地址，保存三者映射关系；
14）客户端请求实时流视频采集，则将实时TS流交由下一模块进行处理；如果客户端请求的是回放历史录制视频，则从录制视频库中读取TS流，交由下一模块处理；如果没有采集请求，就丢掉采集的数据；
客户端视频播放请求流程包括：
21）客户端发起视频播放指令请求；
22）解析播放指令，判断播放类型，执行如下步骤a)或b)：
a)如果是播放实时视频，需下达指令给采集模块启动实时视频采集任务；
b)如果是播放历史视频，需下达指令给采集模块从录制视频库中采集视频；
23）解析播放指令，判断是否多路视频拼接播放，如果单个视频，则获取一路TS流输出；如果是多路视频，则需循环视频列表，获取多路视频，将多路视频拼接为一路视频输出；
24）解析播放指令，如果协议类型为HTTP或RTMP，需把视频流的封装格式从TS转为FLV进行输入；如果协议为RTSP，则可直接将TS流输出；如果协议HLS，则需将TS进行切片操作后再进行输出；
25）客户端按协议接收到视频流后即可进行播放。
进一步地，所述视频采集类型包括主动采集和被动采集，所述录制开关是指是采集的视频内容是否录制存储，用于历史回放，如果录制开关开启，还需进行录制时长配置。
进一步地，所述客户端发起视频播放指令请求，请求指令主要字段包括：协议类型、视频内容ID、播放类型、是否多个视频拼接
本发明的有益效果：
本发明通过采集不同的视频源，解析不同的传输控制协议，统一调度和分配服务器资源和网络资源，对不同视频画面进行动态拼接，实现视频传输的跨网络穿透，实现视频直播、视频点播、安防监控、视频会议、可视对讲、视频拼接、视频回放等业务进行统一的交换传输，实现对不同视频业务内容传输的统一管理，完成对视频传输的设备、资源、网络、体验以及管理统一的要求，最终实现降低建设成本、提高运营效率和提升用户体验的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的***组成框图；
图2为本发明的具体应用框图；
图3为本发明的视频采集级存储流程的流程图；
图4为本发明的客户端视频播放请求流程的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，应理解，本申请不受这里公开描述的示例实施例的限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1、2所示，本发明的一种多源多协议的视频融合传输交换***各个模块包括：视频采集模块、视频回源模块、内容分发模块和请求调度模块。
1)视频采集模块:负责对不同来源、不同协议视频流的采集解析、重新封装、转换为标准的TS格式按HTTP协议发布到视频回源模块中。
支持采集视频流协议：①支持UDP单播或组播协议的电视直播流；②支持ONVIF协议、GB/T28181协议的网络监控摄像头；③支持SIP协议的会议终端；④支持RTSP实时流传输协议；⑤支持RTMP实时消息传输协议；⑥支持RTP/RTCP实时传输协议；
实现对多种封装格式视频采集：①TS封装；②MP4封装；③FLV封装；
2)视频回源模块：负责把视频采集模块发布的TS流ID和流地址进行映射存储，当有请求时，查询视频流的发布地址并发送给请求方；并依据指令参数要求判断是否需要对视频内容进行录制存储；
3)视频分发模块：按照请求调度模块的请求，依据从回源模块获取的流地址，按主动和被动方式进行视频流内容的请求和分发；根据实际请求指令参数，需判断是实时视频流的请求还是回看历史视频，如果是回放历史视频还需从录制存储***获取视频数据；还需依据参数要求在分发时对视频流内容进行必要的拼接、轮询、转码、切片等操作；
4)请求调度模块：响应终端的视频内容请求指令，解析播放请求指令参数，支持RTMP、HLS、HTTP、RTSP等协议，按TS、FLV等封装格式将视频流推送到终端。
如图3、4所示，本发明的一种多源多协议的视频融合传输交换方法，包括视频采集级存储流程、客户端视频播放请求流程，其中视频采集级存储流程包括：
1，配置视频采集参数：1）实时视频流注入协议和地址，支持①UDP单播或组播协议的电视直播流；②ONVIF协议、GB/T28181协议的网络监控摄像头；③SIP协议的会议终端；④RTSP实时流传输协议；⑤RTMP实时消息传输协议；⑥RTP/RTCP实时传输协议；2）采集类型包括主动采集和被动采集两种方式，主动采集属于无需人工干预自动进行采集，被动采集则需要收到客户端指令才启动采集；3）录制开关是指是采集的视频内容是否录制存储，用于历史回放；如果此开关开启，还需进行录制时长配置，比如1天、7天或30天等。
2，视频采集启动后，获取到视频流去封装为裸流ES包，将ES封装为TS包。
3，保存采集的视频源地址、TS包内部存储地址、录制存储地址（如有），保存三者映射关系。
4，如此时客户端请求实时流视频采集，则将实时TS流交由下一模块进行处理；如果客户端请求的时候回放历史录制视频，则从录制视频库中读取TS流，交由下一模块处理；如果没有采集请求，就丢掉采集的数据。
客户端视频播放请求流程包括：
1，客户端发起视频播放指令请求，请求指令主要字段包括：协议类型（如HLS、RTMP、HTTP、RTSP等）、视频内容ID、播放类型（实时视频、历史回看；如果回看需指定时间段）、是否多个视频拼接（需指定包含多个视频ID的视频列表）。
2，解析播放指令，判断播放类型，执行如下步骤a)或b)：
a)如果是播放实时视频，需下达指令给采集模块启动实时视频采集任务；
b)如果是播放历史视频，需下达指令给采集模块从录制视频库中采集视频。
3，解析播放指令，判断是否多路视频拼接播放，如果单个视频，则获取一路TS流输出；如果是多路视频，则需循环视频列表，获取多路视频，将多路视频拼接为一路视频输出。
4，解析播放指令，如果协议类型为HTTP或RTMP，需把视频流的封装格式从TS转为FLV进行输入；如果协议为RTSP，则可直接将TS流输出；如果协议HLS，则需将TS进行切片操作后再进行输出。
5，客户端按协议接收到视频流后即可进行播放。
综上所述，本发明主要实现以下技术效果：
1，实现对多种来源、多种协议的视频数据的统一采集，无需再针对每种视频业务内容进行单独部署视频采集***：
(1)实现对直播电视、点播影片、视频监控、视频会议、手机实时视频分享等视频业务的融合传输。
(2)支持采集视频流协议：①支持UDP单播或组播协议的电视直播流；②支持ONVIF协议、GB/T28181协议的网络监控摄像头；③支持SIP协议的会议终端；④支持RTSP实时流传输协议；⑤支持RTMP实时消息传输协议；⑥支持RTP/RTCP实时传输协议；
(3)支持采集的视频编码包括：①MPEG2视频编码；②H.264/H.265视频编码；③AAC音频编码；④G711/G722音频编码；
(4)实现对多种封装格式视频采集：①TS封装；②MP4封装；③FLV封装；
2，实现多传输协议视频的统一输出，做到对服务器计算资源的充分利用，能够支持的输出协议包括：①以HTTP协议承载的TS流；②以HTTP协议承载的FLV流；③以RTMP协议承载的FLV流；④以RTP/RTCP实时传输协议承载的裸流；⑤HLS协议的实时流；
3，支持不同来源、不同格式、不同分辨率视频的融合拼接技术，可以支持多达64个任意视频画面任意方式组合的拼接和输出，支持多种视频的融合呈现。
4，实现多种输出渠道的统一视频分发：包括对视频文件的虚拟切片、实体切片、主动和被动式分发、多级缓存架构。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种多源多协议的视频融合传输交换***，其特征在于，包括视频采集模块、视频回源模块、内容分发模块、请求调度模块，其中：
视频采集模块，负责对不同来源、不同协议的视频流进行采集解析、重新封装，转换为标准的TS格式按HTTP协议发布到视频回源模块中；
视频回源模块，负责把视频采集模块发布的TS流ID和流地址进行映射存储，当有请求时，查询视频流的发布地址并发送给请求方；并依据指令参数要求判断是否需要对视频内容进行录制存储；
视频分发模块，按照请求调度模块的请求，依据从视频回源模块获取的流地址，按主动和被动方式进行视频流内容的请求和分发；
请求调度模块，响应终端的视频内容请求指令，解析播放请求指令参数。
2.根据权利要求1所述的一种多源多协议的视频融合传输交换***，其特征在于，所述视频采集模块采集的不同来源、不同协议的视频流包括：
支持采集视频流协议：①支持UDP单播或组播协议的电视直播流；②支持ONVIF协议、GB/T28181协议的网络监控摄像头；③支持SIP协议的会议终端；④支持RTSP实时流传输协议；⑤支持RTMP实时消息传输协议；⑥支持RTP/RTCP实时传输协议；
支持对多种封装格式视频采集：①TS封装；②MP4封装；③FLV封装。
3.根据权利要求1所述的一种多源多协议的视频融合传输交换***，其特征在于，所述视频分发模块根据实际请求指令参数，判断是实时视频流的请求还是回看历史视频，如果是回放历史视频需从录制存储***获取视频数据。
4.根据权利要求1所述的一种多源多协议的视频融合传输交换***，其特征在于，所述视频分发模块依据参数要求在分发时对视频流内容进行拼接、轮询、转码、切片操作。
5.根据权利要求1所述的一种多源多协议的视频融合传输交换***，其特征在于，所述请求调度模块解析的播放请求指令参数支持RTMP、HLS、HTTP、RTSP协议。
6.根据权利要求1所述的一种多源多协议的视频融合传输交换***，其特征在于，所述请求调度模块按TS、FLV封装格式将视频流推送到终端。
7.一种多源多协议的视频融合传输交换方法，其特征在于，包括视频采集级存储流程、客户端视频播放请求流程，其中：
视频采集级存储流程包括：
11）配置视频采集源地址、采集类型、录制开关；
12）视频采集启动后，获取到视频流去封装为裸流ES包，将ES封装为TS包；
13）保存采集的视频源地址、TS包内部存储地址、录制存储地址，保存三者映射关系；
14）客户端请求实时流视频采集，则将实时TS流交由下一模块进行处理；如果客户端请求的是回放历史录制视频，则从录制视频库中读取TS流，交由下一模块处理；如果没有采集请求，就丢掉采集的数据；
客户端视频播放请求流程包括：
21）客户端发起视频播放指令请求；
22）解析播放指令，判断播放类型，执行如下步骤a)或b)：
a)如果是播放实时视频，需下达指令给采集模块启动实时视频采集任务；
b)如果是播放历史视频，需下达指令给采集模块从录制视频库中采集视频；
23）解析播放指令，判断是否多路视频拼接播放，如果单个视频，则获取一路TS流输出；如果是多路视频，则需循环视频列表，获取多路视频，将多路视频拼接为一路视频输出；
24）解析播放指令，如果协议类型为HTTP或RTMP，需把视频流的封装格式从TS转为FLV进行输入；如果协议为RTSP，则可直接将TS流输出；如果协议HLS，则需将TS进行切片操作后再进行输出；
25）客户端按协议接收到视频流后即可进行播放。
8.根据权利要求7所述的一种多源多协议的视频融合传输交换方法，其特征在于，所述视频采集类型包括主动采集和被动采集，所述录制开关是指是采集的视频内容是否录制存储，用于历史回放，如果录制开关开启，还需进行录制时长配置。
9.根据权利要求7所述的一种多源多协议的视频融合传输交换方法，其特征在于，所述客户端发起视频播放指令请求，请求指令主要字段包括：协议类型、视频内容ID、播放类型、是否多个视频拼接。
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