[发明专利]一种实时视频传输设备及其传输方法

说明书

本发明公开了一种实时视频传输设备及其传输方法，包括视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块、视频解码模块和中央处理器，所述中央处理器分别与视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块和视频解码模块通过电性直接连接。该实时视频传输设备及其传输方法的视频采集子模块，主要功能在于完成模拟视频到数字视频的转换；视频编码子模块，对获取的原始数字视频进行编码，生成符合一定标准的，适应网络传输的面向通信的视频流；视频网络传输控制子模块，提供编码视频的实时、稳健的网络应用，相应地用接收模块是发送模块的逆，最后与嵌入式系统开发相结合，搭建了一个完整的实时视频传输系统。

技术领域

本发明涉及视频传输技术领域，尤指一种实时视频传输设备及其传输方法。

背景技术

视频技术和网络通信技术的发展使得视频流媒体应用日益广泛。实时视频传输可以实现与多人同时进行通讯，人们还可以面对面讲话，还能够用于学习、培训和与联系人会面，但如何改善因为距离或环境造成的延迟，和提高实时视频传输的流畅性也成为了问题。一般视频传输需要使用者根据距离选择传输方式，远距离采用光纤传输，但光纤传输速度虽快，但接收时的信号不够稳定，同时会被周围环境干扰。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提供一种实时视频传输设备及其传输方法来解决上述背景技术中提出的问题。具体如下： 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种实时视频传输设备及其传输方法，包括视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块、视频解码模块和中央处理器，所述中央处理器分别与视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块和视频解码模块通过电性直接连接，且视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块和视频解码模块相邻两者之间通过电性连接。 优选的，所述视频采集模块主要由视频A/D、视频D/A、逻辑产生单元、视频处理、数据存储器构成。 优选的，所述视频A/D部分将各种标准的模拟视频信号转换成数字视频信号，作为视频处理子单元的输入数据。 优选的，所述逻辑产生单元选用FPGA或CPLD来完成各种同步逻辑控制。 优选的，所述视频编码模块将数字视频信号压缩为满足一定视觉质量要求并且符合一定标准的数据流。 优选的，所述视频编码模块采用可伸缩编码，其中，可伸缩编码包含空域可伸缩、时域可伸缩和质量可伸缩三种方式。 优选的，所述视频解码模块与视频播放模块连接，且视频播放模块设置有无线数字接口，所述无线数字接口采用无压缩的无线连接方式，工作在4.9GHz-5.875GHz频段、20MHz或40MHz通道二者中任意一种均可。 一种实时视频传输方法，包括以下步骤： 1）在视频发送端，对模拟视频进行采样，获得数字视频并进行视频编码，或者直接对输入的数字视频进行编码，生成适应于网络传输的面向网络通信的视频码流； 2）根据反馈信息，估计网络的可用传输带宽，自适应地调整编码器的编码输出速率（包括信源码率的调整与信道码率的调整），使得视频码流能够满足当前网络传输可用带宽的限制； 3）在接收端，对接收的视频流进行解码、重构视频信号、计算当前网络传输参数（如传输中的丢包率等）并发送反馈控制信息。 本发明具有以下有益效果：该实时视频传输设备及其传输方法的视频采集子模块，主要功能在于完成模拟视频到数字视频的转换；视频编码子模块，对获取的原始数字视频进行编码，生成符合一定标准的，适应网络传输的面向通信的视频流；视频网络传输控制子模块，提供编码视频的实时、稳健的网络应用，相应地用接收模块是发送模块的逆，最后与嵌入式系统开发相结合，搭建了一个完整的实时视频传输系统。

附图说明

图1为本发明系统流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合，进一步阐述本发明。 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。 请参阅图1，本发明提供的一种实时视频传输设备及其传输方法，包括视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块、视频解码模块和中央处理器，中央处理器分别与视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块和视频解码模块通过电性直接连接，且视频采集模块、视频编码模块、传输控制协议处理模块、通信网络模块和视频解码模块相邻两者之间通过电性连接；一、视频采集模块主要由视频A/D、视频D/A、逻辑产生单元、视频处理、数据存储器构成； 视频A/D部分将各种标准的模拟视频信号转换成数字视频信号，作为视频处理子单元的输入数据； 逻辑产生单元选用FPGA或CPLD来完成各种同步逻辑控制，保证采集的实时性，对视频数据进行分析和处理，是整个采集模块的灵魂，但所需运算量常常较大，为了保证视频处理的实时性，常采用视频处理专用芯片、高速DSP、FPGA和DSP等来完成视频处理； 二、视频编码模块将数字视频信号压缩为满足一定视觉质量要求并且符合一定标准的数据流，视频编码模块将数字视频信号压缩为满足一定视觉质量要求并且符合一定标准的数据流。在视频流的网络通信应用中，特别强调编码器所生成的视频流应该对网络传输带宽的随机波动具有自适应性。目前常采用可伸缩的视频编码器对视频信号进行编码。可伸缩的视频编码可以在时域、空域或正交变换域进行，基本思想是将码流分成基本层和增强层。其中基本层码流是必须传输的，包括提供最低质量等级保证的视频码率和视频序列的运动矢量；增加层是可选择传输的，并且是可以根据网络的传输条件进行任意截断的。在理想状况下，视频流的质量将随着接收增强层码流的增加而改善； 三、视频流传输与传统的TCP/IP网络的数据传输有明显的区别，主要表现在：传统的数据传输对传输延时和传输抖动没有严格的要求，但是有严格的差错控制和错误重传机制。而视频流要求传输具有实时性，对同步要求较高，并且对传输延时和抖动非常敏感，但在一定的情况下可以允许分组丢失，即可以接受一定程度的传输误码。并且流媒体服务需要满足广播和多播应用，同时应具有根据网络的实时可用传输带宽自适应地调整视频的传输质量的能力。 一种实时视频传输方法，包括以下步骤： 1）在视频发送端，对模拟视频进行采样，获得数字视频并进行视频编码，或者直接对输入的数字视频进行编码，生成适应于网络传输的面向网络通信的视频码流； 2）根据反馈信息，估计网络的可用传输带宽，自适应地调整编码器的编码输出速率（包括信源码率的调整与信道码率的调整），使得视频码流能够满足当前网络传输可用带宽的限制； 3）在接收端，对接收的视频流进行解码、重构视频信号、计算当前网络传输参数（如传输中的丢包率等）并发送反馈控制信息。 以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。