【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及廣播電視，尤其涉及一種基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著廣電行業(yè)視頻信號(hào)分辨率的不斷提升，視頻信號(hào)制式由最初的576i50到1080i50，再到近些年逐步應(yīng)用的超高清2160p50甚至4320p50，所處理的基帶數(shù)據(jù)量急劇攀升，同時(shí)為了提升系統(tǒng)中基帶數(shù)據(jù)調(diào)度的靈活性，依托于st2110協(xié)議的基帶ip化升級(jí)改造在廣電行業(yè)也開始逐步應(yīng)用。信源編碼壓縮領(lǐng)域中，在st2110采集卡采集到視頻信號(hào)后如何從軟件層面在各個(gè)處理程序間靈活而高效率的傳輸和復(fù)用海量的視頻基帶數(shù)據(jù)成為一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
2、實(shí)時(shí)軟件編碼器的數(shù)據(jù)流處理框架通常遵循近似的處理流程：
3、（1）采集：視頻信號(hào)采集卡接收媒體基帶信號(hào)并存儲(chǔ)在設(shè)備側(cè)ddr，由外設(shè)硬件完成，如st2110、sdi采集卡等。
4、（2）傳輸：音視頻媒體基帶數(shù)據(jù)通過直接內(nèi)存訪問技術(shù)(dma)傳輸至服務(wù)器主存。
5、（3）軟件處理：音視頻預(yù)處理、音視頻壓縮編碼、碼流輸出等。
6、前兩步使用專有硬件完成，在基帶數(shù)據(jù)進(jìn)入操作系統(tǒng)主存進(jìn)行軟件處理時(shí)，通常按照軟件處理框架可以劃分為單進(jìn)程、多進(jìn)程協(xié)同兩種方式。由于進(jìn)程是操作系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的基本單元，視頻編碼軟件在設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算以及存儲(chǔ)資源的隔離，同時(shí)防止如崩潰或線程卡頓等異常導(dǎo)致進(jìn)程內(nèi)的其他功能模塊受到影響，通常會(huì)采用多進(jìn)程程序架構(gòu)，每一路或幾路編碼以一個(gè)獨(dú)立進(jìn)程為載體運(yùn)行。而對(duì)于信號(hào)由設(shè)備側(cè)到主機(jī)側(cè)的傳輸來說，通常需要一個(gè)獨(dú)立的軟件進(jìn)程來執(zhí)行dma并將基帶信號(hào)傳
7、現(xiàn)有的進(jìn)程間通信技術(shù)主要包含4類：基于網(wǎng)絡(luò)套接字、基于管道、基于消息隊(duì)列、基于共享內(nèi)存，各有適應(yīng)的使用場景。
8、基于網(wǎng)絡(luò)套接字，使用網(wǎng)絡(luò)傳輸信道，可跨進(jìn)程及操作系統(tǒng)傳輸，帶寬受限于傳輸網(wǎng)絡(luò)及操作系統(tǒng)內(nèi)核協(xié)議棧收發(fā)能力。
9、基于管道，基于文件描述符的半雙工單向傳輸，傳輸帶寬小，不適于頻繁交換大帶寬數(shù)據(jù)。
10、基于消息隊(duì)列，內(nèi)核消息隊(duì)列，性能高延時(shí)低，讀寫兩側(cè)需要數(shù)據(jù)拷貝，不適用于大數(shù)據(jù)塊的頻繁收發(fā)。
11、基于共享內(nèi)存，進(jìn)程虛擬地址空間映射至同一塊物理內(nèi)存，讀寫延時(shí)短，需要處理讀寫互斥，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存訪問一致性。
12、進(jìn)程間通信首先要解決的一個(gè)重要問題是讀寫數(shù)據(jù)一致性，一旦讀寫兩端在操作相同的內(nèi)存地址時(shí)就會(huì)產(chǎn)生競爭，解決此問題常見的讀寫同步手段是使用信號(hào)量和互斥鎖，通過另一個(gè)全局資源來將讀寫兩側(cè)的內(nèi)存操作在時(shí)序上串行化。但是二者均會(huì)引入一定的同步損耗，對(duì)于50幀每秒的實(shí)時(shí)超高清基帶信號(hào)來說，讀寫兩側(cè)高頻率的同步產(chǎn)生的延時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致編碼整體的實(shí)時(shí)性受到影響。此外，常見的基于共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸均是單生產(chǎn)端單消費(fèi)端的結(jié)構(gòu)，無法在數(shù)據(jù)生產(chǎn)后實(shí)現(xiàn)多消費(fèi)端分發(fā)復(fù)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)缺陷之一，本申請(qǐng)實(shí)施例中提供了一種基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸方法及系統(tǒng)。
2、本申請(qǐng)實(shí)施例第一方面提供了一種基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，所述方法應(yīng)用于代理側(cè)，所述方法包括：
3、代理線程初始化，建立消息隊(duì)列；
4、獲取編碼側(cè)的注冊(cè)請(qǐng)求，根據(jù)所述注冊(cè)請(qǐng)求建立共享內(nèi)存池，并與編碼側(cè)建立傳輸連接；
5、對(duì)所述共享內(nèi)存池進(jìn)行分塊形成多個(gè)幀存儲(chǔ)單元，并為每個(gè)幀存儲(chǔ)單元分配id標(biāo)識(shí)，以及計(jì)算每個(gè)幀存儲(chǔ)單元在所述共享內(nèi)存池中的偏移量，所述id標(biāo)識(shí)和偏移量組成幀句柄；
6、建立兩個(gè)幀索引隊(duì)列用于索引不同狀態(tài)的幀句柄，獲取設(shè)備側(cè)的幀基帶數(shù)據(jù)，對(duì)所述幀基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲(chǔ)在空閑幀存儲(chǔ)單元中，并將所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄放入表示已寫入的幀索引隊(duì)列中，所述空閑幀存儲(chǔ)單元為多個(gè)幀存儲(chǔ)單元中任意一個(gè)未被寫入幀基帶數(shù)據(jù)的幀存儲(chǔ)單元；
7、將所述表示已寫入的幀索引隊(duì)列中空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄發(fā)送至編碼側(cè)，以使所述編碼側(cè)根據(jù)所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄在所述共享內(nèi)存池中讀取所述空閑幀存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的幀基帶數(shù)據(jù)；
8、接收編碼側(cè)反饋接收成功信息，并在所述空閑幀存儲(chǔ)單元讀取使用完成后將所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄在兩個(gè)幀索引隊(duì)列中進(jìn)行交換。
9、本申請(qǐng)實(shí)施例第二方面提供了一種基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，所述方法應(yīng)用于編碼側(cè)，所述方法包括：
10、編碼進(jìn)程初始化，建立消息隊(duì)列；
11、向代理側(cè)發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求，以使所述代理側(cè)根據(jù)所述注冊(cè)請(qǐng)求建立共享內(nèi)存池，并與代理側(cè)建立傳輸連接；
12、獲取代理側(cè)發(fā)送的空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄，根據(jù)所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄在共享內(nèi)存池中讀取并處理所述空閑幀存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的幀基帶數(shù)據(jù)，所述共享內(nèi)存池包括多個(gè)幀存儲(chǔ)單元，所述空閑幀存儲(chǔ)單元為多個(gè)幀存儲(chǔ)單元中任意一個(gè)幀存儲(chǔ)單元，所述幀句柄包括幀存儲(chǔ)單元的id標(biāo)識(shí)以及幀存儲(chǔ)單元在所述共享內(nèi)存池中的偏移量；
13、向代理側(cè)反饋信息，以使所述代理側(cè)回收所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄。
14、本申請(qǐng)實(shí)施例第三方面提供了一種基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括代理側(cè)和編碼側(cè)；
15、所述代理側(cè)，包括處理器和存儲(chǔ)器，其中，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序包括指令；當(dāng)所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的方法；
16、所述編碼側(cè)，包括處理器和存儲(chǔ)器，其中，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序包括指令；當(dāng)所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求10至12任一項(xiàng)所述的方法。
17、本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸方法基于共享內(nèi)存并結(jié)合消息隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)全局內(nèi)存池。利用消息隊(duì)列延時(shí)低的特點(diǎn)作為進(jìn)程間的控制通信信道，利用共享內(nèi)存高讀寫帶寬和低延時(shí)的特性作為基帶數(shù)據(jù)傳輸載體。本申請(qǐng)使用內(nèi)存數(shù)據(jù)隊(duì)列分類管理和分時(shí)讀寫，實(shí)現(xiàn)了讀寫兩側(cè)對(duì)數(shù)據(jù)的異步訪問，讀寫兩側(cè)均無需因?yàn)榈刂犯偁幎却?，只要獲取到內(nèi)存地址后就可以各自處理相關(guān)數(shù)據(jù)即可，大大提升了基帶數(shù)據(jù)的傳輸和處理效率。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基帶IP視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于代理側(cè)，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述代理線程初始化，建立消息隊(duì)列的過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取編碼側(cè)的注冊(cè)請(qǐng)求，根據(jù)所述注冊(cè)請(qǐng)求建立共享內(nèi)存池，并與編碼側(cè)建立傳輸連接的過程包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述幀存儲(chǔ)單元包括同步幀頭區(qū)、元數(shù)據(jù)區(qū)和數(shù)據(jù)負(fù)載區(qū)；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述建立兩個(gè)幀索引隊(duì)列用于索引不同狀態(tài)的幀句柄，獲取設(shè)備側(cè)的幀基帶數(shù)據(jù)，對(duì)所述幀基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲(chǔ)在空閑幀存儲(chǔ)單元中，并將所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄放入表示已寫入的幀索引隊(duì)列中的過程包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收編碼側(cè)反饋接收成功信息，并在所述空閑幀存儲(chǔ)單元讀取使用完成后將所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄在兩個(gè)幀索引隊(duì)列中進(jìn)行交換的過程包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
10.一種基帶IP視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于編碼側(cè)，所述方法包括：
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，編碼進(jìn)程初始化，建立消息隊(duì)列的過程包括：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述向代理側(cè)發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求，以使所述代理側(cè)根據(jù)所述注冊(cè)請(qǐng)求建立共享內(nèi)存池，并與代理側(cè)建立傳輸連接的過程包括：
13.一種基帶IP視頻數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括代理側(cè)和編碼側(cè)；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基帶ip視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于代理側(cè)，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述代理線程初始化，建立消息隊(duì)列的過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取編碼側(cè)的注冊(cè)請(qǐng)求，根據(jù)所述注冊(cè)請(qǐng)求建立共享內(nèi)存池，并與編碼側(cè)建立傳輸連接的過程包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述幀存儲(chǔ)單元包括同步幀頭區(qū)、元數(shù)據(jù)區(qū)和數(shù)據(jù)負(fù)載區(qū)；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述建立兩個(gè)幀索引隊(duì)列用于索引不同狀態(tài)的幀句柄，獲取設(shè)備側(cè)的幀基帶數(shù)據(jù)，對(duì)所述幀基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后存儲(chǔ)在空閑幀存儲(chǔ)單元中，并將所述空閑幀存儲(chǔ)單元的幀句柄放入表示已寫入的幀索引隊(duì)列中的過程包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收編碼側(cè)反饋接收成功信息，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：潘曉菲，顧映捷，劉博，裴亮，張帆，王聞達(dá)，王軍，錢新宇，王輝永，肖立，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中央廣播電視總臺(tái)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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