一种视频数据处理方法和装置与流程

本发明涉及模拟/数字视频处理技术领域，尤其涉及一种视频数据处理方法和装置。

背景技术：

在国内外监控市场上，存在大量的不同类型和厂商的模拟设备、数字设备以及其它的监控平台，这些设备需要通过不同的协议进行通信，特别是在大型网络视频监控系统中。由于原有视频监控平台先天的局限性，在应对新业务的需求时只能由原厂家修修补补。这种方式严重影响了系统的稳定性和可靠性，为了维系系统的稳定性，开发了一些性能检测系统等，这些系统又额外地增加了原系统的负荷，造成了新的不稳定因素，周而复始，恶性循坏，最终导致整个系统轰然倒塌，业务停止，混乱不堪。另外,大部分平台缺乏伸缩性，无法应对前端监控点的快速扩容，同时缺乏一定的开放性，对于各种异质系统或者设备无法随意扩展，平台之间无法快速级联并且模拟设备和数字设备也无法无缝混合使用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种视频数据处理方法和装置，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

第一方面，本发明提供一种视频数据处理方法，包括：

接收第一外部设备对视频数据的视频请求指令；

根据所述视频请求指令，从第二外部设备中读取相应的视频数据，对所述视频数据进行处理，得到待播放视频数据；

传输所述待播放视频数据至所述第一外部设备。

可选地，在根据本发明的方法中，所述视频数据至少包括模拟视频数据，所述视频请求指令包括数字控制信号，所述待播放视频数据包括待播放数字视频数据，所述根据所述视频请求指令，从第二外部设备中读取相应的视频数据，对所述视频数据进行处理，得到待播放视频数据，包括：

根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据，对所述模拟视频数据进行处理，得到所述待播放数字视频数据。

可选地，在根据本发明的方法中，所述模拟视频数据包括模拟视频信号，所述根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据，对所述模拟视频数据进行处理，得到所述待播放数字视频数据，包括：

在根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据后，对所述模拟视频信号进行采样；

对采样后的模拟视频信号进行量化；

对量化后的模拟视频信号进行编码，得到待播放数字视频数据。

可选地，在根据本发明的方法中，所述模拟视频信号包括亮度信号，所述对量化后的模拟视频信号进行编码，包括：

对读取的所述数字视频数据中的所述亮度信号进行采样；

对经过采样后的亮度信号进行滤波；

对经过滤波后的亮度信号进行添加消隐基底，根据消隐控制信号对添加消隐基底后亮度信号的幅度进行调整，然后在经过幅度调整后的亮度信号插入数字复合同步信号，所述数字控制信号包括消隐控制信号和数字复合同步信号。

可选地，在根据本发明的方法中，所述视频数据至少包括数字视频数据，所述视频请求指令包括点播请求指令和解码指令，所述待播放视频数据包括待播放模拟视频数据，所述根据所述视频请求指令，从第二外部设备中获取相应的视频数据，对所述视频数据进行处理，得到待播放视频数据，包括：

根据所述点播请求指令，从第二外部设备中读取所述数字视频数据，根据所述解码指令对所述数字视频数据进行解码，得到所述待播放模拟视频数据。

第二方面，本申请的实施例提供一种视频数据处理装置，包括：

接收单元，用于接收第一外部设备对视频数据的视频请求指令；

处理单元，用于根据所述视频请求指令，从第二外部设备中读取相应的视频数据，对所述视频数据进行处理，得到待播放视频数据；

传输单元，用于传输所述待播放视频数据至所述第一外部设备。

可选地，在根据本发明的装置中，所述视频数据至少包括模拟视频数据，所述视频请求指令包括数字控制信号，所述待播放视频数据包括待播放数字视频数据，所述处理单元还用于：

根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据，对所述模拟视频数据进行处理，得到所述待播放数字视频数据。

可选地，在根据本发明的装置中，所述模拟视频数据包括模拟视频信号，所述处理单元还用于：

在根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据后，对所述模拟视频信号进行采样；

对采样后的模拟视频信号进行量化；

对量化后的模拟视频信号进行编码，得到待播放数字视频数据。

可选地，在根据本发明的装置中，所述模拟视频信号包括亮度信号，所述处理单元还用于：

对读取的所述数字视频数据中的所述亮度信号进行采样；

对经过采样后的亮度信号进行滤波；

对经过滤波后的亮度信号进行添加消隐基底，根据消隐控制信号对添加消隐基底后亮度信号的幅度进行调整，然后在经过幅度调整后的亮度信号插入数字复合同步信号，所述数字控制信号包括消隐控制信号和数字复合同步信号。

可选地，在根据本发明的装置中，所述视频数据至少包括数字视频数据，所述视频请求指令包括点播请求指令和解码指令，所述待播放视频数据包括待播放模拟视频数据，所述处理单元还用于：

根据所述点播请求指令，从第二外部设备中读取所述数字视频数据，根据所述解码指令对所述数字视频数据进行解码，得到所述待播放模拟视频数据。

根据本发明的技术方案，实现模拟视频信号和数字视频信号的互相转化，在开发过程中更容易，功能集成比较简单，可以快速接入任意一种视频终端或者设备(智能眼镜、手机终端、各种类型的视频设备终端等)、兼容各种异质平台，实现无缝扩展。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种视频数据处理方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的数字视频信号到模拟视频信号进行转换的示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的模拟视频信号到数字视频信号进行转换的示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的一种视频数据处理装置的结构图；

图5示出了本发明实施例所提供的模拟设备组件中间件的示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的数字设备组件中间件的示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的视频流定义的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

图1示出了根据本发明实施例所提供的一种视频数据处理方法的流程图。如图1所示，该方法始于步骤S110。

在步骤S110中，接收第一外部设备对视频数据的视频请求指令。其中，第一外部设备可以是但不限于监视器、摄像机、DVR、IP摄像头等，第一外部设备传输的视频数据一般包括模拟视频数据和数字视频数据，本发明对此不做任何限制。

在步骤S120中，根据视频请求指令，从第二外部设备中读取相应的视频数据，对视频数据进行处理，得到待播放视频数据。

由于第一外部设备传输的数据可能为模拟视频数据，也可能为数字视频数据，因此，对于不同的视频数据通过不同的视频请求指令对视频数据进行处理，通过以下实施方式进行叙述。

在一种实施方式中，在视频数据为模拟视频数据时，视频请求指令包括数字控制信号，待播放视频数据包括待播放数字视频数据，根据数字控制信号，从第二外部设备中读取模拟视频数据，对模拟视频数据进行处理，得到待播放数字视频数据。其中，第二外部设备可以是但不限于监视器、摄像机、DVR、IP摄像头等，本发明对此不做任何限制。

模拟视频数据包括模拟视频信号，在根据数字控制信号从第二外部设备中读取模拟视频数据后，对模拟视频信号进行采样；对采样后的模拟视频信号进行量化；对量化后的模拟视频信号进行编码，得到待播放数字视频数据，通过不同的传输协议传输不同编码格式的待播放数字视频数据，例如，通过NPS、TS over UDP、RTP等传输协议在网络上传输不同的编码格式(如MPEG1、MPEG2、MPEG4、H.264等)的音视频数据。

例如参考图2，以公安系统中视频的调用为例进行说明，各个地区的派出所可能使用监视器来监控小区或者道路的状况，而公安中心可能使用IP摄像头等监控周围情况。其中，各地派出所得到的视频数据一般为模拟视频数据，通过控制键盘接收用户输入的指令，视频矩阵主机接收模拟视频，管理服务器在接收到用户输入的指令后，控制视频矩阵主机将模拟视频数据传输到数据处理平台，同时，视频矩阵主机还可以将模拟视频数据传输到监视器，供相应的工作人员查看。

公安中心得到的视频数据一般为数字视频数据，由于原始的数字视频数据比较大，需要经过编码器进行编码，并将编码后的数字视频数据存储在管理中心，公安中心的控制键盘接收用户输入的指令，管理中心根据用户输入的指令，将存储的数字视频数据进行解码后发送给相应的监视器以便工作人员查看。

当公安中心希望查看某个派出所的视频数据时，公安中心发送视频请求指令给视频数据处理平台，平台根据视频请求指令获取某派出所的模拟视频数据，该平台通过视频转换模块和编码器对上述模拟视频数据进行处理，如，将上述模拟视频数据信号转换为数字视频数据信号并将该数字视频数据信号输出到公安中心，公安中心进行解码并观看。

在对模拟视频信号进行编码时，可以对模拟视频信号中的亮度信号和色度信号等模拟视频信号进行编码，以下分别以亮度信号和色度信号为例进行说明。

在对量化后的模拟视频信号进行编码时，对读取的数字视频数据中的亮度信号进行采样；对经过采样后的亮度信号进行滤波；对经过滤波后的亮度信号进行添加消隐基底，根据消隐控制信号对添加消隐基底后亮度信号的幅度进行调整，然后在经过幅度调整后的亮度信号插入数字复合同步信号，数字控制信号包括消隐控制信号和数字复合同步信号。

例如，通过亮度两倍过采样器对读数据控制器读取的亮度信号进行两倍过采样，通过过采样后亮度低通滤波器对两倍过采样的亮度信号进行低通滤波，经过低通滤波的亮度信号的频带带宽降低，更有利于后续解码器的解码。通过第一加法器将消隐基底添加在两倍过采样后的亮度信号。通过第一乘法器根据视频时序产生器产生的行场消隐信号在消隐上升/下降扩展器的控制下对添加消隐基底后的亮度信号的幅度进行调整。通过第二加法器在同步上升下降扩展器的控制下在经过幅度调整的亮度信号中加入数字复合同步信号，该数字复合同步信号由时序产生器产生。

其中，亮度低通滤波器及过采样后亮度低通滤波器可以是FIR滤波器，也可以是其他用于实现低通滤波的装置，对此本发明不做具体限定。上述各个加法器及乘法器可以利用逻辑门来实现，本发明对比也不做任何限制。

在对量化后的模拟视频信号中的色度信号进行编码时，对读取的数字视频数据中的色度信号进行滤波；对经过滤波后的色度信号进行插值；在经过插值后的色度信号中插入色同步信号；对插入色同步信号的色度信号进行采样；对经过采样的色度信号进行调制；对经过调制后的色度信号进行滤波。

例如，通过色度两倍过采样器对读数据控制器读取的色度信号进行两倍的过采样，通过过采样后色度低通滤波器对两倍过采样后的色度信号进行低通滤波，通过复用器在色同步信号控制器的控制下将色同步信号插入到低通滤波后的色度信号，通过调制器对插入色同步信号的色度信号进行调制，通过第二乘法器根据消隐控制信号(数字控制信号中包括消隐控制信号)消隐上升/下降扩展器的控制下对调制后的色度信号的幅度进行调整。通过第三加法器调制后的色度信号和加入数字复合同步信号的亮度信号进行相加。

在一种实施方式中，视频数据包括数字视频数据，视频请求指令包括点播请求指令和解码指令，待播放视频数据包括待播放模拟视频数据，根据点播请求指令，从第二外部设备中读取数字视频数据，根据解码指令对数字视频数据进行解码，得到待播放模拟视频数据。

例如参考图3，同样以公安系统中视频的调用为例进行说明，当某个派出所希望查看公安中心的视频数据时，通过设置在派出所的控制键盘输入点播请求指令，视频数据处理平台接收到上述点播请求指令后，从公安中心获取相应的数字模拟视频，该平台通过数模转换模块和解码器对数字模拟视频进行解码，得到待播放模拟视频数据，将该待播放模拟视频数据传输到相应的派出所的管理中心以供相关人员查看。

在步骤S130中，传输待播放视频数据至第一外部设备。

本发明将数字视频和模拟视频有机结合，形成资源共享、互联互控便捷的新一代网络视频系统。另外，本发明还可以完成视频采集、压缩、传输、控制、存储、检索、回放、远程网络访问、网络下载等强大功能。使得位于不同地点的众多用户和操作员可根据权限灵活应用系统中共享的所有资源。

根据本发明的技术方案，实现模拟视频信号和数字视频信号的互相转化，在开发过程中更容易，功能集成比较简单，可以快速接入任意一种视频终端或者设备、兼容各种异质平台，实现无缝扩展。

为了增强系统的开放性和灵活性，本发明的视频处理装置在支持各种类型的视频矩阵和控制键盘时采用了组件中间件的思想，设备中间件包括拟设备组件中间件和数字设备组件中间件。在实际设备控制和上层应用之间设立了一个硬件抽象层“统一设备控制接口层”来隔离具体设备的特殊性，定义了统一的设备控制接口。

模拟设备组件中间件的结构图可参考图5，最底层是驱动支持API层，典型的如串口等，该层负责将设备控制信号传送到物理设备或者从物理设备读取信息发送给上层，以及对上层驱动开发提供可移植的基本支撑。

在驱动支持API层之上是特定设备驱动层，如视频切换矩阵、控制键盘、云台驱动等。这层负责将上层传来的标准的控制信号(矩阵图像切换)翻译成特定的设备控制信号并发出，或者将从特定设备获取的信息翻译成标准的设备输入信息(如报警信号)发送给上层。

在特定设备驱动层之上的是模拟设备组件中间件(统一设备控制接口层)。该层主要负责设备的创建、删除、信号的分发和获得，为上层提供统一的编程接口。

最上层是模拟设备控制服务层。本层负责将来自客户端的设备控制信号通过下层分发给特定的设备驱动，或者将由下层来的特定设备驱动层的信号分发到客户端(可能一个信号会被发送多个客户端)，解释处理相应的协议。

模拟设备组件中间件提供了一套一致的编程接口，为特定设备驱动提供统一设备控制接口服务。每个设备都有一个属性称为设备型号，统一设备控制接口通过这个型号查找到该设备的驱动程序。设备型号是个32位值，高8位表示驱动的类型(见下表)，低24位由驱动编写者决定，但不同驱动必须有不同的设备型号(如，由16位厂家编号加8位产品编号组成)。

模拟设备组件中间件部分接口定义如下：

typedef unsigned long TDevClass；//设备的型号

typedef void*HDevObj；//设备实例句柄

//FDevCallback设备数据到达时的回调函数原型

//输入参数：

//parm—设置回调时设定的参数

//data—设备上到达的数据

//len—数据长度

//返回值：0--正确；<0--错误号；>0--禁止

typedef int(*FDevCallback)(void*parm,void*data,int len)；

上述对模拟设备组件中间件接口的定义仅仅是示意性的，本发明不受限于此。

在新接入一个特定设备驱动程序时，需要定义一个型号代码(唯一)，另外实现以上定义的五个函数：DevCreate、DevDelete、DevWrite、DevSetCallback、DevControl即可，便于系统的扩展和维护。

数字设备中间件结构示意图可参考图6，在实际的视频应用中存在大量的不同类型和型号的视频编码和解码设备，这些设备分别通过不同的传输协议在网络上传输不同的编码格式(如MPEG4、H.264、H265、SVAC等)的音视频信息，这些设备的控制方法也有很大的差别。根据数字设备的特性，数字设备组件中间件将视频应用的各种处理过程分解为若干接口部件，上层应用可以组合这些接口部件产生复杂的应用，这样可以容易地做到接入各类数字编解码器、DVR和高清IPC等设备。数字设备组件中间件将设备管理的功能分解为若干个部件，包括IPoHost，IPoChannel，IPoPtzControl，IPoVodReader，IPoSourceChannel，IPoTargetChannel，IPoAudioChannel，IPoDecoder等接口。

为了统一管理，对各种视频流定义了统一的格式，在视频转发和视频存储时使用统一的格式。视频流定义示意图如图7所示。

部分视频流定义如下所示：

图4示出了根据本发明实施例提供的一种视频数据处理装置的结构图。如图4所示，该装置包括：接收单元410、处理单元420和传输单元430。

接收单元410用于接收第一外部设备对视频数据的视频请求指令；

处理单元420用于根据所述视频请求指令，从第二外部设备中读取相应的视频数据，对所述视频数据进行处理，得到待播放视频数据。

可选地，视频数据至少包括模拟视频数据，所述视频请求指令包括数字控制信号，所述待播放视频数据包括待播放数字视频数据，处理单元420还用于根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据，对所述模拟视频数据进行处理，得到所述待播放数字视频数据。

可选地，模拟视频数据包括模拟视频信号，处理单元420还用于在根据所述数字控制信号，从所述第二外部设备中读取所述模拟视频数据后，对所述模拟视频信号进行采样；对采样后的模拟视频信号进行量化；对量化后的模拟视频信号进行编码，得到待播放数字视频数据。

可选地，模拟视频信号包括亮度信号，处理单元420还用于对读取的所述数字视频数据中的所述亮度信号进行采样；对经过采样后的亮度信号进行滤波；对经过滤波后的亮度信号进行添加消隐基底，根据消隐控制信号对添加消隐基底后亮度信号的幅度进行调整，然后在经过幅度调整后的亮度信号插入数字复合同步信号，所述数字控制信号包括消隐控制信号和数字复合同步信号。

可选地，视频数据至少包括数字视频数据，所述视频请求指令包括点播请求指令和解码指令，所述待播放视频数据包括待播放模拟视频数据，处理单元420还用于根据所述点播请求指令，从第二外部设备中读取所述数字视频数据，根据所述解码指令对所述数字视频数据进行解码，得到所述待播放模拟视频数据。

传输单元430用于传输所述待播放视频数据至所述第一外部设备。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。