HVR系統中多路視頻接入和處理的軟件設計

溫彩健 李東英 覃家露 江懷通

廣東電網有限責任公司云浮新興供電局 廣東 云浮 527400

引言

當前視頻編制與網絡通信技術的不帶發展，以往傳統的模擬視頻技術已被高清網絡和網絡視頻技術所代替，但高清技術的成本較高，存在了一定的局限性，為此廠商針對此現象推出了HVR系統產品的模型。

1 多路視頻圖像處理系統的發展歷程

過去人們通過報紙和廣播來傳播信息，當前電視的發展和互聯網的普及，越來越多的信息從電視和互聯網上轉移過來，除了獲取信息，信息的載體也在發生變化，現在更多的信息以視頻和圖像的形式出現，所謂的計算機媒體顯示模式就是實現的實現，從原來的計算機顯示系統發展到成功的文本系統，計算機媒體顯示平臺成了助推器，用于進一步推廣計算機。1964年，JPL利用圖像處理技術對圖像進行校正和去噪，提高了噪聲和月球圖像的顯示效果[1]。這一巨大成功也是圖像處理技術在實際應用中的首次成功。當前圖像處理技術、計算機技術、通信技術、人工智能的發展，圖像處理已經成為一門非常有吸引力和廣泛應用的學科，而數字圖像處理也取得了很大的進步，人們研究了先進的數字圖像處理對圖像的理解，為計算機提供了內容。如果人類的視覺系統了解外部世界，就會投入更多的人力和物力進行這項研究，并取得成功。視頻和圖像技術的發展使得多媒體的形式越來越具有互動性，各種媒體之間的互動也越來越強，計算機天生就是互動的，面對傳統媒體的引入，在藝術舞臺上，多媒體互動平臺，人機交互平臺和基于網絡的多媒體交互平臺是人機交互平臺和網絡平臺，它帶來了前所未有的視覺、聽覺和實踐體驗，受眾廣泛，已經應用于包括開放應用在內的諸多領域。在圖案知識的指導下，數字媒體研究人員的工作使人們的生活更加自動，多媒體之間的互動促進了互動的發生和發展，并為視頻的綜合處理和傳輸提供了良好的平臺和圖像[2]。輸入網絡攝像機中包含在輸入中，網絡攝像機可以實時捕獲每個監控點的流量條件，然后發送捕獲的真實通過特殊分析算法和數據中心對數據中心調度決定的時間信號，然后通過它通過Command Send傳遞給終端完成智能流量調度。

2 HVR系統框架

2.1 系統硬件框架

系統采用基于服務器的硬件架構，服務器采用具有優異處理性能的英特爾64位CPU處理器，并為硬盤陣列提供RAID管理，通過雙HVR設備實現高清網絡攝像機和千兆以太網服務器的視頻接入和網絡功能。系統的硬件架構和處理性能確保了多通道視頻的訪問和陣列，并且RAID硬盤陣列技術用于實現圖像數據的可靠和有效存儲。

2.2 系統軟件框架[3]

服務器通過調用代碼板提供的接口函數來控制接口函數和代碼板驅動程序。為可以與不同的制造商的網絡攝像頭兼容，可以通過GB/T28181-2011中指定的SIP協議實現高清網絡攝像機，包括用于實現的模塊中的網絡攝像頭注冊，心跳報告，按需功能等。按照網絡攝像機的基本信息，網絡攝像頭的注冊和認證。外部會話接收處理線程負責接收外部會話并啟動相應的子線程。按照不同的會話類型，進行不同的處理，完成視頻流的采集、錄制、錄制和播放攝像通道。該模塊將視頻流發送給在線攝像機，請求SIP信令來獲取視頻流，然后創建R、IP接收線程來接收攝像機的R-dish格式的視頻流。

2.3 多通道并發操作

在多通道視頻接收過程中，我們需要同時獲得多個相機通道的視頻流。視頻流可以同時運行，存儲和回放視頻。會話和頻道資源管理將導致通道視頻資源沖突。為可以解決上述問題，我們可以使用視頻流來實現以下問題，以便管理多個攝像機通道和會話，管理攝像機頻道資源，以及數據結構對象對應于相機通道資源。按照配置文件分配配置文件，初始化攝像機頻道，頻道資源提交攝像機頻道資源安全列表，頻道資源安全列表采用多頻道視頻，頻道資源統一，該結構包括以下關鍵成員變量：①CMYESSEON*M-pmyessence，成員變量類負責管理相應通道視頻流的采集和圖像數據處理操作，對該類進行了詳細描述。成員變量NTNL U Cerarano定義相機通道號，識別相應的相機通道的內部數，并且負責管理相應信道的視頻流采集和圖像數據處理，包括密鑰成員變量和功能：①LPVRLstructurern PVRL，成員變量在CMYES-Sion類和相機通道資源之間建立相應的關系；②StaticUintProcessing Speoqueue，在相應的信道編碼處理之后，成員函數獲得線程功能。Clascpsession用于管理攝像機通道的會話請求。對于攝影機通道資源中的每個不同會話，cppseion類創建一個cppseion類。它是會話的最小單位。同一相機頻道資源的所有會話都由會話資源列表管理器管理。成員變量和函數如下：①Enumsessiontype是一種枚舉類型，定義會話類型，包括實時回放、視頻存儲和視頻回放會話類型。IJPVRISTRUCTMPVRL，成員變量使視頻會話與相應的攝像機通道資源之間的對應關系，在snack，demand ID中，每個不同的會話請求都有一個demand ID參數，該參數是會話的唯一標識符，用于區分RREADSTREATHREADFUNC，當存在新的會話請求時，會話過程如下：①創建一個新的CP2膠片會話對象，按照會話請求信息成員變量實例化對象，②在相機通道中查找相應的相機通道資源列表確定會話類型。如果會話顯示在實時或視頻存儲會話中（例如，歷史視頻播放會話），則執行步驟5。對于實時VOD和視頻存儲會話，我們需要共享來自攝像機通道的編碼es流并分發視頻流。對于這兩種類型的會話，我們首先確定實例化的RN pmyes會話成員變量類是否存在于相應的相機通道資源PPVL中。如果不存在，則表示在會話之前沒有獲得該頻道的視頻流記錄。您需要創建cmyesession類的新對象，實例化成員變量，并將camera channel資源綁定到m-pmyesession對象。在CMyessession對象中啟動視頻處理線程，接收和處理由相應的通道，輪詢和查詢會話列表中編碼的視頻數據和數據包，按照會話的數量和類型分配視頻流，啟動CP2psession對象，并獲得readstreamrreadfunc線程從內存模塊的相應通道的歷史視頻流，對象中的ptlshstrandata函數被調用為將代碼流發送到顯示端口。通過多通道視頻資源和會話的關聯，多通道并發操作的機制和代碼流分布更加完美，這避免了多個視頻信道并發操作與一個視頻通道同時運行的資源沖突。

2.4 會話安全結束機制

如果在同一個攝像頭通道中打開了多個會話，則應在會話結束時安全釋放會話上的資源，如果會話占用的資源沒有完全釋放，則內存泄漏會導致內存泄漏，而這種情況的積累又可能導致系統崩潰，而會話占用的不完全發布可能會影響其他會話功能，因此設計了一套會話安全結束機制，保證系統在不影響其他會話功能的情況下有效發布會話資源，并導致系統內存泄漏。

3 多路視頻接入處理軟件的設計與實現

3.1 多通道模擬攝像機視頻連接

視頻接收器和多通道模擬攝像機的處理部分主要調用編碼板的接口函數，對初始化編碼板并構造編碼板的控制編碼板卡進行視頻壓縮編碼。從編碼卡（elementstream）獲取編碼的視頻數據流。Es或YUV格式的視頻數據。完成了多路模擬視頻接入功能，并將多es設備封裝在可再生的節目流中。最后，提供與PS流相對應的處理和傳輸，提供滿足特定流媒體格式的要求的數據源，用于諸如系統視頻記錄歷史視頻回放和視頻實時回放等功能。

當模塊啟動時，讀取配置文件信息并初始化編碼板。您還可以升級編碼板固件，設置編碼板參數，以及設置編碼板上每個視頻通道的參數。調用代碼板驅動程序初始化代碼板。模塊初始化完成后，接收外部會話消息，根據消息啟動相應的線程，并執行相應的功能。這里，創建外部消息會話接收處理線程，并且接收外部會話消息，并且根據不同的會話類型觸發每個事件處理線程。外部消息會話接收處理線程是軟件模塊的主線程，線程接收的主會話類型包括實時點式會話數據存儲會話和歷史視頻再現會話。

3.2 多通道hivision網絡攝像機的視頻接入與處理

多通道hi-vision網絡攝像機的接收和處理實現hi-vision網絡攝像機的接收，處理后通過網絡接口獲取hi-vision網絡攝像機的視頻碼流，傳輸到相應的功能模塊進行存儲和再現控制。為了與各廠家的網絡攝像機兼容，HDTV網絡攝像機采用CB/T。SIP協議在28180-2011標準中定義，主要包括標準網絡攝像機注冊、心率報告和請求。在該模塊中，可以根據網絡攝像機的基本信息進行網絡攝像機的認證和鑒權，并根據接收到的攝像機心跳信息判斷攝像機的在線狀態。

外部會話接收處理線程接收外部會話，根據不同的會話類型激活每個子線程，并獲取網絡攝像機頻道的視頻流，完成點記錄、記錄和再現等操作。該模塊向在線網絡攝像機發送視頻點播SIP信令以獲得碼流，并為RTP接收的子線程接收的網絡攝像機創建RTP格式的媒體流。媒體流根據不同的會話類型進行處理。

3.3 多通道同時操作和視頻編碼傳送系統

需要同時獲得多信道視頻流，并且可以同時執行實時視頻和視頻回放操作。針對以上問題，我們設計了一個完善的多通道同時操作系統8和一個視頻代碼傳輸機制。

定義以下幾個數據結構和類來管理多個攝像頭通道和會話。

3.3.1 結構。Vrestrict管理攝像機通道的資源，一個與攝像機通道資源相對應的數據結構對象，根據配置文件為結構分配成員變量，初始化攝像機通道一旦通道初始化，通道將顯示在通道安全列表中。按頻道資源安全列表管理多頻道攝像機頻道資源。

Cmyessession公司*M。pmyessession是用于獲取相應信道的視頻流和管理圖像數據處理操作的成員變量類。

3.3.2 NTMN攝像機編號成員變量定義相機通道編號，并標識相應相機通道的內部編號。

3.3.3 Classic My Session控制相應通道的采集和視頻數據處理，包括以下關鍵成員變量和函數。Lpvtrap公司 Mpvrl通過成員變量建立cmyeses-sion和攝像機信道資源之間的對應關系。

3.3.4 靜態vintprocess videoque是一個線程函數，用于獲取和處理經過相應信道編碼后的視頻流。

3.3.5 班級 cp2會話用于管理攝像機通道的會話請求。

4 結束語

由上可知，HVR系統的布局靈活，不僅能夠介入模擬攝像機，且能夠介入數字網路攝像機，有著良好的發展前景。