一種國標流無插件的解決方法與流程

2024-04-15 05:47:05

1.本發明屬於信息處理技術領域，特別是涉及一種國標流無插件的解決方法。


背景技術：

2.gb28181協議全稱為gb/t28181《安全防範視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》，它是由公安部科技信息化局提出，由全國安全防範報警系統標準化技術委員會(sac/tc100)歸口，公安部多家單位共同起草的一部國家標準。
3.gb28181協議會話通道實際上使用了sip協議，並且在sip協議的基礎上做了私有化處理，sip是一個由ietf mmusic工作組開發的協議，作為標準被提議用於創建、修改和終止包括視頻、語音、即時通信、在線遊戲和虛擬實境等多種多媒體元素在內的交互式會話，sip協議會與其它的協議共同的工作，如sip報文內容發送會話描述協議(sdp)，sdp協議描述了會話所使用流媒體細節，如：使用了哪個ip埠，採用哪種編解碼器等。sip協議的一個典型用途就是：sip會話傳輸一些簡單的經過報文的實時傳輸協議流，rtp本身才是語音或視頻的載體。在gb28181協議中，聯網系統在進行視音頻傳輸及控制時，應建立包括會話通道和媒體流通道的兩個傳輸通道；會話通道用於在設備之間建立會話並傳輸系統控制命令；媒體流通道用於傳輸視音頻數據，經過壓縮編碼的視音頻流採用流媒體協議rtp/rtcp傳輸，gb28181協議媒體通道中傳輸的媒體流，它們是以mpeg2-ps格式封裝，全稱是program stream，簡稱ps流，因為是採用了gb28181協議規範中的標準，故ps流又稱為國標流。gb28181協議在全國平安城市、交通、道路等監控中廣泛採用，若想做統一的大監控平臺，則支持gb28181協議的接入是必不可少的，如今很多廠商是想基於之前使用的gb28181協議平臺的基礎上進行拓展，gb28181協議從2011年制定的第一個版本開始，至最近的2016版本，制定的協議內容越來越細，越來越完善，這個標準在安防領域已經用得非常的廣泛。
4.雖然是統一了協議標準，但是各個廠家都是按照自己的理解去研發自己平臺，實現出來的產品總有一些差異性，並且採取封閉策略，平臺軟體只用在自己項目中，不提供對外使用，而下遊廠家、工程商在項目對接的時候經常遇到各種各樣的問題，各個平臺對外開放部分僅僅是以插件的形式，應用性和擴展性極差。


技術實現要素：

5.本發明提供了一種國標流無插件的解決方法，解決了以上問題。
6.為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：
7.本發明的一種國標流無插件的解決方法，包括：
8.創建一個支持gb28181協議的信令交互服務，所述信令交互服務通過gb28181協議規範中的sip協議與國標流提供者進行信令交互、媒體流協商；
9.創建一個支持國標流解析的流解析器，所述流解析器支持解析國標流提供者提供的ps格式國標流，並同時支持解析rtp格式的數據包；
10.創建一個支持多種音視頻編碼格式的轉碼服務，所述轉碼服務針對國標流提供者
提供的不同種類音視頻編碼格式進行優化轉碼；
11.創建一個支持拉流以及推流方式、支持rtsp協議、rtmp協議、http-flv協議、hls協議、websocket協議的流媒體服務，所述流媒體服務針對優化後的國標流進行媒體流存儲、協議轉換、數據轉發；
12.創建一個支持服務調度、協商運作和對外用戶交互的中心管理服務，所述中心管理服務；所述中心管理服務對內調度各個服務運轉，用sqlite資料庫進行國標流信息、狀態的存儲，對外提供http方式的用戶接口；
13.創建一個國標流監測服務，所述國標流監測服務對國標流的接入狀態、運行狀態和運行質量進行實時監測。
14.進一步地，所述信令交互服務的具體服務包括處理gb28181協議規範中的平臺註冊和註銷，獲取一系列國標流目錄、發送和接收國標流的接入請求、發送和接收斷開已接入國標流的請求。
15.進一步地，所述流解析器支持包括國標流提供者提供的ps格式國標流、分離出國標流中的視頻和音頻流、解析出其中的音視頻編碼格式、碼流碼率以及時間戳信息。
16.進一步地，所述流解析器支持解析用於裝載ps國標流的rtp包、對rtp包的接收以及對rtp包後續的分類、解析、超時響應、排序。
17.進一步地，所述轉碼服務支持對包括h264、h265、svac格式的國標流視頻編碼格式進行轉碼，支持對包括aac、g711a、g711u格式的國標流音頻編碼格式進行轉碼，支持對國標流原始編碼格式進行重新封裝透傳。
18.進一步地，所述流媒體服務的具體服務包括對轉碼後的國標流或非國標流進行協議轉換、流存儲、流分發功能，提供多種協議的流播放串，流的註冊註銷管理，流的拉取和推送，流連接管理，延時播放處理，碼率控制及流量監測。
19.進一步地，所述中心管理服務支持對外提供http方式的用戶接口，所述用戶接口用於包括流信息存儲、流信息查詢、權限認證、流安全訪問；所述中心管理服務支持對內各個服務間的運行調度、行為監控以及運行狀態監測，使用redis的發布訂閱方式進行服務間消息通信。
20.進一步地，所述國標流監測服務的具體服務支持包括使用圖像分析技術對視頻圖像進行質量分析，對不同階段的服務處理國標流的時間進行統計，以及生成質量監測分析報告。
21.本發明相對於現有技術包括有以下有益效果：
22.(1)本技術方案無插件化實現國標流，非封閉式，能夠對外使用，具有良好應用性以及高拓展性能。
23.(2)本技術方案的信令交互服務支持gb28181協議，支持配置國標編碼以及信令通道的埠號；支持所有應用gb28181協議規範的終端設備、設備廠商、下級平臺向信令交互服務進行註冊、註銷功能；對註冊方身份鑑權認證；支持udp和tcp兩種方式進行信令通信；可通過sip協議獲取到下級平臺或nvr設備提供的國標流媒體目錄通道信息；可通過心跳來測試註冊方的狀態；可通過sip協議向下級發送流媒體協商請求，以協定雙方流媒體傳輸通道內容；可隨時通過sip協議向下級發送關閉流媒體通道命令，以關閉雙方之前協商的正在使用的流媒體通道；與中心管理服務進行通信，傳達協商的媒體流通道信息；
24.(3)本技術方案的國標流解析器支持解析國標流提供者提供的ps格式國標流，並同時支持解析rtp格式的數據包；支持udp、tcp主動、tcp被動三種方式接入國標流。負責解析rtp協議包，並具備對rtp包進行重傳排序功能；負責解析ps封裝格式包，解析並分離其中媒體流的編碼格式、時間戳、碼率；負責分配國標流的埠號、確定傳輸方式；支持國標流解析器的配置，包括可接收的埠範圍，流解析器部署的ip地址、埠；與轉碼服務進行通信，將分離後的原始裸流提供給轉碼服務；
25.(4)本技術方案的轉碼服務針對國標流提供者提供的不同種類音視頻編碼格式進行優化轉碼，接收流解析器的裸流，根據裸流解析出解析度等消息；對h264、h265、svac等視頻編碼格式進行轉碼；對aac、g711a、g711u等音頻編碼格式進行轉碼；對媒體流的時間戳進行修正及調整；可將轉碼後的流以rtp協議打包，交付給流媒體服務；支持編碼方式的配置管理，可通過調整模板來指定轉碼後的媒體流格式；
26.(5)本技術方案的流媒體服務支持拉流以及推流方式、支持rtsp協議、rtmp協議、http-flv協議、hls協議、websocket協議，針對優化後的國標流進行媒體流存儲、協議轉換、數據轉發；通過任意一個流媒體支持的協議播放地址獲取到相關媒體流，包括實時流地址和存儲的文件流地址；具備推流功能，可向任意流媒體服務支持的協議地址推送相關媒體流；具備存儲功能，拉取的媒體流可以封裝成不同格式的文件存儲，詳細記錄該文件的大小、日期，相關編碼格式等信息；具備流媒體連接註冊管理功能，可以監測到接收端和推送端連接的斷開；可配置流媒體的流接收超時時間、推送的超時相應，以適應不同網絡狀況下的國標流；支持http的hook方式，向監測方提供流狀態以及關鍵時間點；
27.(6)本技術方案的中心管理服務負責各個服務之間的任務調度，通過redis的發布訂閱方式，與各個服務之間進行消息通信，控制各個服務的行為與時序，獲取並轉發各個服務的消息；負責各個服務之間的資源調度，記錄各個服務的部署情況，例如ip、埠號、流媒體的推流地址；負責國標流的管理，包括創建國標流信息的唯一標識，管理國標信令通道與流媒體通道；負責國標流相關數據的持久化，使用sqlite資料庫進行本地存儲；負責對外提供用戶接口，該接口採用http的restful方式，用戶通過相關接口控制服務行為，包括國標流運行狀態查詢，服務資源佔用情況查詢，開啟國標流接入等；
28.(7)本技術方案的國標流監測服務負責監測國標流的運行狀態，採集各個服務之間的運行時間；負責檢測國標流的流媒體質量，監測流媒體信道的網絡狀況；生成監測報告，通過redis消息向訂閱者發布結果。
29.當然，實施本發明的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
附圖說明
30.為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
31.圖1為本發明一種國標流無插件的解決方法對應的工作原理示意圖；
32.圖2為本發明一種國標流無插件的解決方法的國標流接入服務交互時序圖；
33.圖3為本發明一種國標流無插件的解決方法對應的技術框架圖；
34.圖4為本發明國標流無插件解決方案的一種國標流處理流程圖。
具體實施方式
35.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
36.請參閱圖1所示，其為本發明的一種國標流無插件的解決方法的原理示意圖，該結構圖闡述了該發明的結構示意，按照該結構實施方法如下；
37.中心管理服務，一方面對外提供http/https的用戶交互接口，提供前端瀏覽器直接訪問，另一方面支持nginx代理伺服器間接訪問，可提供net穿越、地址轉換和流代理。其次，該服務根據配置文件確定redis的發布通道為a，訂閱通道為b，與其他服務間通過redis的發布訂閱方式進行消息通信，消息格式確定為json。同時，該服務還可以接收流媒體服務的http消息，可用戶捕獲流媒體服務的相關動作。中心管理服務與sqlite數據連接，對國標流的通道目錄信息和運行狀況，質量監測報告等進行持久化存儲。
38.信令交互服務，一方面與nvr、下級平臺、攝像頭等進行sip協議通信，協商有關媒體流信道，另一方面，該服務向redis的通道b上發送註冊消息，用於通知中心管理服務該服務的唯一標識。在與redis進行通信中，還包括實時發布信令交互結果到redis的通道b上。
39.轉碼服務集成了流解析器，負責國標流的接入和國標流的轉碼。一方面，nvr、下級平臺、攝像頭髮送rtp/rtcp的ps格式的國標流給轉碼服務，另一方面，轉碼服務輸出rtp格式的流給流媒體服務，同時，轉碼服務通過redis與中心管理服務進行消息通信，確定收流埠信息與推送給流媒體的地址。
40.流媒體服務，一方面通過redis與中心管理服務進行通信，確定國標流流唯一標識，推流地址，拉流地址。另一方面，通過拉流地址從轉碼服務中獲取到rtp流。同時，通過調用配置文件中配置的http的hook地址，向中心服務傳遞流註冊、流斷開、協議格式等實時流狀況。
41.國標流監測服務，一方面，該服務從流媒體地址中獲取到流，對流進行質量監測，監測流的獲取速度和網絡狀況，另一方面通過redis向中心服務上報國標流質量報告和國標流開流耗時報告。該服務也可以通過redis將結果發布到第三方服務中。
42.web前端，包含視頻播放組件，可向中心管理服務調用http請求查詢設備信息、平臺信息、狀況信息、國標流播放地址等。通過中心管理服務返回的國標流播放地址，請求播放某一源設備或下級平臺提供的國標流。
43.參見圖2，其為本發明國標流無插件解決方案中的國標流接入服務交互時序圖。該圖提供了一種應用該解決方案的簡單交互過程，具體流程如下：
44.s1、web前端調用http請求，向中心管理服務請求國標流的通道目錄列表。
45.s2、中心管理服務回復請求，返回攜帶播放串的通道信息。
46.s3、web前端選擇一個國標通道播放串，傳遞給視頻播放組件。
47.s4、視頻播放組件向流媒體服務請求該播放串，建立rtsp/flv協議會話，請求接收流媒體。
48.s5、當流媒體服務判斷該播放串已存在國標流推送時，將直接建立連接，流程結束。
49.s6、當流媒體服務判斷該播放串無國標流推送時，將中心管理服務發送http請求，通知其與國標流提供者進行國標流媒體協商。
50.s7、中心管理服務通過redis服務向轉碼服務請求分配收流埠，獲取所支持的媒體傳輸方式，轉碼服務分配資源，初始化處理流程，等待國標流的推送。
51.s8、中心管理服務通過redis服務向信令交互服務發布開流請求信息。
52.s9、信令交互服務與源設備或下級平臺用sip協議進行媒體流協商。
53.s10、協商成功後，中心會收到國標流的發流ip、埠號、傳輸方式等。
54.s11、下級平臺使用rtp協議向指定ip埠推送國標流(ps流)。
55.s12、流解析器收到國標流後，進行解析並送入轉碼服務進行轉碼。轉碼後的流通過rtsp協議推送給流媒體。
56.s13、流媒體收到轉碼流後，將流推送給前端的視頻播放器，rtsp/flv協議會話建立完成
57.參見圖3，為國標流無插件解決方案中的一種技術架構圖。自上而下分為應用層，服務層，組件調度層和接入設備層。應用層為http客戶端，web播放器等組件，此為該發明專利的服務對象。http客戶端通過以restful方式調用服務層請求，消息格式規定為json格式。web播放器則通過rtsp、http-flv、websocket等方式從服務層獲到視頻流。服務層用到了數據緩存redis和資料庫sqlite3。位於服務層的中心管理服務擁有對redis、websocket、rest、http、sqlite訪問能力和技術。服務層的流媒體服務則具備支持flv、rtsp、rtmp、rtp等協議的能力，同時具備和中心管理服務進行http通信的能力。服務層的轉碼服務一方面可對流媒體推rtsp/rtp流，另一方面與中心管理服務進行redis消息通信。組件調度層擁有gb28181和onvif組件，向下分別可和接入設備進行sip協議通信和onvif協議通信，向上則與服務層進行redis消息通信。位於接入設備層的對象是國標流的提供者，核心功能是向服務層的轉碼服務提供國標流。
58.圖4為一種國標流無插件解決方案中的一種解析國標流方式。首先，對國標流提供者提供的rtp流進行解析，獲取到rtp流負載數據格式為mpeg-ps。將ps流送入ps流解析器中進行解析，解析後ps流將分為視頻裸流和音頻裸流，同時可以獲取到該視頻裸流和音頻裸流的編碼格式、時間戳以及碼率信息。視頻裸流和音頻裸流分別送入轉碼器進行轉碼，得到轉碼後的視頻流和音頻流。將兩個流以rtp方式進行打包，並重新賦予時間戳，通過rtsp協議送入流媒體進行格式封裝。根據播放器的請求串協議類型，相應的輸出httpflv、websocket格式或rtsp、rtmp協議的數據包。該流程至此結束。
59.以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。