[发明专利]一种高速公路视频监控系统的数据处理方法

权利要求书

1.一种高速公路视频监控系统的数据处理方法，其特征在于，所述视频监控系统包括：设置在龙门架、收费站以及高速公路边的多个摄像头、视频汇聚处理一体机和云服务系统，所述多个摄像头与所述视频汇聚处理一体机相连接，所述视频汇聚处理一体机与所述云服务系统相连接，所述方法包括：

视频汇聚步骤，所述多个摄像头将采集的视频分别实时传输至所述视频汇聚处理一体机；

处理步骤，所述视频汇聚处理一体机对采集的多路实时视频进行处理后发送至云服务系统进行存储，所述云服务系统包括多个云服务器节点；

分发步骤，所述视频汇聚处理一体机接收客户端的视频播放请求后根据所述播放请求从云服务系统获取视频流发送至所述客户端进行播放；

其中，所述视频汇聚处理一体机提供web服务，所述web服务通过外网接口接收客户端的视频播放请求并向客户端提供播放接口，完成与所述客户端的交互和流程处理，web服务采用负载均衡方式从所述多个云服务器节点选择一个云服务节点获取视频流并发送至所述客户端进行播放；

其中，在所述视频汇聚步骤中，所述视频汇聚处理一体机作为汇聚服务节点通过视频专线访问设置在龙门架、收费站以及高速公路边的多个摄像头，对采集的多路实时视频完成视频码流采集、码流汇聚及码流转码后将码流发送至云服务系统进行存储，所述汇聚服务节点采用低码率视频实时上传、高码率视频按需接入点播的动静结合方式接入所述多个摄像头，所述汇聚服务节点具有多个；

所述多个云服务器节点采用分布式部署，云服务器节点用以处理RTMP播放请求，和汇聚服务节点完成交互后，从所述视频汇聚处理一体机接收码流并完成解析解包处理后，分发到客户端进行播放；所述高速公路视频监控系统包括多台所述视频汇聚处理一体机，多台所述视频汇聚处理一体机采用分布式方式部署，每台所述视频汇聚处理一体机接入多个摄像头；

所述视频播放请求中携带码流播放信息，当所述视频汇聚处理一体机判断所述码流播放信息为低码率流媒体视频点播时则进行低码率流媒体视频播放，当所述视频汇聚处理一体机判断所述码流播放信息为高码率流媒体视频点播时则进行高码率流媒体视频播放；

其中，所述低码率流媒体视频播放的操作包括：

所述web服务从数据库中获取汇聚服务节点与多个摄像头之间的关联信息，所述web服务定时主动下发取流任务给汇聚服务节点；所述汇聚服务节点接收取流任务后，更新旧的取流任务，从多个摄像头取低码率视频流；

所述汇聚服务节点把低码率视频流进行RTMP转码，将低码率视频流推送到负载均衡决策后的目标云服务器节点；

当用户发起的所述视频播放请求为低码率流媒体视频点播时，通过数据访问API接口访问web服务；

所述web服务通过访问API接口获取网络和摄像头参数信息，所述web服务依据云服务器节点的内存使用、CPU负荷、播放信息、状态和最短跳转路径选择已经在汇聚有对应视频流的云服务器节点；

云服务器节点向所述web服务反馈对应视频的取流方式；所述web服务收到云服务器节点反馈的取流方式后发送至所述客户端；

所述客户端根据所述取流方式，完成播放链路的构建并播放URL中的低码率流媒体视频；

其中，所述高码率流媒体视频播放的操作包括：

当客户端发起的视频播放请求为高码率流媒体视频点播时，通过数据访问API接口访问所述web服务，所述web服务通过访问API接口获取网络和摄像头参数信息，web服务依据汇聚服务节点和云服务器节点的内存使用、CPU负荷、播放信息、状态和最短跳转路径选择汇聚服务节点和云服务器节点，完成最优化播放链路的选择并构建播放URL，并将播放URL返回到所述客户端，所述客户端通过该播放URL来访问云服务器节点，获取高码率流媒体视频；

根据客户端发起的视频播放请求中的播放模式确定高码率流媒体视频的播放方式，当所述播放模式为所述客户端以Flash方式播放时，所述云服务器节点与所述客户端完成RTMP协议交互后从所述视频播放请求中获取摄像头地址PID，再通过播放URL访问调配云服务器节点来获取RTMP视频码流；

当所述播放模式为H5方式播放时，所述云服务器节点与所述客户端完成HLS协议交互后从所述视频播放请求中获取摄像头地址PID，再通过播放URL访问调配云服务器节点来获取HLS码流分片；

当所述播放模式为HTTP-FLV方式播放时，所述云服务器节点与所述客户端完成HTTP协议交互后从所述视频播放请求中获取摄像头地址PID，再通过播放URL访问调配云服务器节点来获取FLV码流分片；

所述web服务依据汇聚服务节点和云服务器节点的内存使用、CPU负荷、播放信息、状态和最短跳转路径选择汇聚服务节点和云服务器节点，完成最优化播放链路的选择并构建播放URL的操作为：

根据所述摄像头地址PID选择可用的M个汇聚服务节点，计算每个汇聚服务节点的CPU占有率H1、内存占有率H2以及播放路数L1，基于CPU占有率H1、内存占有率H2以及播放路数L1选择m个汇聚服务节点；

选择在线的可用的N个云服务器节点，计算每个云服务器节点的CPU占有率Y1、内存占有率Y2以及播放路数L2，基于CPU占有率Y1、内存占有率Y2以及播放路数L2选择n个云服务器节点；

如果m=n=1，则将选择的汇聚服务节点和云服务器节点作为最优化播放链路用于构建播放URL；

如果m、n有一个大于1，则通过tracert服务选择路径最短的汇聚服务节点和云服务器节点的组合作为最优化播放链路用于构建播放URL；所述tracert 服务是部署在每个云服务器节点中，定期检测当前的云服务器节点到各个汇聚服务节点的跳转路径结果，然后把结果存入数据库和通过接口发送到web服务；

其中，1≤m≤M，1≤n≤N；

基于所述CPU占有率H1、内存占有率H2以及播放路数L1选择m个汇聚服务节点的方式为：

对于M个汇聚服务节点，计算每个汇聚服务节点的性能函数综合值：fh=（1+a₁）H1+（1+a₂）H2+a₃L1；

根据每个节点的性能函数综合值进行排序，选择性能函数综合值小于或等于第一阈值的汇聚服务节点作为m个汇聚服务节点，如果所述M个汇聚服务节点的性能函数综合值都大于所述第一阈值，选择性能函数综合值最小的汇聚服务节点，此时，m=1；

其中，a₁、a₂分别为所述CPU占有率H1、内存占有率H2的校准参数，，t为时间；a₃为常数，根据L1值的大小确定；

基于CPU占有率Y1、内存占有率Y2以及播放路数L2选择n个云服务器节点的方式为：

对于N个云服务器节点，计算每个云服务器节点的性能函数综合值：fy=（1+b₁）Y1+（1+b₂）Y2+b₃L2；

根据每个节点的性能函数综合值进行排序，选择性能函数综合值小于或等于第二阈值的云服务器节点作为n个汇聚服务节点，如果所述N个云服务器节点的性能函数综合值都大于所述第二阈值，选择性能函数综合值最小的云服务器节点，此时，n=1；

b₁、b₂分别为所述CPU占有率Y1、内存占有率Y2的校准参数，，，t为时间；b₃为常数，根据L2值的大小确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低码率为32k，所述高码率为1M。