[发明专利]一种通过网络映射USB视频设备方法

说明书

本发明公开了一种通过网络映射USB视频设备方法，它包括应用虚拟化客户机和应用虚拟化服务器，应用虚拟化客户机内包括USB设备、URB拦截驱动和第一URB分析处理程序，应用虚拟化服务器包括第二URB分析处理程序、设备功能驱动和应用。本发明与现有技术相比的优点在于：首先，在通用USB设备映射中，首先对传输的URB数据结构本身进行无损压缩，其次，如果发现URB请求中打包的负载是未压缩的视频数据，则启用视频数据压缩，这样极大地降低了URB数据流的码率；由于本发明是设备驱动URB层级的网络中继映射，所以不针对任何特定设备类别和设备型号，具有通用性；本发明使得通过网络远程映射到服务器的USB设备在普通10/100M带宽的网络环境中也可以正常工作。

技术领域

本发明涉及应用虚拟化技术领域，具体是指一种通过网络映射USB视频设备方法。

背景技术

在应用虚拟化或者桌面虚拟化中，客户机一般使用能力相对较弱的电脑，程序运行在集中管控的高性能应用服务器或者桌面服务器中，在这种应用场景下，很多插在客户端上的USB设备，都需要通过网络远程映射到服务器上，供运行在服务器中的程序访问。对于运行在应用服务器中的程序来说，USB设备逻辑上是通过下图中的虚线所标识的虚拟URBoverIP通道直接连接到应用服务器本地的虚拟USB总线中。

在使用USB映射时，鼠标、键盘、U盘等设备一般均可正常工作，但摄像头、高拍仪等视频设备，由于USB总线上传输的是从设备采集来的未经压缩的视频数据，直接通过网络把来自设备的URB请求传输到服务器端，即使一路外设也需要很高的网络带宽，比如一路分辨率为1920x1080，帧率为10帧/秒，视频格式为YUY2的视频，就需要331Mbps的带宽，由于带宽需求太高，所以基本无法正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是带宽需求太高，无法正常工作，提供一种在USB视频设备映射中使用数据压缩的方法，该方法使用无损压缩来压缩URB请求，使用有损视频压缩算法压缩URB中的视频负载，从而能够在通过网络映射USB视频设备时，将带宽需求降低到原来的1/100以下，使得通过网络远程映射到服务器的USB设备在普通10/100M带宽的网络环境中也可以正常工作的一种通过网络映射USB视频设备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种通过网络映射USB视频设备方法，它包括应用虚拟化客户机和应用虚拟化服务器，所述的应用虚拟化客户机内包括USB设备、URB拦截驱动和第一URB分析处理程序，所述的应用虚拟化客户机从URB拦截驱动处得到URB数据流，URB数据流通过第一URB分析处理程序进行处理压缩，所述的应用虚拟化服务器包括第二URB分析处理程序、设备功能驱动和应用，所述的第一URB分析处理程序压缩后的URB数据流进入第二URB分析处理程序内进行解压，最终提交给设备功能驱动和应用。

所述的第一URB分析处理程序第一步骤为视频负载剥离，第二步骤为视频负载压缩及传输和URB无损压缩及传输，所述的视频负载剥离从URB数据流中剥离里面的视频负载，视频负载压缩及传输对剥离出来的视频数据进行压缩，URB无损压缩及传输对剥离视频数据之后的URB本身进行压缩。

所述的视频负载压缩及传输引入有损视频压缩，对URB负载中的视频数据进行有损压缩，压缩算法使用H.264、H.265、VP9的视频压缩算法，所述的URB无损压缩及传输使用无损压缩，对剥离视频数据之后的URB数据包本身进行压缩，压缩算法使用LZ77、LZMA、LZMA2的算法。

所述的第二URB分析处理程序第一步骤为URB接收解压和视频接收解压，第二步骤为视频插入URB，所述的URB接收解压和视频接收解压对压缩后的URB数据流进行解压，然后将解压后的视频插入URB。

采用以上方法后，本发明具有如下优点：1)：首先，在通用USB设备映射中，首先对传输的URB数据结构本身进行无损压缩，其次，如果发现URB请求中打包的负载是未压缩的视频数据，则启用视频数据压缩，这样极大地降低了URB数据流的码率；