视频处理设备、方法及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及视频处理，尤其涉及一种视频处理设备、方法及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、当前，随着与视频相关的各类技术和设备的不断发展，需要实现多路视频拼接显示的应用场景越来越多，例如，城市道路交通监控、商场广告屏等。

2、相关技术中，通常可以利用以用于进行视频数据交换的交换芯片为核心的视频处理设备实现各类应用场景中的多路视频拼接显示。现有的视频处理设备，视频业务背板侧的互联切换通过crosspoint芯片实现，crosspoint的每个输入端口接一路输入视频，每个输出端口接一路输出视频，通过配置芯片内部的输入到输出的连接关系，实现视频业务的切换连接和复制输出的等功能。

3、crosspoint的每一路输入输出端口只能传输一路视频业务，这就导致设备的最大规模受限于芯片的接口数量。

4、为了解决设备规模无法灵活扩展的问题，现有技术中已有基于以太网包技术的数据专用高速交换模块，但是标准的以太网交换是非确定性的传输，会有拥塞与溢出，需要通过诸如tcp上层的协议及重传等机制来确保通信的准确性，在视频处理设备的运行过程中，当所传输的业务数据量较大时，很容易造成网络拥塞，导致显示墙显示的视频出现卡顿的现象，影响了视频处理设备的可靠性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种视频处理设备、方法及计算机可读存储介质，旨在避免由于网络拥塞导致显示墙显示的视频出现卡顿的现象，提高视频处理设备的可靠性。

2、为实现上述目的，本发明提供一种视频处理设备，所述视频处理设备包括：专用高速交换芯片、至少一个输入板卡，以及至少一个输出板卡，所述输入板卡和所述输出板卡分别与所述专用高速交换芯片上的物理端口连接，所述专用高速交换芯片包括相互连接的微控制模块和队列存储转发模块；

3、所述微控制模块，用于根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息，将所述虚拟链路信息发送至所述队列存储转发模块，其中，所述虚拟链路信息包括各路视频数据的视频源地址，以及各所述视频源地址对应配置的虚拟直通链路，所述虚拟直通链路包括视频源地址与路由目的地址之间的路由映射关系；

4、所述队列存储转发模块，用于根据所述视频源地址从目标输入板卡获取视频数据，并基于所述虚拟直通链路，将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口，其中，所述目的物理端口为所述路由目的地址关联的物理端口，所述目标输入板卡为所述视频源地址关联的输入板卡；

5、目标输出板卡接收所述视频数据，并将接收的所述视频数据进行处理后输入至显示墙中的目标子屏进行显示，其中，所述目标输出板卡为连接于所述目的物理端口的输出板卡，所述目标子屏为所述输出板卡对应控制显示的子屏。

6、可选地，所述视频处理设备还包括主控板，所述主控板与所述微控制模块通信连接，所述主控板用于对所述屏幕拼接场景信息进行自定义配置。

7、可选地，所述微控制模块还用于根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成各所述虚拟直通链路对应的理论带宽信息，并根据所述理论带宽信息，对各所述虚拟直通链路进行传输带宽的分配；

8、基于当前时钟周期获取各所述虚拟直通链路对应的传输带宽的当前使用负载，确定当前时钟周期内是否存在当前使用负载大于第一预设比率阈值的虚拟直通链路，若存在，则基于当前时钟周期将当前使用负载大于第一预设比率阈值的虚拟直通链路进行部分视频数据的缓存，其中，所述缓存的部分视频数据为超出所述传输带宽的视频数据。

9、可选地，所述微控制模块还用于确定当前时钟周期内是否存在当前使用负载小于第二预设比率阈值的虚拟直通链路；若存在，则基于当前时钟周期将当前使用负载小于第二预设比率阈值的虚拟直通链路所缓存的视频数据进行转发，其中，所述第二预设比率阈值小于所述第一预设比率阈值。

10、可选地，所述微控制模块还用于获取各虚拟直通链路在滑动时间窗内需求转发的视频数据，其中，所述滑动时间窗包括当前时钟周期，以及当前时钟周期之后的预设数量个连续的时钟周期；

11、根据所述滑动时间窗内各时钟周期需求转发的视频数据，确定所述滑动时间窗对应的流量波动信息；

12、在确定所述流量波动信息大于预设波动阈值时，对所述队列存储转发模块在所述滑动时间窗内各时钟周期需求转发的视频数据进行平滑处理，并通过所述队列存储转发模块将平滑处理后的视频数据进行转发。

13、可选地，所述微控制模块还用于检测各所述虚拟直通链路是否存在网络拥塞，若存在，则向所述队列存储转发模块发送传输调整指令；

14、所述队列存储转发模块还用于向所述目标输入板卡转发所述传输调整指令；

15、所述目标输入板卡还用于按照所述传输调整指令所指示的调整参数，降低输入视频数据至所述队列存储转发模块的输入速率。

16、可选地，所述目标输入板卡还用于采集信号源发送的外部视频信号并转换为设定的数据格式，将转换后的外部视频信号作为视频数据输入至所述队列存储转发模块。

17、为实现上述目的，本发明还提供一种视频处理方法，所述方法包括：

18、根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息，其中，所述虚拟链路信息包括各路视频数据的视频源地址，以及各所述视频源地址对应配置的虚拟直通链路，所述虚拟直通链路包括视频源地址与路由目的地址之间的映射关系；

19、根据所述视频源地址获取视频数据，并基于所述虚拟直通链路，将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口，其中，所述目的物理端口为所述路由目的地址关联的物理端口；

20、通过所述目的物理端口接收所述视频数据，并将接收的所述视频数据进行处理后输入至显示墙中的目标子屏进行显示，其中，所述目标子屏为所述目的物理端口对应连接的子屏。

21、可选地，在所述生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息的步骤之后，所述方法还包括：

22、根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成各所述虚拟直通链路对应的理论带宽信息，并根据所述理论带宽信息，对各所述虚拟直通链路进行传输带宽的分配；

23、基于当前时钟周期获取各所述虚拟直通链路对应的传输带宽的当前使用负载，确定当前时钟周期内是否存在当前使用负载大于第一预设比率阈值的虚拟直通链路；

24、若存在，则基于当前时钟周期将当前使用负载大于第一预设比率阈值的虚拟直通链路进行部分视频数据的缓存，其中，所述缓存的部分视频数据为超出所述传输带宽的视频数据。

25、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有视频处理程序，所述视频处理程序被处理器执行时实现如上所述的视频处理方法的步骤。

26、本技术的技术方案是通过将视频处理设备设置包括专用高速交换芯片、至少一个输入板卡，以及至少一个输出板卡，所述输入板卡和所述输出板卡分别与所述专用高速交换芯片上的物理端口连接，所述专用高速交换芯片包括相互连接的微控制模块和队列存储转发模块，其中，所述微控制模块用于根据预先设置的屏幕拼接场景信息，生成所述屏幕拼接场景信息对应的虚拟链路信息，将所述虚拟链路信息发送至所述队列存储转发模块，其中，所述虚拟链路信息包括各路视频数据的视频源地址，以及各所述视频源地址对应配置的虚拟直通链路，所述虚拟直通链路包括视频源地址与路由目的地址之间的路由映射关系，所述队列存储转发模块用于根据所述视频源地址从目标输入板卡获取视频数据，并基于所述虚拟直通链路，将获取的视频数据转发至所述视频源地址对应的目的物理端口，然后，目标输出板卡接收该视频数据，并将接收的该视频数据进行处理后输入至显示墙中的目标子屏进行显示。

27、也即，本技术通过在视频拼接交换技术上，采用包虚拟线路交换的传输方式，对于同一接口输入的视频，既可以按照场景需求，将视频分块，不同块按包的目的地址去往不同的视频输出接口，又可以支持“独占式”的链路交换。既避免了crosspoint芯片线路交换带宽占用率高，接口冗余多的问题，又能满足视频从单点到多点的灵活性，由于本技术的交换核心是根据屏幕拼接场景信息构建了一个从输入到输出、基于包传输的虚拟链路交换方式，从输入到输出构建了一条直通的“高速通路”（即虚拟直通链路，该虚拟直通链路既支持包交换、路由功能，又能支持满足视频业务等传输需求的链路交换），使得输入端口的全部数据包经由交换网络虚拟出的直通链路，以最快的速度通过专用高速交换芯片，从而使得本技术针对视频的显示处理领域的难点/通点，设计了一种低延迟的虚拟线路交换的视频处理设备，能够避免由于网络拥塞导致显示墙显示的视频出现卡顿的现象，提高视频处理设备的可靠性。