[發明專利]應用于虛擬桌面環境的攝像頭視頻處理方法和相應設備

有效

• 申請號: 201410585043.0
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104301687B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 周巍;賈寶軍;張云勇
• 申請（專利權）人: 中國聯合網絡通信集團有限公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N7/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 龍洪,栗若木

技術領域

本發明涉及視頻壓縮，更具體地，涉及一種應用于虛擬桌面系統的攝像頭視頻處理方法及相應的客戶機和虛擬機。

背景技術

桌面虛擬化是在物理服務器上安裝虛擬主機系統，由虛擬主機系統模擬出操作系統運行所需要的硬件資源，如：CPU、內存、網卡、存儲等。操作系統運行在這些虛擬的硬件資源之上，可以達到多個操作系統共享物理服務器的硬件資源，從而提高資源利用率。桌面虛擬化將所有桌面虛擬機(簡稱為虛擬機)在數據中心進行托管并統一管理，虛擬桌面的存儲、運算和執行(包括操作系統、應用程序和用戶數據)都集中在數據中心，僅將操作系統桌面呈現在用戶面前。用戶可以通過客戶機在局域網或者遠程訪問虛擬機，獲得與傳統PC一致的用戶體驗。

虛擬桌面環境的邏輯架構如圖1所示，包括通過網絡連接的多臺客戶機10和物理服務器2，物理服務器2上運行有多臺虛擬機20，客戶機與虛擬機之間通過外設映射通道相互通信。

如圖2所示，客戶機10上連接各種外設，如攝像頭、顯示器、打印機、掃描儀、U盤等，它們是通過并口、串口、USB等接口連接到客戶機10，客戶機10的操作系統模塊101安裝有相應的外設驅動程序。為了在虛擬機20中同樣使用這些外設，需在客戶機10的操作系統模塊101上安裝虛擬桌面客戶機側的外設映射接口102。客戶機10所連接的外設的硬件信息、狀態以及從外設中讀取的數據均通過該外設映射接口102發送到虛擬機20。

相應地，如圖3所示，虛擬機20的操作系統模塊201上安裝有虛擬桌面服務器側的外設映射接口202，該外設映射接口202與虛擬桌面客戶機側的外設映射接口102之間構成了外設映射通道。客戶機10發送的外設硬件信息、狀態以及從外設中讀取的數據通過外設映射通道發送給虛擬機20，同時虛擬機對外設的寫入數據及控制信息也通過外設映射通道發送給客戶機10。客戶機10收到后對外設進行數據寫入或控制。其中，客戶機10所需的屏幕顯示數據由虛擬機20的屏幕顯示數據生成模塊203根據虛擬機20的操作系統模塊201及各種應用程序模塊(包括攝像頭視頻應用模塊205)生成的顯示數據統一生成，生成屏幕顯示數據時可以調用視頻壓縮解壓模塊204對視頻流進行壓縮和/或解壓縮。

攝像頭視頻業務是一種很常見的業務類型，用戶進行攝像時或者用戶之間通過視頻通話時都需要啟動攝像頭視頻業務。攝像頭視頻業務可能涉及到以下功能中的一種或多種：回顯功能，即將終端本地連接的攝像頭采集的視頻直接在本地顯示；向通信對端傳送視頻功能，即將終端本地連接的攝像頭采集的視頻傳送到通信對端；顯示通信對端視頻功能，即將通信對端傳送過來的視頻在本地顯示。

在傳統的虛擬桌面環境下開展攝像頭視頻業務時，涉及的設備的連接關系如圖4所示，攝像頭通過USB線或其他連接線與客戶機10連接，而客戶機10與虛擬機20之間，及虛擬機20和通信對端之間一般是通過IP網絡通信。由于虛擬桌面的存儲、運算和執行等處理都集中在虛擬機側，攝像頭視頻業務涉及的幾種功能的數據流如下所述：

一，攝像頭視頻業務的回顯功能涉及的流量：

客戶機連接的本地攝像頭獲取的未經壓縮的視頻數據到達客戶機，客戶機生成未經壓縮的視頻流，通過外設映射通道傳送到虛擬機中，虛擬機根據該未經壓縮的視頻流生成攝像頭視頻業務的顯示數據，和其他業務的顯示數據統一生成屏幕顯示數據后回送給客戶機，再在客戶機連接的顯示器上進行回顯。其路徑可表示為：攝像頭-〉客戶機-〉虛擬機-〉客戶機-〉顯示器，即但流量經虛擬機走了一個回路，會帶來大量的回路流量。

二、攝像頭視頻業務的向通信對端傳送視頻功能涉及的流量

客戶機連接的本地攝像頭獲取的未經壓縮的視頻數據到達客戶機，客戶機生成未經壓縮的視頻流，通過外設映射通道傳送到虛擬機中，虛擬機對該視頻流進行壓縮后，通過網絡發送到通信對端。其中，外設映射通道中傳送的是未經壓縮的視頻流。不經壓縮的視頻流的數據量隨攝像設置的分辨率、幀速在十幾到幾十Mbps左右。而通過MPEG-4、H.264等算法壓縮后，會降低到幾百Kbps到幾Mbps。

三，攝像頭視頻業務的顯示通信對端視頻功能涉及的流量

虛擬機收到通信對端傳輸過來的壓縮視頻流，在虛擬機內進行解壓縮后生成攝像頭視頻業務的顯示數據，和其他業務的顯示數據統一生成屏幕顯示數據后回送給客戶機，再在客戶機連接的顯示器上進行回顯。雖然屏幕顯示數據時也可以進行壓縮，但其壓縮率往往小于視頻流的壓縮率。