一種多源異類數(shù)據(jù)同步重放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于同步重放技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種多源異類數(shù)據(jù)同步重放方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了保證海事部口事件查證分析的完整性、準(zhǔn)確性，情景再現(xiàn)當(dāng)時(shí)值班員的值班 過程，VTS(VesselTrafficService船舶交通管理系統(tǒng)）系統(tǒng)的記錄重放子系統(tǒng)將記錄系 統(tǒng)處理和顯示的雷達(dá)回波視頻、系統(tǒng)處理信息（航跡信息、告警信息、指揮命令等），記錄值 班員的電話/電臺(tái)通話記錄W及值班員值班席位屏幕視頻數(shù)據(jù)；用戶事件查證分析時(shí)，可 按需組合多種數(shù)據(jù)同步重放，實(shí)現(xiàn)值班過程情景再現(xiàn)。
[0003] 目前常見的記錄重放系統(tǒng)，主要針對(duì)單一數(shù)據(jù)類型，如語音記錄重放系統(tǒng)、視頻監(jiān) 控記錄重放系統(tǒng)、空管雷達(dá)記錄重放系統(tǒng)等。而VTS的記錄重放系統(tǒng)設(shè)及到屏幕視頻、雷達(dá) 回波視頻、電臺(tái)/電話音頻W及系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)（航跡信息、告警信息、指揮命令等）等多源 異類信息的記錄重放，已有的同步重放技術(shù)已經(jīng)無法滿足VTS記錄重放系統(tǒng)的按需組合同 步重放要求，存在W下技術(shù)問題：
[0004] 1、多源異類數(shù)據(jù)。重放數(shù)據(jù)來源不同、種類不同、采樣周期不同，屏幕視頻來源于 值班席位的屏幕視頻信號(hào)、音頻來源于VHF內(nèi)通系統(tǒng)、雷達(dá)回波視頻來源于雷達(dá)錄取系統(tǒng)、 系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)來源于雷達(dá)錄取系統(tǒng)和AIS系統(tǒng)；同時(shí)每路視頻、音頻的來源也不同，分別來 源于不同的值班席位屏幕、不同的電話通道/電臺(tái)通道。
[0005] 2、記錄文件分類單獨(dú)存儲(chǔ)。視頻、音頻、雷達(dá)回波視頻和系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的文件分類 存儲(chǔ)，且視頻、音頻文件存儲(chǔ)時(shí)區(qū)分不同屏幕和通道，每路視頻、音頻單獨(dú)存儲(chǔ)。
[0006] 3、記錄文件起止時(shí)間不同。各類數(shù)據(jù)每隔一段時(shí)間生成一個(gè)文件，每路視頻、音頻 和雷達(dá)回波視頻、系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的記錄文件開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間不同。
[0007] 4、來源不同的多路音視頻同步播放本身就是音視頻播放的難點(diǎn)，現(xiàn)有多路音視頻 同步播放技術(shù)主要將音頻序列設(shè)置為參考序列，視頻流根據(jù)音頻播放時(shí)間戳來調(diào)整自己播 放的速度實(shí)現(xiàn)音視頻同步；現(xiàn)有多路視頻同步播放技術(shù)主要時(shí)通過視頻拼接技術(shù)，將多路 視頻合成一個(gè)視頻進(jìn)行重放，無法滿足VTS系統(tǒng)按需組合重放的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多源異 類數(shù)據(jù)同步重放方法，包括W下步驟：
[0009] 步驟1，采集多源異類數(shù)據(jù)，VTS系統(tǒng)在多源異類數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)帖 中增加時(shí)間戳標(biāo)記，時(shí)間戳轉(zhuǎn)換；
[0010] 步驟2,設(shè)計(jì)多源異類數(shù)據(jù)重放進(jìn)程；
[0011] 步驟3,進(jìn)行多進(jìn)程協(xié)同同步，控制進(jìn)程進(jìn)行總體控制（包括用戶操作響應(yīng)、數(shù)據(jù) 同步控制、重放邏輯控制等各種對(duì)數(shù)據(jù)重放進(jìn)程的控制），數(shù)據(jù)重放進(jìn)程從后臺(tái)服務(wù)端下載 步驟1采集的多源異類數(shù)據(jù)，進(jìn)行時(shí)間戳轉(zhuǎn)換和定位，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和重放，實(shí)現(xiàn)多源異 類數(shù)據(jù)同步重放。
[0012] 其中，步驟1中，根據(jù)多源異類數(shù)據(jù)的類型分別進(jìn)行如下操作：
[0013] 若所述多源異類數(shù)據(jù)為雷達(dá)回波視頻和系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)，不對(duì)其時(shí)間戳轉(zhuǎn)換，直接 使用；
[0014] 若所述多源異類數(shù)據(jù)為視頻數(shù)據(jù)，視頻數(shù)據(jù)帖時(shí)間戳的單位是采樣周期的倒數(shù)即 1/90000S，對(duì)于視頻數(shù)據(jù)記錄文件內(nèi)任意一個(gè)數(shù)據(jù)帖對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的計(jì)算公式為：
[0016] 若所述多源異類數(shù)據(jù)為音頻數(shù)據(jù)，音頻數(shù)據(jù)帖時(shí)間戳的單位為1/8000S，對(duì)于音頻 數(shù)據(jù)記錄文件內(nèi)任意一個(gè)數(shù)據(jù)帖對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的計(jì)算公式為：
[0018] 步驟2中，所述多源異類數(shù)據(jù)重放進(jìn)程設(shè)計(jì)如下：
[0019] 每個(gè)數(shù)據(jù)重放進(jìn)程狀態(tài)由播放狀態(tài)和數(shù)據(jù)狀態(tài)組成，只有在播放狀態(tài)為暫停、數(shù) 據(jù)狀態(tài)為有數(shù)據(jù)時(shí)，才允許調(diào)用Play函數(shù)，調(diào)用Play函數(shù)則立即進(jìn)入播放狀態(tài)；
[0020]Seek函數(shù)用于完成重放時(shí)間點(diǎn)的定位、數(shù)據(jù)緩沖和解碼并主動(dòng)向控制進(jìn)程反饋準(zhǔn) 備完成狀態(tài)：在播放、暫停和停止=個(gè)播放狀態(tài)下調(diào)用Seek函數(shù)時(shí)，首先播放狀態(tài)變?yōu)闀?停，數(shù)據(jù)狀態(tài)變?yōu)闊o數(shù)據(jù)；然后數(shù)據(jù)重放進(jìn)程從后臺(tái)服務(wù)端緩沖對(duì)應(yīng)播放數(shù)據(jù)，對(duì)收到數(shù)據(jù) 包或者數(shù)據(jù)帖中的時(shí)間戳進(jìn)行時(shí)間轉(zhuǎn)換，并判斷轉(zhuǎn)換后的時(shí)間與控制進(jìn)程要求的定位時(shí)間 之差是否小于定位閥值（一般取值100ms);若大于定位閥值則繼續(xù)進(jìn)行緩沖、轉(zhuǎn)換和判斷； 若小于定位閥值，則完成定位，定位完成后數(shù)據(jù)重放進(jìn)程繼續(xù)下載當(dāng)前定位時(shí)間點(diǎn)及之后 的數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)些數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)帖進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，放入緩沖區(qū)直至重放緩沖區(qū)填滿 為止；之后數(shù)據(jù)重放進(jìn)程自動(dòng)轉(zhuǎn)換狀態(tài)變?yōu)闀和：陀袛?shù)據(jù)，并向控制進(jìn)程主動(dòng)上報(bào)當(dāng)前數(shù) 據(jù)狀態(tài)，說明已進(jìn)入可W調(diào)用Play函數(shù)的狀態(tài)即準(zhǔn)備完成狀態(tài)。
[0021] 步驟3包括如下步驟：
[0022] 步驟1-1，用戶通過控制進(jìn)程界面點(diǎn)擊播放按鈕或在重放過程中進(jìn)行拖動(dòng)進(jìn)度條 的操作時(shí)，控制進(jìn)程首先發(fā)送"定位"命令給各個(gè)數(shù)據(jù)重放進(jìn)程，定位命令包含時(shí)間參數(shù)，同 時(shí)等待所有數(shù)據(jù)重放進(jìn)程進(jìn)行應(yīng)答；
[0023] 步驟1-2,各個(gè)數(shù)據(jù)重放進(jìn)程收到定位命令后，立即進(jìn)入暫停狀態(tài)，然后從后臺(tái)服 務(wù)端緩沖對(duì)應(yīng)播放數(shù)據(jù)，對(duì)收到數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)帖中的時(shí)間戳進(jìn)行時(shí)間轉(zhuǎn)換，并判斷轉(zhuǎn)換 后的時(shí)間與控制進(jìn)程要求的定位時(shí)間之差是否小于定位閥值（一般取值100ms);若大于定 位閥值則繼續(xù)進(jìn)行緩沖、轉(zhuǎn)換和判斷；若小于定位閥值，則完成定位，定位完成后各類數(shù)據(jù) 重放進(jìn)程繼續(xù)下載當(dāng)前定位時(shí)間點(diǎn)及之后的數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)些數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)帖進(jìn)行數(shù) 據(jù)解碼，放入緩沖區(qū)直至重放緩沖區(qū)填滿為止，隨即數(shù)據(jù)重放進(jìn)程進(jìn)入有數(shù)據(jù)狀態(tài)即準(zhǔn)備 完成狀態(tài)，此時(shí)數(shù)據(jù)重放進(jìn)程主動(dòng)向控制進(jìn)程回復(fù)準(zhǔn)備完成狀態(tài)；
[0024] 步驟1-3,當(dāng)控制進(jìn)程收到所有數(shù)據(jù)重放進(jìn)程有數(shù)據(jù)狀態(tài)即準(zhǔn)備完成狀態(tài)的應(yīng)答 后，則同時(shí)向所有重放進(jìn)程發(fā)送播放控制命令，數(shù)據(jù)重放進(jìn)程收到播放命令后開始重放，實(shí) 現(xiàn)同步重放。
[0025] 步驟3中，多進(jìn)程協(xié)同同步包括手動(dòng)觸發(fā)和自動(dòng)觸發(fā)兩種觸發(fā)方式：當(dāng)用戶點(diǎn)擊 播放按鈕或者拖動(dòng)播放進(jìn)度條時(shí)，即進(jìn)行播放或者定位播放兩種重放控制操作時(shí)，都將觸 發(fā)多進(jìn)程協(xié)同同步過程，保證同步重放；當(dāng)數(shù)據(jù)正常重放時(shí)，重放控制進(jìn)程根據(jù)策略，即距 離上一次手動(dòng)或者自動(dòng)同步控制操作的固定時(shí)間間隔定時(shí)判斷當(dāng)前控制進(jìn)程的重放時(shí)間 和各個(gè)重放控制進(jìn)程的重放時(shí)間，若重放時(shí)間的誤差小于預(yù)定閥值700ms，則不進(jìn)行同步干 預(yù)，否則將進(jìn)行同步干預(yù)。
[00%] 有益效果：本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)屏幕視頻、雷達(dá)回波視頻、電臺(tái)/電話音頻W及系統(tǒng)處 理數(shù)據(jù)（航跡信息、告警信息、指揮命令等）等多源異類數(shù)據(jù)的同步重放技術(shù)，實(shí)質(zhì)是解決 運(yùn)些數(shù)據(jù)來源不同、采樣周期迴異、數(shù)據(jù)之間相對(duì)獨(dú)立且關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的多源異類數(shù)據(jù)，按需 組合重放同步控制復(fù)雜的問題，增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)重放的全面性和多樣性，使各類數(shù)據(jù)相互印 證進(jìn)而提高用戶事件查證分析的完整性、準(zhǔn)確性和工作效率。
[0027] 采用本發(fā)明的多源異類數(shù)據(jù)同步重放技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)VTS系統(tǒng)中的屏幕視頻、雷 達(dá)回波視頻、電臺(tái)/電話音頻W及系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)（航跡信息、告警信息、指揮命令等）等多 源異類數(shù)據(jù)的按需組合同步重放，組合數(shù)據(jù)同步重放的同步誤差符合系統(tǒng)要求（<ls)。通過 此技術(shù)，解決系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)重放的同步性問題，使各類數(shù)據(jù)相互印證進(jìn)而提高用戶事件查 證分析的完整性、準(zhǔn)確性和工作效率。
【附圖說明】
[0028] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述和 /或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。
[0029] 圖1是本發(fā)明的多進(jìn)程協(xié)同同步控制序列圖。
[0030] 圖2是本發(fā)明的多進(jìn)程協(xié)同的控制進(jìn)程的同步控制流程圖。
[0031] 圖3是本發(fā)明的數(shù)據(jù)重放進(jìn)程的狀態(tài)機(jī)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明W標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為同步基準(zhǔn)，采用多進(jìn)程協(xié)同機(jī)制，集中控制分散重放，實(shí)現(xiàn)多 源異類數(shù)據(jù)按需組合同步重放。具體實(shí)施包括如下幾個(gè)方面。 陽〇3引 1、時(shí)間戳轉(zhuǎn)換
[0034] 在數(shù)據(jù)采集時(shí)，系統(tǒng)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)帖中增加時(shí)間戳標(biāo)記。由于數(shù)據(jù)包和 數(shù)據(jù)帖中的時(shí)間戳標(biāo)記并不采用統(tǒng)一格式，因此需要時(shí)間戳轉(zhuǎn)換。統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，便 于進(jìn)行多源異類數(shù)據(jù)的同步重放。
[0035] (1)雷達(dá)回波視頻和系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的記錄文件由一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包組成，每個(gè)數(shù)據(jù)包 內(nèi)都有一個(gè)時(shí)間戳，此時(shí)間戳為數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，無需轉(zhuǎn)換，直接使用即可。
[0036] (2)視頻數(shù)據(jù)采集時(shí)使用H. 264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，數(shù)據(jù)記錄時(shí)采用RTP協(xié)議進(jìn)行傳 輸。視頻數(shù)據(jù)帖時(shí)間戳不是標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間而是一個(gè)值，用來反映某個(gè)數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的時(shí)間點(diǎn)，其單 位是采樣周期的倒數(shù)即1/90000S;對(duì)于視頻文件的起始時(shí)間戳來說，其值為隨機(jī)數(shù)，而其 后的所有時(shí)間戳都在起始時(shí)間戳上單調(diào)遞增。由于每個(gè)視頻數(shù)據(jù)記錄文件在記錄時(shí)，都記 錄其文件開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，因此對(duì)于文件內(nèi)任意一個(gè)數(shù)據(jù)帖對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的計(jì)算公 式為：
[0038] (3)音頻數(shù)據(jù)采集時(shí)也使用H. 264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，數(shù)據(jù)記錄時(shí)采用RTP協(xié)議進(jìn)行傳 輸。與視頻數(shù)據(jù)帖時(shí)間戳類似，音頻數(shù)據(jù)帖時(shí)間戳的單位為1/8000S。因此對(duì)于音頻文件內(nèi) 任意一個(gè)數(shù)據(jù)帖對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的計(jì)算公式為：
[0040] 2、多進(jìn)程協(xié)同同步機(jī)制
[0041] 多進(jìn)程協(xié)同機(jī)制通過重放控制進(jìn)程統(tǒng)一控制并收集各重放進(jìn)程的數(shù)據(jù)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)， 重放控制進(jìn)程將各重放進(jìn)程原來單一的播放命令分解為=個(gè)步驟，多進(jìn)程協(xié)同同步控制序 列圖如圖1所示，控制進(jìn)程的同步控制流程圖如圖2所示。
[0042] 步驟1，用戶通過控制進(jìn)程界面點(diǎn)擊播放按鈕或在重放過程中進(jìn)行拖動(dòng)進(jìn)度條等 操作時(shí)，控制進(jìn)程首先發(fā)送"定位"命令（定位命令包含時(shí)間參數(shù)）給各數(shù)據(jù)重放進(jìn)程，同 時(shí)等待所有重放進(jìn)行應(yīng)答。
[0043] 步驟2,各重放進(jìn)程收到定位命令后，立即進(jìn)入暫停狀態(tài)然后從后臺(tái)服務(wù)端緩沖 對(duì)應(yīng)播放數(shù)據(jù)，對(duì)收到數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)帖中的時(shí)間戳進(jìn)行必要的時(shí)間轉(zhuǎn)