[发明专利]应用于虚拟桌面环境的摄像头视频处理方法和相应设备

说明书

技术领域

本发明涉及视频压缩，更具体地，涉及一种应用于虚拟桌面系统的摄像头视频处理方法及相应的客户机和虚拟机。

背景技术

桌面虚拟化是在物理服务器上安装虚拟主机系统，由虚拟主机系统模拟出操作系统运行所需要的硬件资源，如：CPU、内存、网卡、存储等。操作系统运行在这些虚拟的硬件资源之上，可以达到多个操作系统共享物理服务器的硬件资源，从而提高资源利用率。桌面虚拟化将所有桌面虚拟机(简称为虚拟机)在数据中心进行托管并统一管理，虚拟桌面的存储、运算和执行(包括操作系统、应用程序和用户数据)都集中在数据中心，仅将操作系统桌面呈现在用户面前。用户可以通过客户机在局域网或者远程访问虚拟机，获得与传统PC一致的用户体验。

虚拟桌面环境的逻辑架构如图1所示，包括通过网络连接的多台客户机10和物理服务器2，物理服务器2上运行有多台虚拟机20，客户机与虚拟机之间通过外设映射通道相互通信。

如图2所示，客户机10上连接各种外设，如摄像头、显示器、打印机、扫描仪、U盘等，它们是通过并口、串口、USB等接口连接到客户机10，客户机10的操作系统模块101安装有相应的外设驱动程序。为了在虚拟机20中同样使用这些外设，需在客户机10的操作系统模块101上安装虚拟桌面客户机侧的外设映射接口102。客户机10所连接的外设的硬件信息、状态以及从外设中读取的数据均通过该外设映射接口102发送到虚拟机20。

相应地，如图3所示，虚拟机20的操作系统模块201上安装有虚拟桌面服务器侧的外设映射接口202，该外设映射接口202与虚拟桌面客户机侧的外设映射接口102之间构成了外设映射通道。客户机10发送的外设硬件信息、状态以及从外设中读取的数据通过外设映射通道发送给虚拟机20，同时虚拟机对外设的写入数据及控制信息也通过外设映射通道发送给客户机10。客户机10收到后对外设进行数据写入或控制。其中，客户机10所需的屏幕显示数据由虚拟机20的屏幕显示数据生成模块203根据虚拟机20的操作系统模块201及各种应用程序模块(包括摄像头视频应用模块205)生成的显示数据统一生成，生成屏幕显示数据时可以调用视频压缩解压模块204对视频流进行压缩和/或解压缩。

摄像头视频业务是一种很常见的业务类型，用户进行摄像时或者用户之间通过视频通话时都需要启动摄像头视频业务。摄像头视频业务可能涉及到以下功能中的一种或多种：回显功能，即将终端本地连接的摄像头采集的视频直接在本地显示；向通信对端传送视频功能，即将终端本地连接的摄像头采集的视频传送到通信对端；显示通信对端视频功能，即将通信对端传送过来的视频在本地显示。

在传统的虚拟桌面环境下开展摄像头视频业务时，涉及的设备的连接关系如图4所示，摄像头通过USB线或其他连接线与客户机10连接，而客户机10与虚拟机20之间，及虚拟机20和通信对端之间一般是通过IP网络通信。由于虚拟桌面的存储、运算和执行等处理都集中在虚拟机侧，摄像头视频业务涉及的几种功能的数据流如下所述：

一，摄像头视频业务的回显功能涉及的流量：

客户机连接的本地摄像头获取的未经压缩的视频数据到达客户机，客户机生成未经压缩的视频流，通过外设映射通道传送到虚拟机中，虚拟机根据该未经压缩的视频流生成摄像头视频业务的显示数据，和其他业务的显示数据统一生成屏幕显示数据后回送给客户机，再在客户机连接的显示器上进行回显。其路径可表示为：摄像头-〉客户机-〉虚拟机-〉客户机-〉显示器，即但流量经虚拟机走了一个回路，会带来大量的回路流量。

二、摄像头视频业务的向通信对端传送视频功能涉及的流量

客户机连接的本地摄像头获取的未经压缩的视频数据到达客户机，客户机生成未经压缩的视频流，通过外设映射通道传送到虚拟机中，虚拟机对该视频流进行压缩后，通过网络发送到通信对端。其中，外设映射通道中传送的是未经压缩的视频流。不经压缩的视频流的数据量随摄像设置的分辨率、帧速在十几到几十Mbps左右。而通过MPEG-4、H.264等算法压缩后，会降低到几百Kbps到几Mbps。

三，摄像头视频业务的显示通信对端视频功能涉及的流量

虚拟机收到通信对端传输过来的压缩视频流，在虚拟机内进行解压缩后生成摄像头视频业务的显示数据，和其他业务的显示数据统一生成屏幕显示数据后回送给客户机，再在客户机连接的显示器上进行回显。虽然屏幕显示数据时也可以进行压缩，但其压缩率往往小于视频流的压缩率。