一種多源異類數據同步重放方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于同步重放技術領域，尤其設及一種多源異類數據同步重放方法。
【背景技術】
[0002] 為了保證海事部口事件查證分析的完整性、準確性，情景再現當時值班員的值班 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/電臺通話記錄W及值班員值班席位屏幕視頻數據；用戶事件查證分析時，可 按需組合多種數據同步重放，實現值班過程情景再現。
[0003] 目前常見的記錄重放系統(tǒng)，主要針對單一數據類型，如語音記錄重放系統(tǒng)、視頻監(jiān) 控記錄重放系統(tǒng)、空管雷達記錄重放系統(tǒng)等。而VTS的記錄重放系統(tǒng)設及到屏幕視頻、雷達 回波視頻、電臺/電話音頻W及系統(tǒng)處理數據（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已經無法滿足VTS記錄重放系統(tǒng)的按需組合同 步重放要求，存在W下技術問題：
[0004] 1、多源異類數據。重放數據來源不同、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、音頻來源于VHF內通系統(tǒng)、雷達回波視頻來源于雷達錄取系統(tǒng)、 系統(tǒng)處理數據來源于雷達錄取系統(tǒng)和AIS系統(tǒng)；同時每路視頻、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/電臺通道。
[0005] 2、記錄文件分類單獨存儲。視頻、音頻、雷達回波視頻和系統(tǒng)處理數據的文件分類 存儲，且視頻、音頻文件存儲時區(qū)分不同屏幕和通道，每路視頻、音頻單獨存儲。
[0006] 3、記錄文件起止時間不同。各類數據每隔一段時間生成一個文件，每路視頻、音頻 和雷達回波視頻、系統(tǒng)處理數據的記錄文件開始時間和結束時間不同。
[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，現有多路音視頻 同步播放技術主要將音頻序列設置為參考序列，視頻流根據音頻播放時間戳來調整自己播 放的速度實現音視頻同步；現有多路視頻同步播放技術主要時通過視頻拼接技術，將多路 視頻合成一個視頻進行重放，無法滿足VTS系統(tǒng)按需組合重放的要求。

【發(fā)明內容】

[0008] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種多源異 類數據同步重放方法，包括W下步驟：
[0009] 步驟1，采集多源異類數據，VTS系統(tǒng)在多源異類數據中的每個數據包或者數據帖 中增加時間戳標記，時間戳轉換；
[0010] 步驟2,設計多源異類數據重放進程；
[0011] 步驟3,進行多進程協(xié)同同步，控制進程進行總體控制（包括用戶操作響應、數據 同步控制、重放邏輯控制等各種對數據重放進程的控制），數據重放進程從后臺服務端下載 步驟1采集的多源異類數據，進行時間戳轉換和定位，對數據進行解碼和重放，實現多源異 類數據同步重放。
[0012] 其中，步驟1中，根據多源異類數據的類型分別進行如下操作：
[0013] 若所述多源異類數據為雷達回波視頻和系統(tǒng)處理數據，不對其時間戳轉換，直接 使用；
[0014] 若所述多源異類數據為視頻數據，視頻數據帖時間戳的單位是采樣周期的倒數即 1/90000S，對于視頻數據記錄文件內任意一個數據帖對應的標準時間的計算公式為：
[0016] 若所述多源異類數據為音頻數據，音頻數據帖時間戳的單位為1/8000S，對于音頻 數據記錄文件內任意一個數據帖對應的標準時間的計算公式為：
[0018] 步驟2中，所述多源異類數據重放進程設計如下：
[0019] 每個數據重放進程狀態(tài)由播放狀態(tài)和數據狀態(tài)組成，只有在播放狀態(tài)為暫停、數 據狀態(tài)為有數據時，才允許調用Play函數，調用Play函數則立即進入播放狀態(tài)；
[0020]Seek函數用于完成重放時間點的定位、數據緩沖和解碼并主動向控制進程反饋準 備完成狀態(tài)：在播放、暫停和停止=個播放狀態(tài)下調用Seek函數時，首先播放狀態(tài)變?yōu)闀?停，數據狀態(tài)變?yōu)闊o數據；然后數據重放進程從后臺服務端緩沖對應播放數據，對收到數據 包或者數據帖中的時間戳進行時間轉換，并判斷轉換后的時間與控制進程要求的定位時間 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)進行緩沖、轉換和判斷； 若小于定位閥值，則完成定位，定位完成后數據重放進程繼續(xù)下載當前定位時間點及之后 的數據，對運些數據中的數據包或數據帖進行數據解碼，放入緩沖區(qū)直至重放緩沖區(qū)填滿 為止；之后數據重放進程自動轉換狀態(tài)變?yōu)闀和：陀袛祿⑾蚩刂七M程主動上報當前數 據狀態(tài)，說明已進入可W調用Play函數的狀態(tài)即準備完成狀態(tài)。
[0021] 步驟3包括如下步驟：
[0022] 步驟1-1，用戶通過控制進程界面點擊播放按鈕或在重放過程中進行拖動進度條 的操作時，控制進程首先發(fā)送"定位"命令給各個數據重放進程，定位命令包含時間參數，同 時等待所有數據重放進程進行應答；
[0023] 步驟1-2,各個數據重放進程收到定位命令后，立即進入暫停狀態(tài)，然后從后臺服 務端緩沖對應播放數據，對收到數據包或者數據帖中的時間戳進行時間轉換，并判斷轉換 后的時間與控制進程要求的定位時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)進行緩沖、轉換和判斷；若小于定位閥值，則完成定位，定位完成后各類數據 重放進程繼續(xù)下載當前定位時間點及之后的數據，對運些數據中的數據包或數據帖進行數 據解碼，放入緩沖區(qū)直至重放緩沖區(qū)填滿為止，隨即數據重放進程進入有數據狀態(tài)即準備 完成狀態(tài)，此時數據重放進程主動向控制進程回復準備完成狀態(tài)；
[0024] 步驟1-3,當控制進程收到所有數據重放進程有數據狀態(tài)即準備完成狀態(tài)的應答 后，則同時向所有重放進程發(fā)送播放控制命令，數據重放進程收到播放命令后開始重放，實 現同步重放。
[0025] 步驟3中，多進程協(xié)同同步包括手動觸發(fā)和自動觸發(fā)兩種觸發(fā)方式：當用戶點擊 播放按鈕或者拖動播放進度條時，即進行播放或者定位播放兩種重放控制操作時，都將觸 發(fā)多進程協(xié)同同步過程，保證同步重放；當數據正常重放時，重放控制進程根據策略，即距 離上一次手動或者自動同步控制操作的固定時間間隔定時判斷當前控制進程的重放時間 和各個重放控制進程的重放時間，若重放時間的誤差小于預定閥值700ms，則不進行同步干 預，否則將進行同步干預。
[00%] 有益效果：本發(fā)明可實現對屏幕視頻、雷達回波視頻、電臺/電話音頻W及系統(tǒng)處 理數據（航跡信息、告警信息、指揮命令等）等多源異類數據的同步重放技術，實質是解決 運些數據來源不同、采樣周期迴異、數據之間相對獨立且關聯性不強的多源異類數據，按需 組合重放同步控制復雜的問題，增加系統(tǒng)數據重放的全面性和多樣性，使各類數據相互印 證進而提高用戶事件查證分析的完整性、準確性和工作效率。
[0027] 采用本發(fā)明的多源異類數據同步重放技術，能實現對VTS系統(tǒng)中的屏幕視頻、雷 達回波視頻、電臺/電話音頻W及系統(tǒng)處理數據（航跡信息、告警信息、指揮命令等）等多 源異類數據的按需組合同步重放，組合數據同步重放的同步誤差符合系統(tǒng)要求（<ls)。通過 此技術，解決系統(tǒng)各類數據重放的同步性問題，使各類數據相互印證進而提高用戶事件查 證分析的完整性、準確性和工作效率。
【附圖說明】
[0028] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做更進一步的具體說明，本發(fā)明的上述和 /或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。
[0029] 圖1是本發(fā)明的多進程協(xié)同同步控制序列圖。
[0030] 圖2是本發(fā)明的多進程協(xié)同的控制進程的同步控制流程圖。
[0031] 圖3是本發(fā)明的數據重放進程的狀態(tài)機圖。
【具體實施方式】
[0032] 本發(fā)明W標準時間為同步基準，采用多進程協(xié)同機制，集中控制分散重放，實現多 源異類數據按需組合同步重放。具體實施包括如下幾個方面。 陽〇3引 1、時間戳轉換
[0034] 在數據采集時，系統(tǒng)對每個數據包或者數據帖中增加時間戳標記。由于數據包和 數據帖中的時間戳標記并不采用統(tǒng)一格式，因此需要時間戳轉換。統(tǒng)一轉換為標準時間，便 于進行多源異類數據的同步重放。
[0035] (1)雷達回波視頻和系統(tǒng)處理數據的記錄文件由一個個數據包組成，每個數據包 內都有一個時間戳，此時間戳為數據產生時的系統(tǒng)標準時間，無需轉換，直接使用即可。
[0036] (2)視頻數據采集時使用H. 264標準進行編碼，數據記錄時采用RTP協(xié)議進行傳 輸。視頻數據帖時間戳不是標準時間而是一個值，用來反映某個數據塊產生的時間點，其單 位是采樣周期的倒數即1/90000S;對于視頻文件的起始時間戳來說，其值為隨機數，而其 后的所有時間戳都在起始時間戳上單調遞增。由于每個視頻數據記錄文件在記錄時，都記 錄其文件開始時間和結束時間，因此對于文件內任意一個數據帖對應的標準時間的計算公 式為：
[0038] (3)音頻數據采集時也使用H. 264標準進行編碼，數據記錄時采用RTP協(xié)議進行傳 輸。與視頻數據帖時間戳類似，音頻數據帖時間戳的單位為1/8000S。因此對于音頻文件內 任意一個數據帖對應的標準時間的計算公式為：
[0040] 2、多進程協(xié)同同步機制
[0041] 多進程協(xié)同機制通過重放控制進程統(tǒng)一控制并收集各重放進程的數據狀態(tài)實現， 重放控制進程將各重放進程原來單一的播放命令分解為=個步驟，多進程協(xié)同同步控制序 列圖如圖1所示，控制進程的同步控制流程圖如圖2所示。
[0042] 步驟1，用戶通過控制進程界面點擊播放按鈕或在重放過程中進行拖動進度條等 操作時，控制進程首先發(fā)送"定位"命令（定位命令包含時間參數）給各數據重放進程，同 時等待所有重放進行應答。
[0043] 步驟2,各重放進程收到定位命令后，立即進入暫停狀態(tài)然后從后臺服務端緩沖 對應播放數據，對收到數據包或者數據帖中的時間戳進行必要的時間轉