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一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统

阅读：632发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，包括教师机，所述教师机包括屏幕变化率监控模块、gdi与H264 编码器，所述屏幕变化率监控模块用于对教师机屏幕变化率进行监控。本发明所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，采用无线高频wifi模块为传输媒介，同时对教师机屏幕变化率、无线高频wifi模块负载、Rtsp 服务器编解码效率进行监控，在此基础上动态调整码率，实现流畅的屏幕广播效果，本系统采用H264编解码技术、rtsp网络传输技术、基于高频wifi负载均衡的码率控制技术，实现在课堂教学中实时将老师屏幕共享至学生机，帮助每一位老师在一节课内高效率，高质量地完成教学任务，促使学生高效发展，带来更好的使用前景。，下面是一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，包括教师机，其特征在于：所述教师机包括屏幕变化率监控模块、gdi与H264编码器，
所述屏幕变化率监控模块用于对教师机屏幕变化率进行监控，将当前图像与前一帧图像进行像素比较，根据变化率动态调整码率，在屏幕变化很小时，编码图像数量可降至最低每秒4帧，从而很好的降低了网络流量，
所述gdi用于获取教师机屏幕图像，
所述H264编码器用于对图像数据进行H264编码。
2.根据权利要求1所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，其特征在于：
所述教师机的下端连接有Rtsp服务器，所述Rtsp服务器的下端连接有无线高频wifi模块，所述无线高频wifi模块的下端连接有学生机，所述教师机、Rtsp服务器与无线高频wifi模块的一侧均连接有负载监控模块。
3.根据权利要求2所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，其特征在于：
所述负载监控模块包括路由器负载均衡模块与服务负载监控模块，所述负载监控模块用于实现动态调整码率。
4.根据权利要求3所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，其特征在于：
所述路由器负载均衡模块能够对无线高频wifi模块进行监控，采用指定路由，保留了更多的自由设定弹性与例外原则，能个别指定某种应用服务、某个特定IP、某个特定网址，通过哪个WAN口出去，能享有优先或例外的方便。
5.根据权利要求3所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，其特征在于：
所述服务负载监控模块能够对Rtsp服务器进行监控，Rtsp服务器转发服务在转发的同时统计学生机连接数量和传输字节数，当综合码流超过阈值时通知教师机降低帧率，当码流较低时通知教师机提高帧率，从而保证整个系统的稳定运行。
6.根据权利要求2所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，其特征在于：
所述Rtsp服务器用于控制声音或影像的多媒体串流协议，能够实现一对多应用程序有效地通过IP网络传送多媒体数据，使用Rtsp服务器时，客户机和服务器都可以发出请求，即Rtsp服务器可以是双向的。
7.根据权利要求1所述的一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，其特征在于：
所述H264是一种高度压缩的数字视频编解码器标准，H264标准的主要目标是：与其它现有的视频编码标准相比，在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量，通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准(MPEG2)提高了2倍左右。

说明书全文

一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统

技术领域

[0001] 本发明涉及屏幕广播系统领域，特别涉及一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统。

背景技术

[0002] 在现今的教育中，课堂教学的时间总共40分钟是固定不变的，学生的注意力也是有限的。“建设高效课堂，进入高效课堂3.0”时代，是每位师生共同的追求，目前市场上已经有很多成熟的屏幕共享解决方案，但应用到教学场景中，目前的解决方案仍然有很多痛点，无法满足教学使用；

[0003] 现有的屏幕广播系统在使用的时候存在一定的弊端，大部分屏幕共享技术只解决了一对一的场景，因而很难应付实际教学中一对多的场景。部分多媒体教室虽然解决了一对多的场景，但这种方案前期投入大，需要大规模布网线，后期维护成本也高，同样很难将之应用到日常教学中，为此，我们提出一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，可以有效解决背景技术中的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0006] 一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，包括教师机，所述教师机包括屏幕变化率监控模块、gdi与H264编码器，

[0007] 所述屏幕变化率监控模块用于对教师机屏幕变化率进行监控，将当前图像与前一帧图像进行像素比较，根据变化率动态调整码率，在屏幕变化很小时，编码图像数量可降至最低每秒4帧，从而很好的降低了网络流量，

[0008] 所述gdi用于获取教师机屏幕图像，

[0009] 所述H264编码器用于对图像数据进行H264编码。

[0010] 优选的，所述教师机的下端连接有Rtsp服务器，所述Rtsp服务器的下端连接有无线高频wifi模块，所述无线高频wifi模块的下端连接有学生机，所述教师机、Rtsp服务器与无线高频wifi模块的一侧均连接有负载监控模块。

[0011] 优选的，所述负载监控模块包括路由器负载均衡模块与服务负载监控模块，所述负载监控模块用于实现动态调整码率。

[0012] 优选的，所述路由器负载均衡模块能够对无线高频wifi模块进行监控，采用指定路由，保留了更多的自由设定弹性与例外原则，能个别指定某种应用服务、某个特定IP、某个特定网址，通过哪个WAN口出去，能享有优先或例外的方便。

[0013] 优选的，所述服务负载监控模块能够对Rtsp服务器进行监控，Rtsp服务器转发服务在转发的同时统计学生机连接数量和传输字节数，当综合码流超过阈值时通知教师机降低帧率，当码流较低时通知教师机提高帧率，从而保证整个系统的稳定运行。

[0014] 优选的，所述Rtsp服务器用于控制声音或影像的多媒体串流协议，能够实现一对多应用程序有效地通过IP网络传送多媒体数据，使用Rtsp服务器时，客户机和服务器都可以发出请求，即Rtsp服务器可以是双向的。

[0015] 优选的，所述H264是一种高度压缩的数字视频编解码器标准，H264标准的主要目标是：与其它现有的视频编码标准相比，在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量，通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准(MPEG2)提高了2倍左右。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0017] 采用无线高频wifi模块为传输媒介，同时对教师机屏幕变化率、无线高频wifi模块负载、Rtsp服务器编解码效率进行监控，在此基础上动态调整码率，实现流畅的屏幕广播效果，经实测，在只部署单个rtsp服务器时，本案支持将教师机屏幕同屏至70台以内学生机，完全满足日常课堂教学和多媒体教室教学，本系统采用H264编解码技术、rtsp网络传输技术、基于高频wifi负载均衡的码率控制技术，实现在课堂教学中实时将老师屏幕共享至学生机，帮助每一位老师在一节课内高效率，高质量地完成教学任务，促使学生高效发展。附图说明

[0018] 图1为本发明一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统的技术流程图；

[0019] 图2为本发明一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统的整体系统框图；

[0020] 图3为本发明一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统的教师机的系统框图；

[0021] 图4为本发明一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统的负载监控模块的系统框图。

具体实施方式

[0022] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

[0023] 实施例1

[0024] 如图1-3所示，一种基于H264编码与负载均衡的屏幕广播系统，包括教师机，教师机包括屏幕变化率监控模块、gdi与H264编码器，屏幕变化率监控模块用于对教师机屏幕变化率进行监控，将当前图像与前一帧图像进行像素比较，根据变化率动态调整码率，在屏幕变化很小时，编码图像数量可降至最低每秒4帧，从而很好的降低了网络流量，gdi用于获取教师机屏幕图像，H264编码器用于对图像数据进行H264编码。

[0025] H264是一种高度压缩的数字视频编解码器标准，H264标准的主要目标是：与其它现有的视频编码标准相比，在相同的带宽下提供更加优秀的图象质量，通过该标准，在同等图象质量下的压缩效率比以前的标准(MPEG2)提高了2倍左右，H264具有低码率、高质量的图像、容错能力强、网络适应性强等优势，现在无疑是所有视频压缩技术中使用最广泛，最流行的，因此我们采用H264技术进行数据编解码。

[0026] 实施例2

[0027] 如图1-2所示，包括教师机，教师机的下端连接有Rtsp服务器，Rtsp服务器的下端连接有无线高频wifi模块，无线高频wifi模块的下端连接有学生机，教师机、Rtsp服务器与无线高频wifi模块的一侧均连接有负载监控模块。

[0028] Rtsp服务器用于控制声音或影像的多媒体串流协议，能够实现一对多应用程序有效地通过IP网络传送多媒体数据，使用Rtsp服务器时，客户机和服务器都可以发出请求，即Rtsp服务器可以是双向的，Rtsp服务器具有重新导向功能，可视实际负载情况来转换提供服务的服务器，以避免过大的负载集中于同一服务器而造成延迟。

[0029] 实施例3

[0030] 如图1-4所示，包括教师机，教师机的下端连接有Rtsp服务器，Rtsp服务器的下端连接有无线高频wifi模块，无线高频wifi模块的下端连接有学生机，教师机、Rtsp服务器与无线高频wifi模块的一侧均连接有负载监控模块。

[0031] 负载监控模块包括路由器负载均衡模块与服务负载监控模块，负载监控模块用于实现动态调整码率。

[0032] 路由器负载均衡模块能够对无线高频wifi模块进行监控，采用指定路由，保留了更多的自由设定弹性与例外原则，能个别指定某种应用服务、某个特定IP、某个特定网址，通过哪个WAN口出去，能享有优先或例外的方便。

[0033] 实施例4

[0034] 如图1-4所示，包括教师机，教师机的下端连接有Rtsp服务器，Rtsp服务器的下端连接有无线高频wifi模块，无线高频wifi模块的下端连接有学生机，教师机、Rtsp服务器与无线高频wifi模块的一侧均连接有负载监控模块。

[0035] 负载监控模块包括路由器负载均衡模块与服务负载监控模块，负载监控模块用于实现动态调整码率。

[0036] 服务负载监控模块能够对Rtsp服务器进行监控，Rtsp服务器转发服务在转发的同时统计学生机连接数量和传输字节数，当综合码流超过阈值时通知教师机降低帧率，当码流较低时通知教师机提高帧率，从而保证整个系统的稳定运行。

[0037] 本系统采用无线高频wifi模块为传输媒介，同时对教师机屏幕变化率、无线高频wifi模块负载、Rtsp服务器编解码效率进行监控，在此基础上动态调整码率，实现流畅的屏幕广播效果，经实测，在只部署单个rtsp服务器时，本案支持将教师机屏幕同屏至70台以内学生机，完全满足日常课堂教学和多媒体教室教学，实现在课堂教学中实时将老师屏幕共享至学生机，帮助每一位老师在一节课内高效率，高质量地完成教学任务，促使学生高效发展。

[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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