如何在轻量级RTSP服务支持H.264扩展SEI发送接收自定义数据？

原创

音视频牛哥

发布于 2023-08-05 22:53:24

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发布于 2023-08-05 22:53:24

文章被收录于专栏：RTSP/RTMP直播相关RTSP/RTMP直播相关

为什么开发轻量级RTSP服务？

开发轻量级RTSP服务的目的是为了解决在某些场景下用户或开发者需要单独部署RTSP或RTMP服务的问题。这种服务的优势主要有以下几点：

便利性：通过轻量级RTSP服务，用户无需配置单独的服务器，降低了部署和配置的复杂性（无论是走RTMP还是GB28181，均需要平台服务支撑）。
可扩展性：该服务支持同时创建多个RTSP服务，便于根据需求扩展或缩减服务规模（在性能没问题的情况下，启动多个服务，支撑多路流数据并发）。
并发性：能满足内网无纸化/电子教室等场景中的低并发需求，对并发要求不高的场景也适用（低并发解决大问题）。
兼容性：支持H.264/H.265视频编码，以及RTSP鉴权、RTSP会话数查看、单播、组播模式。

总的来说，轻量级RTSP服务的目标是提供一种便捷、可扩展且能满足低并发需求的服务，特别适合在内网环境下使用。

如何在轻量级RTSP服务扩展SEI发送接收？

大牛直播SDK支持推送端通过H.264 SEI信息扩展，实时传输文本/二进制数据信息，播放端做相应解析和回显。

适用场景：

公告广播：推送将相对/绝对时间戳/时间/公告内容发到播放端，播放端实时接收消息并做相应的逻辑处理。
冲顶大会：推流端实时将题目分发到播放端，借助于大牛直播SDK低延迟特性，轻松实现“音-画-题”同步接收；
会议教育类直播：推流端将字幕等分发到播放端，播放端实时绘制出相关内容；
应急指挥/单兵：推送端将GIS信息/现场采集到的数据实时写入并分发到播放端；
在线教育：推流端将激光笔和涂鸦操作分发到播放端，播放端实时划圈划线，实现特定特效。

尽管Windows、Linux、Android和iOS平台，我们都支持了H.264扩展SEI发送和接收的模块，本文先以Windows平台为例，介绍下关键的接口设计思路：

本文以Windows平台轻量级RTSP服务为例，数据源采集计时器窗体，然后，启动RTSP服务，发布RTSP流，发布后，自动发送自定义数据，播放端接收并回显轻量级RTSP服务发过来的自定义数据。上图可以看到，整体延迟在毫秒级（200多毫秒）。

先说启动停止轻量级RTSP服务关键接口设计：

		/*+++rtsp server操作接口+++*/

		/*
		* 创建一个rtsp server 
		* pRtspServerHandle: rtsp server 句柄
		* reserve：保留参数传0
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *OpenRtspServer)(NT_PHANDLE pRtspServerHandle, NT_INT32 reserve);

		/*
		* 设置rtsp server 监听端口, 在StartRtspServer之前必须要设置端口
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* port: 端口号，可以设置为554,或者是1024到65535之间,其他值返回失败
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *SetRtspServerPort)(NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_INT32 port);

		/*
		* 设置rtsp server 鉴权用户名和密码, 这个可以不设置，只有需要鉴权的再设置
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* user_name: 用户名,必须是英文
		* password：密码,必须是英文
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *SetRtspServerUserNamePassword)(NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_PCSTR user_name, NT_PCSTR password);


		/*
		* 设置rtsp server 组播, 如果server设置成组播就不能单播，组播和单播只能选一个, 一般来说单播网络设备支持的好，wifi组播很多路由器不支持
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* is_multicast: 是否组播, 1为组播, 0为单播, 其他值接口返回错误, 默认是单播
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *SetRtspServerMulticast)(NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_INT32 is_multicast);


		/*
		* 设置rtsp server 组播组播地址 
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* multicast_address: 组播地址
		* 如果设置的不是组播地址, 将返回错误
		* 组播地址范围说明: [224.0.0.0, 224.0.0.255] 为组播预留地址, 不能设置. 可设置范围为[224.0.1.0, 239.255.255.255], 其中SSM地址范围为[232.0.0.0, 232.255.255.255]
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *SetRtspServerMulticastAddress)(NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_PCSTR multicast_address);


		/*
		* 获取rtsp server当前的客户会话数, 这个接口必须在StartRtspServer之后再调用
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* session_numbers: 会话数
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *GetRtspServerClientSessionNumbers)(NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_INT32* session_numbers);


		/*
		* 启动rtsp server
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* reserve: 保留参数传0
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *StartRtspServer)(NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_INT32 reserve);

		/*
		* 停止rtsp server
		* rtsp_server_handle: rtsp server 句柄
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *StopRtspServer)(NT_HANDLE rtsp_server_handle);

		/*
		* 关闭rtsp server
		* 调用这个接口之后rtsp_server_handle失效，
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32 (NT_API *CloseRtspServer)(NT_HANDLE rtsp_server_handle);


		/*---rtsp server操作接口---*/

再说发布RTSP流相关接口设计：

		/*+++发布rtsp流相关接口+++*/

		/*
		* 设置rtsp的流名称
		* stream_name: 流程名称，不能为空字符串，必须是英文
		* 这个作用是: 比如rtsp的url是:rtsp://192.168.0.111/test, test就是设置下去的stream_name
		* 成功返回 NT_ERC_OK
		*/
		NT_UINT32(NT_API *SetRtspStreamName)(NT_HANDLE handle, NT_PCSTR stream_name);

		/*
		* 给要发布的rtsp流设置rtsp server, 一个流可以发布到多个rtsp server上，rtsp server的创建启动请参考OpenRtspServer和StartRtspServer接口
		* handle: 推送实例句柄
		* rtsp_server_handle：rtsp server句柄 
		* reserve： 保留参数，传0
		*/
		NT_UINT32(NT_API *AddRtspStreamServer)(NT_HANDLE handle, NT_HANDLE rtsp_server_handle, NT_INT32 reserve);

		
		/*
		* 清除设置的rtsp server
		*/
		NT_UINT32(NT_API *ClearRtspStreamServer)(NT_HANDLE handle);


		/*
		启动rtsp流
		reserve: 保留参数，传0
		*/
		NT_UINT32(NT_API *StartRtspStream)(NT_HANDLE handle, NT_INT32 reserve);

		
		/*
		停止rtsp流
		*/
		NT_UINT32(NT_API *StopRtspStream)(NT_HANDLE handle);


		/*---发布rtsp流相关接口---*/

发送自定义数据相关接口设计：

		/*++++发送用户自定义数据相关接口++++*/
		/*
		* 1. 目前使用sei机制发送用户自定数据到播放端
		* 2. 这种机制有可能会丢失数据, 所以这种方式不保证接收端一定能收到
		* 3. 优势:能和视频保持同步，虽然有可能丢失，但一般的需求都满足了
		* 4. 目前提供两种发送方式 第一种发送二进制数据, 第二种发送 utf8字符串
		*/

		/*
		* 设置发送队列大小，为保证实时性，默认大小为3, 必须设置一个大于0的数
		* 如果数据超过队列大小，将丢掉队头数据
		* 这个接口请在 StartPublisher 之前调用
		*/
		NT_UINT32(NT_API *SetPostUserDataQueueMaxSize)(NT_HANDLE handle, NT_INT32 max_size, NT_INT32 reserve);


		/*
		* 清空用户数据队列, 有些情况可能会用到，比如发送队列里面有4条消息再等待发送,又想把最新的消息快速发出去, 可以 
		* 先清除掉正在排队消息, 再调用PostUserXXX  
		*
		*/
		NT_UINT32(NT_API *ClearPostUserDataQueue)(NT_HANDLE handle);

		/*
		* 发送二进制数据
		* data: 二进制数据
		* size：数据大小
		* 注意: 1.目前数据大小限制在256个字节以内，太大可能会影响视频传输，如果有特殊需求，需要增大限制，请联系我们
		* 2. 如果积累的数据超过了设置的队列大小，之前的队头数据将被丢弃
		* 3. 必须再调用StartPublisher之后再发送数据
		*/
		NT_UINT32(NT_API *PostUserData)(NT_HANDLE handle, const NT_BYTE* data, NT_UINT32 size, NT_INT32 reserve);

		/*
		* 发送utf8字符串
		* utf8_str: utf8字符串
		* 注意: 1. 字符串长度不能超过256, 太大可能会影响视频传输，如果有特殊需求，需要增大限制，请联系我们
		* 2. 如果积累的数据超过了设置的队列大小，之前的队头数据将被丢弃
		* 3. 必须再调用StartPublisher之后再发送数据
		*/
		NT_UINT32(NT_API *PostUserUTF8StringData)(NT_HANDLE handle, NT_PCSTR utf8_str, NT_INT32 reserve);


		/*----发送用户自定义数据相关接口----*/

播放端接收用户自定义数据接口：

设置用户数据回调：

	player_api_.SetUserDataCallBack(player_handle_, GetSafeHwnd(), NT_SP_SDKUserDataHandle);

回调实现：

extern "C" NT_VOID NT_CALLBACK NT_SP_SDKUserDataHandle(NT_HANDLE handle, NT_PVOID user_data,
	NT_INT32  data_type,
	NT_PVOID  data,
	NT_UINT32 size,
	NT_UINT64 timestamp,
	NT_UINT64 reserve1,
	NT_INT64  reserve2,
	NT_PVOID  reserve3)
{
	if ( 1 == data_type )
	{
		std::wostringstream oss;
		oss << L"userdata ";

		const NT_BYTE* byte_data = reinterpret_cast<const NT_BYTE*>(data);
		if ( byte_data != nullptr && size > 0 )
		{
			oss << L" byte data size=" << size;
		}

		std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t> > conv;

		oss << L" t:" << timestamp << L"\r\n";

		OutputDebugStringW(oss.str().c_str());
	}
	else if ( 2 == data_type )
	{
		const NT_CHAR* str_data = reinterpret_cast<const NT_CHAR*>(data);
		if (str_data != nullptr && size > 0)
		{
			std::unique_ptr<std::string> s(new std::string(str_data, str_data + size));

			// oss << L" utf8 string:" << conv.from_bytes(*s);
			// oss << L" size=" << size;

			if ( !s->empty() )
			{
				HWND hwnd = reinterpret_cast<HWND>(user_data);
				if ( hwnd != nullptr && ::IsWindow(hwnd) )
				{
					::PostMessage(hwnd, WM_USER_SDK_SP_RECV_USER_DATA, (WPARAM)s.release(), (LPARAM)timestamp);
				}
			}
		}
	}

}

事件处理：

LRESULT CSmartPlayerDlg::OnSDKRecvUserData(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	std::unique_ptr<std::string> str((std::string*)(wParam));

	if (str && !str->empty())
	{
		auto timestamp = (NT_UINT64)(lParam);

		std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t> > conv;

		auto w_str = conv.from_bytes(*str);

		std::wostringstream wss;

		wss << L"收到推送端消息:[ " << w_str << L" ] t:" << timestamp;

		edit_player_msg_.SetWindowTextW(wss.str().c_str());
	}

	return S_OK;
}