CN102186013B - 网络监控设备及基于网络监控设备的预抓拍方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络监控设备，包括：视频采集模块；中央处理模块，其特征在于，该设备进一步包括预抓拍模块；所述中央处理模块，与所述预抓拍模块相连，在接收到预抓拍的触发信号时，向所述预抓拍模块发送预抓拍命令；所述预抓拍模块，与所述视频采集模块相连，在接收到所述预抓拍命令时，通过对所述视频采集模块在触发信号之前采集的视频图像进行抓图，得到预抓拍的图片数据。本发明还公开了一种基于网络监控设备的预抓拍方法，该方法和设备能够实现对用户发出的触发信号之前的视频图像的预抓拍。

Description

网络监控设备及基于网络监控设备的预抓拍方法

技术领域

本发明涉及网络监控技术领域，特别涉及网络监控设备及基于网络监控设备的预抓拍方法。

背景技术

网络监控是一种通过网络摄像机（IPC,IP Camera）等网络监控设备捕捉图像，并通过网络将图像数据传输到如硬盘录像机（DVR）或网络视频录像机（NVR）等存储/控制设备的监控系统，其特点是监控的图像以数字化的数据形式传输和保存。

其中，若要实现监控图像的数字化，网络监控设备需要具备数字信号处理器（DSP，digital singnal processor），DSP可以对模/数转换后的数字信号进行修改、删除、强化、编码，解码等处理。

在现有的网络监控设备中，通过DSP芯片可以实现编码抓图、解码抓图等功能，编码抓图是DSP对未经编码的视频数据直接进行编码及抓图；解码抓图是DSP从已经编码存储的视频数据中提取一帧数据进行解码后再进行抓图。但从触发抓图信号到开始抓图可能因操作指令延迟或用户反应慢，而错过一些突然发生并维持时间很短的事件。

虽然现有的网络监控设备可以实现动态视频的预录功能，但对于像家庭、网吧、银行ATM机、道路交通等应用场合，用户往往需要实时地远程获取监控的图像数据，由于视频数据的数据量比较大，所需的数据存储空间，以及网络传输带宽较大，在网络状况不够理想或存储空间不够的情况下，通过网络远程调取视频内容往往需要很长的时间，其实际使用效果很差。

在网络状况和存储空间不理想的情况下，能够完全重现用户发出触发信号前较长时间的事件发生过程，且占用数据量较小的静止图像往往能够发挥比较大的作用，然而对于静止图像的抓拍，目前的网络监控设备还都只能实现抓拍到用户发出的触发信号（如抓拍的触发信号）以后的图片，对于触发信号之前的视频图像则无法进行抓拍。

发明内容

本发明实施例提供一种网络监控设备，能够实现对用户发出的触发信号之前的视频图像的预抓拍。

本发明实施例提供一种基于网络监控设备的预抓拍方法，能够实现对用户发出的触发信号之前的视频图像的预抓拍。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种网络监控设备，包括：视频采集模块；中央处理模块，其中，该设备进一步包括预抓拍模块；

所述中央处理模块，与所述预抓拍模块相连，在接收到预抓拍的触发信号时，向所述预抓拍模块发送预抓拍命令；

所述预抓拍模块，与所述视频采集模块相连，在接收到所述预抓拍命令时，通过对所述视频采集模块在触发信号之前采集的视频图像进行抓图，得到预抓拍的图片数据，

其中，所述预抓拍模块包括：

预录单元，存储编码转换后的数字视频数据，并实时更新；

数字信号处理器DSP，与所述视频采集模块、中央处理模块及预录单元分别相连，在接收到所述中央处理模块发出的预抓拍命令时，从触发信号之前由所述预录单元存储的数字视频数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，

进一步地，所述DSP包括：

抓图单元，与所述中央处理模块和预录单元分别相连，所述抓图单元在时刻t接收到所述中央处理器发出的预抓拍命令时，从所述预录单元存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图；并在更新单元每次更新N和t的值后，继续执行所述从所述预录单元存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图的操作，直到N为0；

更新单元，与所述抓图单元相连，在所述抓图单元每次完成所述解码抓图的操作后，更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T，直到N为0；

所述N为预先设定的预抓拍次数；T为预先设定的间隔时间。

一种基于网络监控设备的预抓拍方法，该方法包括：

接收采集到的视频图像；

接收到预抓拍的触发信号时，通过数字信号处理器DSP从触发信号之前预录的录像数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，

其中，所述DSP从触发信号之前预录的录像数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，包括：

在时刻t接收到预抓拍的触发信号时，DSP从预录模块存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图；

更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T；

重复执行所述提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图，以及更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T的步骤，直到N为0；

其中，N为预先设定的预抓拍次数，T为预先设定的间隔时间。

由上述的技术方案可见，本发明的这种网络监控设备和基于网络监控设备的预抓拍方法，通过利用现有网络监控设备的编码抓图或者解码抓图及预录功能即可实现对所述触发信号之前采集的视频图像进行抓图，得到预抓拍的图片数据，从而实现预抓拍功能；使得网络监控设备能够在较差的网络和存储条件下，也能完全重现用户发出的触发信号前后的完整过程，发挥比预录更大的作用。

附图说明

图1为本发明实施例一的网络监控设备结构示意图；

图2为本发明实施例一的DSP执行的具体操作流程图。

图3为本发明实施例二的网络监控设备结构示意图；

图4为本发明实施例二的存储单元执行的具体操作流程图；

图5为本发明实施例一的DSP模块具体结构示意图；

图6为本发明实施例二的存储单元具体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明主要是在接收到预抓拍的触发信号时，通过对所述触发信号之前采集的视频图像进行抓图，得到预抓拍的图片数据，从而实现预抓拍功能。例如对包括用于采集视频图像的视频采集模块和用于接收外界信号并对网络监控设备内各模块进行控制的中央处理模块的网络监控设备来说，可以在该设备中设置一预抓拍模块；其中，所述中央处理模块接收到预抓拍的触发信号时，向所述预抓拍模块发送预抓拍命令；所述预抓拍模块，用于在接收到所述预抓拍命令时，通过对所述触发信号之前采集的视频图像进行抓图，得到预抓拍的图片数据。从而实现预抓拍功能。

在上述本发明总体技术思想下，针对监控设备性能的不同本发明可以通过多种方案实现，下面分别以监控设备具有对数字视频的解码抓图和预录功能，以及不具备对数字视频的解码功能两种情况为例，具体描述本发明的实现方案。

对于具有数字视频解码抓图以及预录功能的网络监控设备可以采取图1所示的预抓拍方案，如图1所示，网络监控设备主要由中央处理模块101、视频采集模块102和预抓拍模块103组成。

中央处理模块101，与所述预抓拍模块103相连，负责处理模块接收外界信号并对网络监控设备内各模块进行控制，例如用户通过网络监控设备的网页操作界面，向网络监控设备发出的预抓拍信号，则中央处理模块101接收该触发预抓拍的预抓拍信号，并向预抓拍模块103发送预抓拍命令。

视频采集模块102，与所述视频采集模块相连，对于IPC可以由电荷耦合原件CCD、互补金属氧化物半导体CMOS等光敏器件构成，也可以由热成像仪等热敏器件构成，对于DVR主要是指模拟摄像机。该模块主要负责采集视频图像。

其中预抓拍模块103包括：DSP104和预录单元105，

DSP104，与所述视频采集模块102、中央处理模块101及预录单元105分别相连，在接收到中央处理模块101发送的预抓拍命令时，从中央处理模块101接收到触发信号之前由所述预录单元105存储的数字视频数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据。

预录单元105可以是一块单独分配的随机存取存储器（RAM），用于存储经过DSP104编码转换的数字视频数据并实时更新，即实现现有的预录功能。需要强调的是该模块与用于专门存储录像的存储设备（图1中未示出）不同，首先它的读写速度比普通存储设备（如硬盘、各种存储卡等）要快，其次它对存储的录像数据大小有严格限制，当录像数据大小超出限制时，会丢弃较早的录像数据并记录下最新的录像数据，而且录像数据更新频率远远大于存储设备（可以精确到毫秒级），以便实时保存录像数据。

对于上述这种网络监控设备，是利用其DSP具备的解码抓图功能及预录单元具备的预录功能实现预抓拍，即在接收到预抓拍的触发信号时，利用DSP的解码抓图功能，从预抓拍的触发信号之前预录的数字视频数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，其中DSP104执行的具体操作如图2所示，包括如下步骤：

步骤201，从预录单元存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据；其中时刻t是由中央处理模块接收到预抓拍的触发信号并向DSP发送预抓拍命令的时刻，也可以近似认为是DSP接收到预抓拍命令的时刻。

步骤202，对提取的单帧录像数据进行解码抓图。

步骤203，更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T。

步骤204，判断N是否为0，如是则结束流程，否则返回步骤201。

上述步骤中，N为预先设定的预抓拍次数，T为预先设定的间隔时间。

其中的DSP104的具体结构可以如图5所示，具体包括：

抓图单元501，与所述中央处理模块101和预录单元105分别相连，在时刻t接收到所述中央处理器101发出的预抓拍命令时，从所述预录单元105存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图；并在更新单元502每次更新N和t的值后，继续执行所述从所述预录单元105存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图的操作，直到N为0；

更新单元502，与所述抓图单元501相连，在所述抓图单元501每次完成所述解码抓图的操作后，更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T；直到N为0；

其中，所述N为预先设定的预抓拍次数；T为预先设定的间隔时间。

对于有些网络监控设备，由于DSP性能限制，不具备数字视频的解码抓图的功能，针对此类设备，可以采用如图3所示的预抓拍方案。

如图3所示，在网络监控设备中，同样包括中央处理模块301、视频采集模块302和预抓拍模块303。与图1所示方案相比，图3所示的方案中，中央处理模块301和视频采集模块303的功能相同，这里不再赘述，其不同之处在于预抓拍模块303的具体结构和功能。

其中，预抓拍模块303包括了DSP304和存储单元305；

DSP303，与所述视频采集模块302及中央处理模块301分别相连，实时对视频采集模块302采集的视频图像进行编码抓图，并将抓图得到的图片数据发送给存储单元305进行存储；在接收到中央处理模块301发来的预抓拍的命令时，从存储单元305存储的图片数据中获取中央处理模块301接收到预抓拍的触发信号之前，对视频图像已经抓取的图片，得到的预抓拍的图片数据；

存储单元305，与DSP303相连，存储从DSP303接收到的图片数据；其可以是在网络监控设备中已有的RAM（如图1所述预录单元105）上单独开辟出的一块存储空间，或者一块独立的RAM，用于存放N张预抓拍图片（N为预先设定的预抓拍次数）。存储单元可以采用FIFO（先进先出）原则对接收到的图片数据进行存储，具体地，可以为每张图片设置一个标志位，用于指示该图片是否为最近抓拍的一张图片，通过该标志位，可以实现在接收到预抓拍命令需要提取预抓拍图片时，按时间顺序输出预抓拍的图片；也可以实现在存储图片数据时，如果存储空间已满需要覆盖旧图片时的图片先后顺序的确定。

例如存储单元305可以根据图片数据的编号指定的存储位置，对接收到的图片数据进行存储，每收到一张图片并进行存储时，将当前收到的图片数据相对应的标志位设置为状态一，并将上一个接收到的图片数据对应的标志位设置为状态二，状态一、二可以用于区分表示该图片是否是最新的一张；然后更新图片数据的编号，使接收到的下一张图片可以使用更新后的图片编号所指定的位置进行存储，不断重复上述过程，即可完成对图片数据进行先进先出的存储和更新。当然，图片更新可以不是实时的，可以间隔一定时间更新一次，即在更新图片的编号后等待一个预设的间隔时间后再重复执行存储图片数据、设置标志位、并更新图片编号的操作。

和图1所示的预录单元105类似，存储单元305中存储的图片数据的总容量大小超出存储单元305的限制时，会丢弃较早的预抓拍图片并保存最新的预抓拍图片，在本例中，为方便描述，每张预抓拍图片的存储地址用prePic[i]表示，标志位以isLatestFlag[i]表示，其中i表示图片编号，0<=i<N，i为整数。

其中，存储单元305的具体工作流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤401，将用于存放N张预抓拍图片的RAM存储空间清空，并将该RAM存储空间中存储地址对应的标志位全部置为假FALSE。

步骤402，将图片编号i置为0。

步骤403，接收DSP303发送的图片数据。

步骤404，将该图片数据存放于prePic[i]对应的地址。

步骤405，将该图片数据对应的标位isLatestFlag[i]置为真TRUE，并将上一个图片数据的标志位isLatestFlag[(i+N-1)%N]置为FALSE。

步骤406，将图片存储位置后移一位，即置i=(i+1)%N。

步骤407，等待T（T为预先设置的间隔时间）秒后返回步骤403。

上述步骤中步骤401~402为存储单元305的初始化过程，并非必需，只需在如网络监控设备开机或重起时，或者接收到初始化命令时执行。

上述步骤405中，%意为模运算即取余，（i+N-1）%N表示（i+N-1）对N取余；例如N取10，则当i=0时，会将标志位isLatestFlag[9]置为FALSE，i=1时，会将标志位isLatestFlag[0]置为FALSE；以此类推，从而实现将上一个图片数据的标志位置为FALSE。

上述步骤406中，%也意为模运算即取余，（i+1）%N表示（i+1）对N取余；例如N取10，则当前i=9时，置i=0；当前i=0时，置i=1；以此类推，从而实现图片存储位置后移一位。

通过上述步骤，存储单元305存储的始终是最近N×T时间内的N张图片数据，当在t秒时中央处理模块301接收到预抓拍的触发信号时就会向存储单元发送图片数据提取命令，之后由存储单元305输出的N张图片即为从t-N×T秒至t秒时刻内的N张预抓拍图片，每张预抓拍图片的间隔为T秒，从而实现预抓拍的功能。

其中的存储单元305的具体结构可以如图6所示，具体包括：

保存子单元601，与所述DSP303相连，每隔预先设定的间隔时间，执行一次接收DSP303抓拍的所述图片数据，将该图片数据存放于根据图片数据的编号指定的图片存储位置的操作；其中，与上述存储单元305的具体工作流程对应，图片数据的编号可以用i表示，根据图片数据的编号指定的图片存储位置可以用prePic[i]表示；预先设定的间隔时间可以用T表示。

标志位设置子单元602，与所述保存子单元601相连，将当前所述保存子单元601接收到的图片数据相对应的标志位置为状态一，并将上一个所述保存子单元601接收到的图片数据对应的标志位置为状态二；其中，与上述存储单元305的具体工作流程对应，当前图片数据对应的标位可以用isLatestFlag[i]表示，状态一可以是真TRUE，上一个图片数据的标志位可以用isLatestFlag[(i+N-1)%N]表示，状态二可以是FALSE。

编号更新子单元603，与所述保存子单元601相连，在每次所述保存子单元601执行将图片数据存放于根据图片数据的编号指定的图片存储位置的操作后，更新所述图片数据的编号，其中，与上述存储单元305的具体工作流程对应，更新所述图片数据的编号的操作可以是置i=(i+1)%N，其中，所述N为预先设定的预抓拍次数。

需要指出的是，采用图3方案的网络监控设备除用于存储预抓拍图片的存储单元外，也还可以具有能够实现预录功能的单独的存储空间或存储模块，该存储模块可以保存离当前时间一定时间内预录的录像数据，且不断更新（同样采用FIFO模式）。图3的方案只是由于DSP不具有解码抓图的功能，不能从预录单元中提取单帧视频数据进行解码抓拍，因此图3中未示出能够实现预录功能的模块，但并不是限定使用该方案的网络监控设备不能具有这样的模块。

综上所述，对比两种方案，图1所示方案要求DSP具有解码抓图的功能，只有当预抓拍触发信号到来时才启动预抓拍动作，对于存储空间和系统资源开销的增加较小；而图3所示方案需要DSP进行循环定时的编码抓图，并且开辟而外的RAM空间用于存储图片数据，但对DSP的解码能力没有要求，适用范围更广。

上述两种方案中的N和T均可以按照具体应用需求和硬件条件设置。

另外，上述实施例中，DSP104、DSP305均包含对视频采集模块采集的视频图像进行编码的功能，但由于与本发明的发明点无关，所以在对DSP所执行的操作中没有进行描述，但实际上这是所有DSP均具备的能力。

由上述的实施例可见，本发明的这种网络监控设备和基于网络监控设备的预抓拍方法，可以实现预抓拍功能，且预抓拍的数量及时间间隔可以根据具体需求和硬件条件在一定范围内任意设置，预抓拍产生的图片数据相比预录产生的录像数据，具有占用空间小，易于保存和发送等优势，由其在网络状况不够理想或存储空间不够的情况下，便于网络监控设备通过电子邮件（E-mail）或文件传输协议（FTP）等方式对其进行传输和保存。预抓拍功能的实现，使得网络监控设备能够在较差的网络和存储条件下，也能完全重现触发信号前后的完整过程，发挥比预录更大的作用。

Claims (2)

1.一种网络监控设备，包括：视频采集模块；中央处理模块，其特征在于，该设备进一步包括预抓拍模块；

所述中央处理模块，与所述预抓拍模块相连，在接收到预抓拍的触发信号时，向所述预抓拍模块发送预抓拍命令；

所述预抓拍模块，与所述视频采集模块相连，在接收到所述预抓拍命令时，通过对所述视频采集模块在触发信号之前采集的视频图像进行抓图，得到预抓拍的图片数据，

其中，所述预抓拍模块包括：

预录单元，存储编码转换后的数字视频数据，并实时更新；

数字信号处理器DSP，与所述视频采集模块、中央处理模块及预录单元分别相连，在接收到所述中央处理模块发出的预抓拍命令时，从触发信号之前由所述预录单元存储的数字视频数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，

进一步地，所述DSP包括：

抓图单元，与所述中央处理模块和预录单元分别相连，所述抓图单元在时刻t接收到所述中央处理器发出的预抓拍命令时，从所述预录单元存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图；并在更新单元每次更新N和t的值后，继续执行所述从所述预录单元存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图的操作，直到N为0；

更新单元，与所述抓图单元相连，在所述抓图单元每次完成所述解码抓图的操作后，更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T，直到N为0；

所述N为预先设定的预抓拍次数；T为预先设定的间隔时间。

2.一种基于网络监控设备的预抓拍方法，其特征在于，该方法包括：

接收采集到的视频图像；

接收到预抓拍的触发信号时，通过数字信号处理器DSP从触发信号之前预录的录像数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，

其中，所述DSP从触发信号之前预录的录像数据中提取单帧视频数据进行解码抓图，得到预抓拍的图片数据，包括：

在时刻t接收到预抓拍的触发信号时，DSP从预录模块存储的录像数据中提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图；

更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T；

重复执行所述提取时间为t-T时刻的单帧录像数据，并进行解码抓图，以及更新N和t的值，令N=N-1，t=t-T的步骤，直到N为0；

其中，N为预先设定的预抓拍次数，T为预先设定的间隔时间。

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