CN102547228A - 基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统，包括N个视频采集终端、本地视频存储服务器和远程监控终端。本发明提供多路视频图像监控；对传输网络的类型无特别限制；本地视频存储服务器支持长时间的高清视频存储；本地视频存储服务器将多路视频信息集中存储和管理，便于提取高清视频及日常维护；支持多种分辨率的普通视频流输出；远程监控中心可通过远程网络从本地视频存储服务器调取某个监控点某段时间内的高清视频信息，分辨率可达720P（1280×720）及其以上。

Description

基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统

技术领域

本发明涉及一种网络视频监控系统，尤其涉及一种基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统。 

背景技术

视频监控系统以其直观、方便、信息内容丰富而在公安系统、电信机房、城市交通、水利系统、小区治安等领域得到了广泛应用，已经成为人们现实生活中不可或缺的一部分。到目前为止，视频监控主要经历了三个发展阶段：模拟视频监控、数字视频监控和网络视频监控。 

20世纪90年代初以前，模拟视频监控系统得到了广泛的应用。然而该系统一条视频电缆只能传输一路模拟视频信号，系统成本高、不易维护，很难实现大范围远程监控，并且很难从整体上对各路视频信号进行控制。到90年代中期，出现了数字视频监控系统，它将模拟视频信号数字化，从而极大地提高了图像质量，增强了视频监控的功能。但是由于图像稳定性、远程传输监控等技术的不足，使该系统仅作为安防产品应用于某些特定行业的日常监控。进入21世纪，随着网络技术的发展，数字视频监控系统最终发展成为网络视频监控系统。网络视频监控系统以网络为依托，不仅实现了视频信息的数字化存储，还实现了视频信息的数字化传播。 

中国发明专利CN02125513提出了一种网络视频监控系统，该视频监控系统将宽带数字技术应用到视频监控领域，将模拟视频信号进行编码转换为数字视频码流后，通过宽带网络进行数字视频码流传输，再使用专用解码软件在计算机上实现视频监控。该方案虽然改变了每个前端设备都使用一条视频电缆进行传输的方式，具有布线少、维护方便、监控范围广等优点。但是，该方案通过计算机网络监控多路视频，受到机器性能和网络带宽限制，存在监控图像小、图像分辨率低等问题。 

针对中国发明专利CN02125513中存在的问题，一件中国发明专利(申请号为 200710177857.0，公开日为2008.05.21)提出了一种基于网络的视频监控系统。该系统包括监控前端、中心平台和电视墙，其中，监控前端用于录制前端录像并将录制的前端录像编码转化成媒体码流，将转化后的媒体码流传送至中心平台；中心平台用于存储监控前端发送的媒体码流，并将媒体码流分发至电视墙的通道；电视墙用于将媒体码流转换成模拟视频信号，并播放视频监控录像。但是，该方案所引入的中心平台增加了系统实现的复杂度，且监控前端与中心平台之间的数据传输仍需要占用网络资源，因此这种方案存在网络传输带宽紧张的问题，所获取视频分辨率仍十分有限。 

中国发明专利CN101087409A提出了一种基于集中式存储的网络视频监控系统。该系统包括采集前端、存储后端和在线监控端，采集前端和在线监控端通过IP网络连接。与现有技术中采集前端的编码器分别以单播和组播形式发送存储视频流和在线监控视频流不同，该系统编码器只需向存储后端和IP网络发送一份视频流即可实现视频存储和在线监控，在一定程度上提高了网络带宽利用率。并且该系统中视频存储采用集中式存储方案，将采集前端采集的多路视频信息集中存储到存储后端，存储数据量大，便于提取和日常维护。然而该方案中在线监控端并不调用存储后端内的视频流，而且在线监控视频流受网络传输带宽的限制也不可能实时传输高清视频，也就无法清晰地反映监控场景的真实情况。因此整个系统的存储和传输方案还有待改进。 

中国发明专利(申请号为201010281423.7，公开日为2011.01.05)提出了基于分辨率分级传输的网络视频监控系统。该系统包括监控采集终端和监控中心，监控采集终端将采集到的视频通过网络传输给监控中心，监控采集终端包括高清摄像机、采集控制单元以及网络接入设备；高清摄像机采集高清视频信息；采集控制单元将所述高清摄像机采集的高清视频信息进行数字压缩编码，同时输出高清视频流和普通视频流，并根据监控中心发送的控制信令或预先设置通过网络接入设备输出高清视频流或普通视频流。但是，该方案的高清监控视频存储于视频采集终端中的存储设备中，这样就不便于提取存储设备中的全部视频信息，特别是在视频采集终端数量较多，并放置在高空或复杂环境下的时候，这一问题尤为突出。虽然该方案中的监控中心可以接收到普通视频流或在某一时间段内调取高清视频，但是只支持两种分辨率的视频流输出，还不能够充分利用传输带宽。 

从以上所述可看出，如何较好的解决现有网络视频监控系统存在的视频存储信息不 宜管理和有限的网络传输带宽不能被充分利用的现状仍是目前亟待解决的问题。 

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，解决现有网络视频监控系统存在的获取高清视频监控图像与有限的网络传输带宽之间的矛盾以及如何对视频信息进行方便有效地存储和管理，提出一种基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统。 

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案： 

本发明基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统，包括N个视频采集终端、本地视频存储服务器和远程监控终端，每个视频采集终端都包括高清摄像机、采集终端控制单元、本地编码器和本地网络接入设备，高清摄像机完成视频信息的采集工作；采集终端控制单元负责控制高清摄像机采集视频信息以及视频信息交互传输；本地编码器负责将采集的本地视频信息压缩编码为适合本地网络传输的视频流；本地网络接入设备的选取由所选用的本地网络决定； 

本地视频存储服务器包括本地网络接入设备、采集控制单元、视频存储设备、本地编解码器和远程网络接入设备，本地网络接入设备接收本地网发送过来的视频流；采集控制单元负责接收视频信息以及视频信息交互传输；本地编解码器先将视频流解码再根据系统要求编码为适合远程网络传输的视频流；远程网络接入设备的选取由所选用的远程网络决定； 

远程监控终端包括远程网络接入设备、远程解码器、远程监控主机和视频存储设备，远程网络接入设备接收远程网络发过来的视频流；远程解码器将视频流解码后显示；远程监控主机完成在线监控、远程控制以及视频信息交互传输；视频存储设备存储视频流。 

优选地，所述本地网络和远程网络可以是各种类型的有线或无线网络。 

本发明具有如下有益效果： 

提供多路视频图像监控；对传输网络的类型无特别限制；本地视频存储服务器支持长时间的高清视频存储；本地视频存储服务器将多路视频信息集中存储和管理，便于提取高清视频及日常维护；支持多种分辨率的普通视频流输出，可有效地利用有限的传输带宽传输质量更高的视频信息；远程监控中心可通过远程网络从本地视频存储服务器调取某个监控点某段时间内的高清视频信息，分辨率可达720P(1280×720)及其以上。 

附图说明

图1为本发明网络高清视频监控系统结构图，图中→表示高清视频信息， 

表示普通视频信息， 

表示控制信令； 

图2为本发明网络高清视频监控系统具体实施例； 

图3为本发明网络高清视频监控系统具体实施例的软件流程图。 

图4为本地视频存储服务器软件流程。 

图5为远程监控终端软件流程。 

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明基于本地存储和分辨率分级传输的网络高清视频监控系统作进一步详细说明。 

图1为本发明网络高清视频监控系统结构图，如图所示，本系统由视频采集终端、本地视频存储服务器和远程监控终端三部分组成。主要设备包括： 

①高清摄像机：完成多个监控点的高清视频采集功能； 

②本地视频存储服务器：完成高清视频存储和多种普通清晰度视频的编码功能，本地存储设备可采用磁盘或磁盘阵列； 

③远程监控主机：完成视频在线监控、视频存储、远程控制等功能； 

④网络：包括本地网络和远程网络，均可采用各种类型的有线或无线网络； 

⑤编解码器：完成视频的编解码功能，可通过软件或硬件实现。 

多个视频采集终端负责多路高清视频信息的采集工作，每一路视频的清晰度可由该终端的本地编码器控制，视频采集终端的数目根据所选用网络的带宽和本地视频存储服务器的存储能力而定。 

本地视频存储服务器将本地网络传输的高清视频流存入本地视频存储设备，并通过本地编解码器将视频重新编码为不同分辨率的普通清晰度视频流，再根据远程监控终端的指令或本地视频存储服务器的设置来选择一种视频流分级输出，再通过远程网络接入设备发送给远程监控终端。 

远程监控终端通过远程监控主机监视多路监控视频场景，通常情况下每个场景的图像都是普通分辨率，用户可以监控到场景类的各种行为，所有普通分辨率的视频流都可存储在远程监控终端的远程视频存储设备中。 

当用户通过大屏幕发现异常情况时，可发送控制指令，选择分辨率更高的普通视频流，以提高监控清晰度； 

用户可以从本地视频存储服务器调看某个监控点某时间段内感兴趣场景下的高清视频流； 

图2为本发明网络高清视频监控系统具体实施例。在本实施例中，采用720p高清IP网络摄像机，它包括高清摄像机、现场采集控制器、本地编码器等模块。本地视频存储服务器采用具有SCSI(Small Computer System Interface)接口的磁盘阵列作为存储设备，支持视频编解码。远程监控终端采用常用的大屏幕电视墙。本地网络和远程网络可采用各种有线或无线网络。 

需要强调的是，为了简化起见，本实施例中仅以一个本地网络4路监控为例，但实际系统中监控点数和本地网络数绝不仅限于此。一方面，一个本地网络内支持的监控点数目由本地网络传出能力和本地视频存储服务器的存储能力决定。例如，若采用100Mbps以太网，假设视频流速率为6Mbps，则该网络理论上最多支持16路监控，而实际系统支持的数目则要小于16路。另一方面，若监控区域太大，一个本地网络支持的监控点数不足以实现全覆盖，可以构建多个相互独立的本地网络，各监控点视频均可将视频送入本地视频存储服务器处理，所有监控点可共用一个远程网络。 

在进行监控时，720p高清IP网络摄像机获取监控现场的高清监控视频，并编码为适合本地局域网传输的视频流，通过本地局域网的传输，多路监控视频信息汇集到本地视频存储服务器，并通过SCSI接口将高清视频信息存储到本地磁盘阵列中，然后通过软件或硬件编解码器重新编码为适合远程3G网传输的视频流，并接入远程3G网，最后传输到远程监控终端。远程监控终端可通过大屏幕电视墙实现在线监控，并通过SCSI接口将视频流存入远程磁盘阵列中。通常情况下，传输到远程监控终端的视频流均为某一分辨率的普通清晰度视频流；而发生异常时，远程监控终端给本地视频存储器发送控制指令，可输出分辨率更高的普通视频流甚至是高清视频流。此外，远程监控终端也可以通过发送指令调取并查看本地磁盘阵列中存储的高清视频。 

本发明网络高清视频监控系统具体实施例的软件流程图分为三个部分，分别如图3，4，5所示。 

如图3所示，视频采集终端软件流程包括： 

①系统初始化； 

②开始对多个监控点现场进行视频采集； 

③将高清IP网络摄像机采集的多路视频信息压缩编码； 

④经本地网络传输送入本地视频存储服务器； 

如图4所示，本地视频存储服务器软件流程包括： 

①系统初始化； 

②接收本地网络传送的高清视频信息； 

③将各路高清视频存入本地磁盘阵列中； 

④检测视频清晰度寄存器状态，若为普通清晰度视频，则把高清视频解码后再压缩编码为多种分辨率的普通清晰度视频流，然后根据控制指令选择一种视频流送入远程网络；若为高清视频，则直接送入远程网络； 

如图5所示，远程监控终端软件流程包括： 

①系统初始化； 

②接收远程网络传送的高清视频流或普通视频流； 

③将各路视频信息分别进行解码，并将存入远程磁盘阵列中； 

④将解码后的视频在大屏幕电视墙上播放。当需要调整视频清晰度时，更新视频清晰度寄存器状态并向本地视频清晰度寄存器发送指令，及时地更新本地视频清晰度寄存器状态以获得所需清晰度的视频。 

上述实施例只是本发明较佳的可行实施例，并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，均应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (2)

1.一种基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统，其特征在于包括N个视频采集终端、本地视频存储服务器和远程监控终端，每个视频采集终端都包括高清摄像机、采集终端控制单元、本地编码器和本地网络接入设备，高清摄像机完成视频信息的采集工作；采集终端控制单元负责控制高清摄像机采集视频信息以及视频信息交互传输；本地编码器负责将采集的本地视频信息压缩编码为适合本地网络传输的视频流；本地网络接入设备的选取由所选用的本地网络决定；

本地视频存储服务器包括本地网络接入设备、采集控制单元、视频存储设备、本地编解码器和远程网络接入设备，本地网络接入设备接收本地网发送过来的视频流；采集控制单元负责接收视频信息以及视频信息交互传输；本地编解码器先将视频流解码再根据系统要求编码为适合远程网络传输的视频流；远程网络接入设备的选取由所选用的远程网络决定；

远程监控终端包括远程网络接入设备、远程解码器、远程监控主机和视频存储设备，远程网络接入设备接收远程网络发过来的视频流；远程解码器将视频流解码后显示；远程监控主机完成在线监控、远程控制以及视频信息交互传输；视频存储设备存储视频流。

2.根据权力要求1所述的基于本地存储和分辨率分级传输的高清网络视频监控系统，其特征在于所述本地网络和远程网络可以是各种类型的有线或无线网络。

Images