CN101127755B - 实时视频图像传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实时视频图像传输方法及系统，该系统包括一主机及若干本地图像交换机，在进行视频传输时，用户发出调用请求，本地图像交换机接收该调用请求，发出网络调度请求到主机，主机接收网络调度请求，搜索本机的网络拓扑信息以找到一可用通路，并向所述可用通路的所有本地图像交换机发出连接信令，本地图像交换机接收所述连接信令，搜索本地交叉连接表，找到一所请求的入口到出口的交叉，当所有的交换机都建立连接后，通路最终端的本地图像交换机向主机发送链路完成信令，主机收到所述完成信令后，开始进行视频传输。本发明的技术方案成本低廉，能够传输非压缩的视频图像，并具有较高的通用性。

Description

实时视频图像传输方法及系统

【技术领域】

本发明涉及一种实时视频图像传输方法及系统，特别是一种具有较高通用性的非压缩实时视频图像传输方法及系统。

【背景技术】

目前，在构建小城市、城镇的安防视频监控网方案时，可供选用的实时视频传输方案有以下几种：

1.租用宽带电路，这种方式的缺点是比较昂贵。目前，广电、电信、网通等都能租用电路，但是E1专线，VLAN专线业务比较贵，普通宽带电路是为数字业务服务为主的，传视频有QOS问题；

2.构建专用安防视频监控网，在现在的网络化监控中，非压缩一般为光端机做点对点传输，矩阵做终端图像的切换。这种拓扑的安防网络结构复杂，维护麻烦，故障率高。因光端机目前并无标准协议，所以对于同一生产厂家的不同批次光端机都有可能无法互联。所以导致在后期升级系统的时候，将会非常困难，甚至无法升级；

3.构建基于IP网络的方案，这种方案中因IP网络带宽太窄。所以需要采用视频编解码器对图像做压缩。而采用压缩以后，图像会产生几帧的延迟。IP网络本身属于一种包传输交换的网络，因此它将具有较大的传输延迟，所以它几乎不具有实时性。对于传输质量，路由器，交换机都有可能阻塞IP包，甚至丢弃。这种不可靠的传输导致图像质量非常差，延迟大且不稳定，成本高，对前端的球机控制不灵活。

因此，有必要提供一种成本低廉、通用性较高的非压缩实时视频传输系统。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种实时视频图像传输方法及系统，特别是一种具有较高通用性的非压缩实时视频图像传输方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种实时视频图像传输方法及系统，该系统包括一主机及若干本地图像交换机，在进行视频传输时，用户发出调用请求，本地图像交换机接收该调用请求，发出网络调度请求到主机，主机接收网络调度请求，搜索本机的网络拓扑信息以找到一可用通路，并向所述可用通路的所有本地图像交换机发出连接信令，本地图像交换机接收所述连接信令，搜索本地交叉连接表，找到一所请求的入口到出口的交叉，当所有的交换机都建立连接后，通路最终端的本地图像交换机向主机发送链路完成信令，主机收到所述完成信令后，开始进行视频传输。

本发明的技术方案成本低廉，能够传输非压缩的视频图像，并具有较高的通用性。

【附图说明】

图1是本发明环网网络拓扑的架构图。

图2是本发明星形网络拓扑的架构图。

图3是本发明链形网络网络拓扑的架构图。

图4是本发明复杂形网络拓扑的架构图。

图5是本发明视频传输信号中每一帧的高次帧格式示意图。

图6a-b是本发明视频传输信号中每一帧的低次帧格式示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

1.网络拓扑

在本发明中，网络拓扑为环网、星形、链形网络、复杂形。

环网：请参阅图1，在环网中，所有的图像交换机首尾相接，组成一个环形网络，这种网络拓扑可以提供很高的网络安全性。如果当某处光纤或设备发生故障，那么视频信号可以从相反的方向到达目的点。

星形：请参阅图2，这种结构适合于中心监控的情况，每个终端，可以是光端机，也可以是图像交换机，甚至有可能是直接的球机。这种方式便于集中管理。

链形网络：请参阅图3，这种拓扑类似于环形，不同的是不需要首尾相接。这种拓相似合于道路监控，地铁监控等。缺点是一旦发生故障，那么，发生故障的两侧，将无法实现通信。

复杂形：请参阅图4，这种拓扑结构比较复杂，它是按照实际的监控特点，根据监控点及监控室的分布情况以及视频的区段流量来决定连接方式，这种方式最为灵活，可以有效的利用光纤资源，极大的减少通信阻塞。

2.网络的传输方式

网络分为远端接口和本地接口，对于远端接口，采用单模光纤接入，如果距离较近，也可以采用多模光纤。任意两台在逻辑上相邻的图像交换机之间，最多可以接入16条光纤，最少1条光纤。本地的视频图像的接入和分出可以采用电的方式进行连接。

网络的传输以时隙为传输的基本单位，每个时隙可以运载8Bit的图像数据，也可以是语音或是其它的数据。每72个时隙组成一帧。在一帧中，64个时隙用于传输非压缩的视频图像数据。另外8个时隙用于帧头，在帧头中分为信令字段、开销字段、公务字段。N个开销1组成低次帧1，N个开销2组成低次帧2，开销3和开销4组成低次帧3，公务信道组成公务信息帧。

高次帧格式如图5所示。其中各部分的作用如下：

时隙：总数为72个时隙用来传送64路图像，每路图像在一帧中传送4个采样值，每条光纤每秒钟会发送3.47M个这样的帧。

同步头：同步头将不参于线路编码，以特殊的码字来标识同步头的到来。

信令：信令用于交换机之间的内部通信，以协调，汇报各自的设备状态。也用于全网络配合完成一个用户的请求。

公务：公务信道为接收端的交换机下载掉该字段，而上传自己的公务信息，也可以旁路该公务，或是接收该公务，但继续向下传送，具体的对公务信道的处理可以由交换机及用户来共同决定。

开销：此开销相对于时隙而言。用来传送电话，以太网，RS232的数据。这些低速的数据不会使用原始的格式而将被打成特殊的包，最终以包的形式在网络中传送和交换。所以，该种数据的传输将会是有延时及延时不确定的。不过，可以采用建立虚拟通道的方式来进行RS232的数据传输，以保证控制的实时性。对于不需要实时性的场合，可以通过包来进行，这样可以极大的增加通信量及灵活性。

低次帧1、低次帧2的格式如图6a所示。其中，低次帧1，2主要为低速数据传输而设计，比如RS232、RS485、电话、语音等，每个内容可组成一条低速链路，内容在这里等价为时隙。

低次帧3格式如图6b所示。该格式主为将来与各种包传输网络的对接而设计，具有丰富的包头及校验能力。

3.网络的交换

本发明中的网络具有较强的网络交换能力，在图像交换机中，可以将来自于输入的任何一条光纤线路中的任一图像交换到输出的任一条光纤中去。所以，通过所有图像交换机的配合，网络中的任意一路图像可以到达任一台物理可到达的站点上去。图像交换机的配合是完成图像全网交换的关键。所以，图像交换机间的信令变的十分重要。为了能统一管理整个网络的交换，全网需要一台主机负责全网的调度，出于安全性考虑，还需要数台备份主机，以防止主机发生故障而导致全网络的故障。

(1)具体的视频交换过程下：

用户发出调用请求。

本地图像交换机接收该请求，发出网络调度请求到主机。

主机搜索本机的网络拓扑信息，找到一条可用的通路。

主机向该可用通路的所有交换机发出连接信令。

接收到发出连接信令的交换机搜索本地的交叉连接表，找到一条所要求的入口到出口的交叉。如果找不到交叉点，那么，该交换机将根据丢弃算法，丢弃掉该机中分值级别最低的图像，从而为该新的连接调整资源。如果该新的连接不比已有连接的级别高而又无法为它建立起交叉点。那么该交换机将终止连接的建立。它将向主机报告该连接无法完成。

当所有的交换机都建立连接以后，通路的最终端的交换机将向主机报告链路成功完成。

主机收到完成信令后，它将更新自己的网络拓扑图，以等待下一次的请求。主机自发出命令后也将启动一定时器。如果在法定时间内，它不能接收到完成的信令。那么它也将视本次连接为无效连接。

(2)数据交换：

数据分为虚链路和数据包两种传输，因而也具有两种交换方式。

a.虚链路

虚链路为当用户发出建立请求后，各交换机为其建立起一个固定的交叉点。所有的交换机的交叉点构成一条完整的虚链路。在这条虚电路上流动着唯一的令牌，收到令牌的交换机可以进行数据的发送，如果不进行数据的发送，将直接旁路该令牌。

所有处于这条虚链路上的交换机都可以接收或发出数据。虚链路的建立过程为：首先由具有权限的管理员发出虚链路建立信令到虚链路的第一台交换机。接收到建立虚链路信令的交换机在本机寻找一个低次帧中的内容来加入到虚链路中去。接着，将该信令发往下一台交换机。如果在低次帧中找不到内容，则返回失败信令给上级交换机。最后交由管理员处理。

b.包传输

包主要传输以太网、IP、SDH、PDH等数据。通过接口处理器，将这些包封装成低次帧3来进行传输。在容量的扩充上，包传输不同于虚链路，如果在一条逻辑链路上存在多条物理信道，那么每条物理信道中传输的低次帧3可以合并为一条容量更大的低次帧3通路。因为在低次帧3中不具有包到达顺序字段，所以，可以认为，具有高的物理编号的物理信道到达的包较低的物理编号的物理信道到达的包时间延后。在接口处理器中，处理好包到达的顺序将是非常重要。而在相同情况下，对于低次帧1，2。则可认为它们之间沒有逻辑上的联系，每条物理信道上的低次帧中的内容各自组成不同的虚链路，物理信道数量的增多，只是可增加可用的虚链路数量，不会增加每条虚链路中的通信容量。

在包处理器中，处理器会根据类型字段来初次判断这种包本机是否有处理的义务。如果有，则收下本次包，如果该包是非广播包，那么将终止掉该包的传输。如果是广播包，那么在所有的包传输逻辑通路中继续传输该包，为了解决包的环回问题，接口处理器有必要记录下该包的特征(如CRC校验)。如果在法定时间内，有相同包到达，则不做处理。

(3)故障备份：

主机与所有的备份机之间在调度请求发生时实时的发送连接信号，在连接信号中主机与备份机通过主机协议完成网络拓扑信息的交换。在沒有请求发生的时候，主机会向备份机定时发送连接正常信号。主机根据选择算法，从所有可用的备份机之间挑选一台作为故障激活对象。那么成为故障激活对象的备份机在法定时间内如果收不到连接正常信号，那么，它将向全网发出主机替换信令，以使后继的所有关于调度请求的信令的地址变更为自己。同时，自己担当主机的功能，负责全网调度事务的处理，并且选定另一台可用备份机作为故障激活对象，以使自己发生故障后，全网得以正常运行。

主机具体过程如下：

a.主机收到调度请求，启动调度算法，发出调度信令，同时启动定时器。

b.检查交换通路是否成功完成。如果完成则根据主机协议向其它备份机发出数据更新信令，同时清零定时器。否则到下一步。

c.检查定时器是否到，如果定时器法定时间到达，则发送主机正常信令到故障激活对象。否则重新执行步驟b.

备份机具体过程为：备份机启动定时器，如果收到信令任命自己为故障激活对象，那么本备份机成为故障激活对象。法定时间内，收到当前主机数据更新信令，则更新备份机当前数据。清零定时器；未收到主机正常信令。则启动本备份机为当前主机。

4.网络的管理

因为安防网的特殊性，它必须能快速感知网络的故障，且给出合理的故障处理机制，因为本网络具有交换的能力，所以，该网络也具有一定程度上的网络自愈功能，配合较完善的网络管理功能，那么，该网络的安全性能是可以得到保障的。网络的管理包括网络配置，用户的管理，故障的处理及报告。

(1)网络的配置

网络的配置主要包括以下几个方面：

交换机的地址配置：网络中的每台交换机的地址为16位，其中域地址占10位，域内地址占6位。也就是说一个逻辑上的网络可以有1024个域。每个域可以有64台主机。可以指定任意一16位二进制数做为交换机的地址，但整个逻辑上互有联接的网络的交换机地址不能相同。交换机的所有包传输的地址都是交换机地址加端口地址。虚链路中的数据不需要地址，但虚链路建立需要知道每台交换机的地址及跟这条虚链路相连的端口地址。

交换机的域配置：在网络中，按交换机所处的物理连接环境可分为结点机，和站点机。结点机就是在网络中同时和3台或3台以上交换机相连接的机器。一台结点机通常情况下代表一个到数个域。而站点机则是域内的交换机，域内的交换机的地址按1增长。通常情况下一台结点机将会具有最少3个地址。每个地址指向它所连接的一个域。网络上的主机将会根据域地址来进行快速路由的搜索。

交换机的主机，备份机的指定：当指一台交换机为主机后，那么它将接管这个网络的所有的调度请求，在上电之初，它会通过路由协议，建立起一份物理拓扑在内存中的一份映象。其实这份映象是一张有向图或是无向图，一般来说，因为图像大部份是单向传输，所以该图大多数的时候会是一张有向图，且该图稀疏。一旦完成拓扑图的建立，那么，它将发出一组广播到全网，以后，它将担当主机的任务。如果你指定一台机器为备份机，当主机建立后，它便向主机注册它自己。然后，主机指定最近的一台备份机为故障激活对象。

交换机的端口配置：交换机的端口主要包括的端口有本地视频口、本地RS485接口、本地以太网接口、本地电话接口、远程视频接口、远程数据接口。配置内容如下：

a.本地视频口：本地视频口是本地的摄像机输出视频上传到网络中去，或是从网络下下载一份图像到监视器去的一个接口。该接口的配置主要为：接口的物理端口号、接口的位置说明、视频格式的设定以及视频掉失的报警方式。

b.本地RS485：本地的RS485为低速的数据接口。它可以做为网络中低速数据的一种传输接口使用。通过它，可以使用交换机低速数据通讯协议来进行通讯，也可以通过建立一条虚通路来进行接近于透明的传输。它的配置项为：端口地址的指定、波特率的设定、工作模式设定(全双工，半双工)、传输模式设定(点对点，虚链路)、对端交换机地址及端口地址的指定以及空闲状态设定。

c.本地以太网的配置，在本网络中，以太网包需要封装至本地网络的包中进行传输，在封装前，需要将以太网MAC地址映射到交换机及端口地址上去。所以，在接口板上需要一块CAM来简化及加快映射过程。以太网的配置为以下几项：端口地址的指定、工作模式的设定、是否使用自协商、是否技持背压流控以及工作速度的设定。

d.本地电话接口的配置，本地的电话配置如下：端口地址的指定、本机号码的设定、拔号方式的设定。

e.远程视频接口，远程视频接口一般就是指光纤接口，网络中两台交换机之间最多有16条光纤，设定如下：

组的分配，两台交换机间所有的光纤指定为一组；

指定组号，及每条光纤的编号；

沒有接入光纤的接口需指定为禁用。

f.远程数据接口，因为光纤的分布在本网络中是非对称的。所以，对于数据接口，有两种方式，一种为反向有远程光纤接口，一种为沒有。如果沒有，需要为数据指定数据的反向传输接口。配置为指定用于反向传输的端口号。

交换机的时钟配置：本网络全网采用统一时钟，以减少或消除交换机因缓冲器溢出带来的数据滑动。对于全网的时钟源，可以由一台交换机来产生，该时钟的稳定度要控制在20ppm以内，每台交换机都同步于该时钟。一旦交换机失去该时钟，那么它将寻找与该时钟同源的另一个时钟。时钟方面的设置：指定被本交换机同步的端口；指定所有其它与主时钟同源的端口；指定备份时钟的来源(外部或内部)。

交换机低速虚链路的建立：在点对点通讯的时候，低速数据接口板的处理方式为收到数据就直接送往目的地，每一对端点构成一条虚电路，这是一种简单的也是缺省的虚电路建立。如果想在本网络中构建一种专属的RS485网络，那么，可以建立起虚电路。虚电路的建立设置如下：虚电路的连接表(交换机地址+端口)；虚电路的波特率；虚电路的工作模式；虚电路的宿主(令牌发放)。

(2)用户管理

在网络中，用户分为管理员和普通用户。普通用户中又可以分为十六个优先级。较高的优先级的用户在调看图像的时候，具有较高的优先权，如果网络发生拥塞，那么具有高优先级的用户将抢先占有传输资源。并中断低优先权的被抢占用户的图像传输。在网络带宽有限的情况下，可以有效的保证网络的高效运行。整个网络的管理为集中式管理，用户信息数据库被建立在一台主机和几台备份机上。分管调度的主机和分管用户信息的主机为同一台交换机，这样，如果发生故障，网络可以及时的恢复正常运行。并且，主机和备份机之间可以通过主机协议充分有效的进行信息交流及故障恢复。用户的管理分为以下几个方面：

a.用户的建立及删除。用户的建立及删除需要由较高级别的管理员来进行，并分配账号密码。该账号将会上传到主机中进行数据库更新。

b.用户登录域的设定。可以通过设定用户的登录域来限定用户在一个或几个指定的域登录。以增强网络的安全性。

c.用户登录时间的设定。可以通过设定用户的登录时间，以限制用户在某些时间段能登录或是不能登录。

d.用户优先权的分配。用户的优先权决定了用户在网络资源竞争的过程中如期获得资源的能力。

e.仲裁策略指定。为了合理调配网络的资源，可以通过给不同的用户以不同的优先权来实现。在资源的竞争中，处理器会计算出每位参与者的分值F。分值的计算关系到以下几个变量：

优先权P，指竞争者的优先权；

绝对距离Ss，指竞争者到所请求的图像源的距离。此距离为途经交换机的跳数。该跳数在每一次调用过程中是不同的；

相对距离Sc，该数启始等于Ss，为从源端开始直至目的地，每一台已存在该图像的交换机将把该跳数减一；

共享数S，该值启始值为0，从图像的源开始，每发现该图像被复制一次，则值加1；

策略1：F＝P/Sc。在策略1中，是整个系统能得到资源的最大化利用的一种策略。Sc值代表了如果完成该条链路将还有多少交换资源。在优先权相同的情况下，Sc最小的值获得资源的使用权；

策略2：F＝P/Ss。在策略2中，以绝对的路径来决定仲栽的结果，那么在该种策略中，能使得得到资源的用户也是离图像源最近的用户。这在安防中是十分有用的，因为一旦有突发事故的发生，那么只有距离最近的用户才最有必要监控整个图像；

策略3：F＝P/(Sc-S)。在策略3中，能使被监控点的视频数量尽量多，以保证监控面积的尽量大。在相对距离相同的图像请求中，那么被最少共享的图像获得资源，这样，就保证尽可能多的图像处在用用户的监控之中；

策略4：F＝P/(Ss-S)。在策略4中，有相同的共享数，那么距离图像源最近的用户获得资源使用；

策略5：F＝P/S。在策略5中，监控面积达到最大化，保证在竞争中，被最少监控的图像被最优选中，获得资源的使用；

策略6：F＝P。在策略6中，可以让优先权高的人获得绝对的资源使用权，但一般不推荐使用这种策略。

(3)故障报告及处理

在网络发生故障的时候，需要及时的发现及处理。如果等到请求发生的时候发现故障，则不利于网络的可靠运行。在本网络中，每台交换机都会监测它的邻居交换机，一旦发现邻居交换机处于故障状态，那么，它将向本机用户及管理中心报告此故障及故障类型。以请求本机用户及管理中心进行处理。故障类型主要为以入几种：

a.光纤故障，这种故障一般会是两台相邻交换机之间的光纤出现物理损坏所致。对于这种故障，如果网络沒有其它可供自愈的路径，那么需要即时处理才不至引起部份网络的瘫痪。

b.数据误码增大，这种情况下，故障一般会是相邻交换机的光纤接口板发生问题，也有可能是光纤受损导致光功率损耗加大，或是接口变脏。

c.电源故障，通信不稳定，这种情况一般会是电源引起，所以需要检查交换机的供电系统。

对于故障的报告主要过程为：

确认故障性质，生成相应的故障码；

向本机发出告警，提示用户，本机或是相邻交换机发生故障；

管理中心发出告警，启动定时器，等待处理结果，如果沒有收到应答，则显示管理中心无人值守，需进一步向下一个管理中心进行汇报。如果所有的管理中心都无返回，那么本机发出声音报警；

如果收到应答，则正常返回。

5.网络的互接

安防网络有时候需要较大面积的监控，而对于本发明的网络，却不适合做大面积的监控，为了解决这个问题，需要和已有的网络进行对接。目前最常用的网络为基于以太网的IP网络，所以，本网络的设计将考虙到和以太网的对接，且接口协议兼容TCP/IP协议。在本网络中，可以有一台或数台网关，该网关将处理TCP/IP的请求，将TCP/IP上的网络动作转化为本网络的网络动作。对客户端而言，本网络为一台视频服务器，本网络的所有图像都将可以被客户端调用。该网关主要由以下几部份组成：以太网MAC及PHY层驱动、TCP/IP通信模块、MPEG-4或H.264压缩模块、联接管理及命令解释模块。

(1)以太网MAC及PHY层驱动：目前应用最为广泛的网络就是以太网，做好与该种网络的互接，将解决大部份网络互接的问题。常用的以太网有10M/100M及千兆以太网。本网络可以以电缆或者光缆与原有的网络进行对接，以提高网络速度，及通信的稳定性。本网关将同时具有一个以太网络中的物理地址，也将具有一个在本网络中的交换机地址。

(2)TCP/IP通信模块：该模块主要是为了完成与TCP/IP相关的网络请求，在本模块中，将大部份的实现TCP/IP协议栈。该模块向上连接网关的应用层，向下连接以太网的驱动。将所有的通信内容封装成为TCP/IP包，进而映射成以太网包，进行传输。

(3)MPEG-4或H.264压缩模块：因为和IP网络进行互接，在IP网络上的图像都是以非压缩的方式传送的，所以，有必要将图像交换机上的非压缩图像压缩成MPEG-4或H.264视频流。该压缩完成后的视频流将交由TCP/IP通信模块进行网络传输。

(4)，连接管理及命令解释模块：连接管理是客户端与服务器端的通信的管理者，它负责维护链路的正常，及接收发向服务器的请求。解释部份负责该请求的转换。该网关的设计中，视频流的传送将通过TCP进行，而控制流的传送将通过UDP进行。该网关将要处理的请求为请求设计为以下几种：

身份验证请求；

请求视频，在该请求中，需要将视频编号映射为本网内交换机地址及视频端口；

请求关键帧，在客户端需要的时候，可以由服务器重发送关键帧；

停止请求，该请求停止当前的视频流传输，但保持当前的链接；

终止请求，该请求停止当前的视频流传输，而且断开当前的链接；

切换，切换指请求切换当前的视频源到所请求的视频源；

控制请求，这类请求一般将命令当前的视频源所在的云台做指定动作。

6.路由处理，

本发明的网络中指当用户发出请求时，由主机来启动路由算法，根据在内存中的网络拓扑的有向图来建立一条最佳的且是当前可用的图像传递路径。路由算法已有相当多的成熟算法，但这些路由算法都是为互连网而设计，规模大，建立复杂，算法也较为复杂，且由该路由算法得到路径一般都沒有考虙当前结点机的状态。只有当包掉失，或是返回路由不可到达的时候，才会重新启动路由，找出一条新的可到达路径。这样，包到达目的地的时间就受诸多因因素影响。

本发明的目的是要建立起实时的图像传输，要达到全面的实时传输，图像的重建速度就变得格外重要。重新建立起一条新的传输路径的时间取决于几个因素：路由搜索时间、路径建立时间及此次路由的有效性。

本发明的网络具有以下特点，故其路由采用动态路由，链路信息动态更新：

本网络规模较小；

多是链状结构；

网络一旦建成，拓扑基本固定；

路由请求量不是很大。

为了加快路由搜索时间，我们在路由方面采用以下几项措施：

只有结点机出现在有向图中；

结点机之间的链路权重动态更新，以使流量合理分配；

只负责域间路由，域内不需要路由；

域内的路由由主机根据交换机地址完成。

本发明的非压缩数字视频监控网络。这种监控网络可以实时的传输非压缩数字视频。因为整个网络采用时隙交叉，所以，整个传输延时几乎为零。而且，因为采用非压缩，所以图像质量明显优于压缩方案。而对于图像交换，可以由图像交换机通过时隙交叉完成。所以，相比于光端机加矩阵的系统，网络会更简洁，交换更灵活，图像质量不会随着交换次数的增多而变差。

Claims (16)

1.一种实时视频图像传输方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

用户发出调用请求；

本地图像交换机接收所述调用请求，发出网络调度请求到主机；

主机接收所述网络调度请求，搜索本机的网络拓扑信息以找到一可用通路；

主机向所述可用通路的所有本地图像交换机发出连接信令；

本地图像交换机接收所述连接信令，搜索本地交叉连接表，找到一所请求的入口到出口的交叉；

当所有的交换机都建立连接后，通路最终端的本地图像交换机向主机发送链路完成信令；

主机收到所述完成信令后，开始进行视频传输，并更新自身的网络拓扑信息。

2.如权利要求1所述的实时视频图像传输方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：

若所述交换机无法找到交叉点，则根据丢弃算法丢弃自身中分值级别最低的图像，为新连接调整资源；

若所述新连接不比已有连接的级别高且无法为其建立起交叉点，则所述交换机终止连接建立，向主机报告连接无法完成。

3.如权利要求2所述的实时视频图像传输方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：所述主机发出连接信令后启动一定时器，若在设定时间内未收到完成信令，则视本次连接为无效连接。

4.如权利要求1所述的实时视频图像传输方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：

提供若干备份机；

主机根据选择算法，从所述备份机中选择一台备份机作为故障激活对象，并定时向所述故障激活对象备份机发送连接正常信号；

设置一法定时间，若所述故障激活对象备份机未收到连接正常信号，则向全网发出主机替换信令，使后继的调度请求信令的地址变更为所述故障激活对象备份机；

所述故障激活对象备份机选定另一台备份机作为故障激活对象。

5.如权利要求4所述的实时视频图像传输方法，其特征在于，所述主机的具体执行流程包括以下步骤：

a.主机收到调度请求，启动调度算法，发出调度信令，同时启动定时器设置法定时间；

b.检查交换通路是否成功完成，如果完成则根据主机协议向备份机发出数据更新信令，同时清零定时器，否则转到步骤c；

c.如果定时器法定时间到达，则发送主机正常信号到故障激活对象，否则重新执行步骤b。

6.如权利要求4所述的实时视频图像传输方法，其特征在于，所述备份机的具体执行流程包括以下步骤：

备份机启动定时器；

如果收到信令任命，则所述备份机成为故障激活对象；

法定时间内，收到当前主机数据更新信令，则更新备份机当前数据，清零定时器，否则启动本备份机为当前主机。

7.如权利要求1所述的实时视频图像传输方法，其特征在于，所述视频图像以虚链路或包传输方式进行传输。

8.一种实时视频图像传输系统，所述系统包括一管理系统中视频图像传输的主机，以及若干将视频图像传输至终端接收点的本地图像交换机，其特征在于：所述本地图像交换机接收用户发出的调用请求，发出网络调度请求到所述主机，所述主机接收所述网络调度请求，搜索本机的网络拓扑信息以找到一可用通路，并向所述可用通路的本地图像交换机发出连接信令，所述本地图像交换机接收所述连接信令，搜索本地交叉连接表，找到一所请求的入口到出口的交叉，并由通路最终端的本地图像交换机向主机发送链路完成信令，开始进行视频传输。

9.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述主机在进行视频传输同时更新自身的网络拓扑信息。

10.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述系统还包括若干备份机，所述主机从所述备份机中选择一故障激活对象，并定时向所述故障激活对象备份机发送连接正常信号，若所述故障激活对象备份机在法定时间内未收到连接正常信号，则向全网发出主机替换信令，使后继的调度请求信令的地址变更为所述故障激活对象备份机，并选定另一台备份机作为故障激活对象。

11.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述系统的网关包括：以太网MAC及PHY层驱动、TCP/IP通信模块、MPEG-4或H.264压缩模块与联接管理及命令解释模块；所述网关分别与所述本地图像交换机和所述主机连接。

12.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述系统的网络拓扑为环网、星形、链形或网孔形。

13.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述视频图像的传输以时隙为基本单位，每72个时隙组成一帧，其中64个时隙用于传输非压缩的视频图像数据，另外8个时隙用于帧头。

14.如权利要求13所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述帧头分为信令字段、开销字段和公务字段。

15.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述每一本地图像交换机监测其相邻交换机，若发现相邻交换机处于故障状态，则向本机用户及管理中心报告此故障及故障类型。

16.如权利要求8所述的实时视频图像传输系统，其特征在于，所述系统中结点机之间的链路权重动态更新，域内的路由由所述主机根据所述本地图像交换机地址完成；在网络中，按交换机所处的物理连接环境可分为结点机，和站点机；结点机就是在网络中同时和3台或3台以上交换机相连接的机器。

Images