CN101720023A - 实时监控系统、使用数字电视接收机实现监控的方法 - Google Patents

实时监控系统、使用数字电视接收机实现监控的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种实时监控系统、使用数字电视接收机实现监控的方法。其中，该方法包括步骤：在数字电视接收机中安装服务端软件、接上音频采样设备和视频采样设备，设置数字电视接收机的IP地址和广播端口号并接入网络；由服务端软件将音频采样设备输出的原始音频数据和视频采样设备输出的原始视频数据分别进行编码压缩处理，并混合打包为数据包通过广播端口号广播；客户端设备与数字电视接收机建立网络连接，由客户端设备中的客户端软件接收数据包，从数据包中分离出视频数据和音频数据，且分别对视频数据和音频数据进行解码处理，输出原始视频数据和原始音频数据。本发明为数字电视的用户建立远程的实时监控系统提供了低成本的实现条件。

Description

实时监控系统、使用数字电视接收机实现监控的方法
技术领域
本发明涉及一种监控实现方法，尤其是涉及一种使用数字电视接收机来实现实时监控的方法，以及使用该方法的实时监控系统。
背景技术
随着数字电视技术发展以及数字电视广播网络的推广使用，世界各国全面启动模拟电视向数字电视的整体转换，数字电视机、比如数字电视接收机等数字电视接收机也已经迅速地走进千家万户，成为人们日常生活的必需电器设备之一。
例外，数字技术的发展也推动了监控产品从模拟监控系统逐步过渡为数字监控系统。然而，现有的监控产品存在成本比较昂贵、安装较复杂的问题。但随着数字电视技术的发展，数字电视接收机已经进入千千万万的老百姓家庭；若能够利用数字电视接收机来实现视频监控功能，使数字电视接收机集提供数字电视服务和视频监控功能于一体，则可以利用数字电视接收机为广大用户提供视频监控服务。因此，如何使用较低成本在数字电视接收机中实现视频监控功能已成为当前急需解决的技术问题之一。
发明内容
本发明提出一种使用数字电视接收机来实现实时监控的方法，以及使用该方法的实时监控系统，以解决目前需要采用专门的硬件设备存在高成本缺陷的技术问题。
为解决本发明的技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种使用数字电视接收机实现监控的方法，该方法包括步骤：
在数字电视接收机中安装服务端软件、接上音频采样设备和视频采样设备，设置数字电视接收机的IP地址和广播端口号并接入网络；
由服务端软件将音频采样设备输出的原始音频数据和视频采样设备输出的原始视频数据分别进行编码压缩处理，并混合打包为数据包通过广播端口号广播；
客户端设备与数字电视接收机建立网络连接，由客户端设备中的客户端软件接收数据包，从数据包中分离出视频数据和音频数据，且分别对视频数据和音频数据进行解码处理，输出原始视频数据和原始音频数据。
其中，数字电视接收机与客户端设备之间采用实时传输协议传输数据包。
其中，对原始视频数据采用MPEG-2协议算法、MPEG-4协议算法或H.264协议算法进行编码压缩处理。
其中，对原始音频数据采用MP3音频编码算法进行编码压缩处理。
其中，音频采样设备为麦克风，视频采样设备为网络摄像头。
其中，客户端设备为接入网络的个人电脑或服务器。
另外，本发明还公开一种实时监控系统，该系统包括：
安装服务端软件、接上音频采样设备和视频采样设备的数字电视接收机，其通过设置的IP地址和广播端口号接入网络，其中，服务端软件用于控制将音频采样设备输出的原始音频数据和视频采样设备输出的原始视频数据分别进行编码压缩处理，并混合打包为数据包通过广播端口号广播；
与数字电视接收机建立网络连接的且安装客户端软件的客户端设备，该客户端软件用于接收数字电视接收机广播的数据包，从数据包中分离出视频数据和音频数据，且分别对视频数据和音频数据进行解码处理，输出原始视频数据和原始音频数据。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明可以利用家庭中普遍使用的数字电视接收机，在数字电视接收机上接入视频采样设备和音频采样设备，并安装服务端软件，通过远端网络的客户端设备配合实现实时监控，具有实现成本低的明显优势，为数字电视的用户建立监控系统提供了低成本的实现条件。
附图说明
图1是本发明的系统示意图；
图2是本发明中服务端软件的结构层次示意图；
图3是本发明中服务端软件的工作流程图；
图4是本发明中客户端软件的工作流程图。
具体实施方式
为便于理解，先对实时传送协议(Real-time Transport Protocol，RTP)进行简单说明。
RTP协议是一个网络传输协议，它是由IETF的多媒体传输工作小组1996年在RFC 1889中公布的。RTP协议详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式，常用于流媒体系统，视频会议和一键通(Push to Talk)系统，使它成为IP电话产业的技术基础。RTP协议和RTCP(Real-time Transport Control Protocol，RTP控制协议)一起使用，而且它是建立在用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)上的。
并且，RTP协议本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量保证，它依赖于低层服务去实现这一过程。RTP协议并不保证传送或防止无序传送，也不确定底层网络的可靠性。RTP协议实行有序传送，RTP协议中的序列号允许接收方重组发送方的包序列，同时序列号也能用于决定适当的包位置，例如：在视频解码中，就不需要顺序解码。
如图1所示，本发明公开一种利用数字电视接收机实现的实时监控系统，该监控系统包括：通过网络连接的数字电视接收机与客户端设备。其中，在数字电视接收机内安装一个用于接收采样获得的音频数据和视频数据，压缩并进行网络传输的服务器软件；在数字电视接收机上通过扩充接口(比如USB接口)接上一个视频采样设备(比如网络摄像头)和音频采样设备(比如麦克风)；启动服务器软件以找到该视频采样设备并开始收集视频采样设备输出的视频数据以及音频采集设备输出的音频数据；设置数字电视接收机的IP地址和需要广播的端口号，将数字电视接收机接入网络。在网络远端的客户端设备(比如电脑或服务器)上安装用于接收数字电视接收机输出的音视频数据的客户端软件；启动该客户端软件，客户端设备通过网络连接数字电视接收机，以达到摄像头的数据通过网络传输进行实时监控。
其中，所述的视频数据压缩的编码算法可以选择MPEG-2协议算法、MPEG-4协议算法或H.264协议算法。MPEG-2为ISO/IEC13818国际标准，MPEG-2所能提供的传输率在3-10Mbits/sec间，其在NTSC制式下的分辨率可达720X486，MPEG-2也可提供并能够提供广播级的视像和CD级的音质。MPEG-4为ISO/IEC14496国际标准，主要应用于视像电话(Video Phone)，视像电子邮件(Video Email)和电子新闻(Electronic News)等，其传输速率要求较低，在4800-64000bits/sec之间，分辨率为176X144。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图像质量。H.264是MPEG-4第十部分，是由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频组(JVT，Joint Video Team)提出的高度压缩数字视频编解码器标准，H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。
所述的音频数据发压缩编码算法可以选择MPEG-1Audio编码方式的Layer3，就是我们熟悉的MP3音频编码算法。
在网络传输上使用实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)进行广播。由于RTP协议本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量保证，它依赖于低层服务去实现这一过程，因而，本发明在数字电视接收机与客户端设备之间采用的实时传输协议有赖于分别支撑服务端软件和客户端软件的系统层和硬件层来实现。比如，如图2所示，对于安装在数字电视接收机中的服务端软件，该服务端软件与实时传输协议均属于应用层，由硬件层和系统层来支撑应用层实现应用服务。其中，硬件层包括：数字电视接收机、连接在数字电视接收机上的音频采样设备和视频采样设备；系统层包括：数字电视接收机的操作系统(比如，Linux操作系统)、音频采样设备驱动和视频采样设备驱动。
如图3所示，具有来说，服务端软件的工作流程如下：
首先，分别通过视频采样设备和音频采样设备的驱动控制，从视频采样设备获取原始的视频数据，从音频采样设备获取原始的音频数据。
其次，将原始的视频数据送入视频编码器进行视频压缩，视频编码器的编码算法可以选择MPEG-2协议算法、MPEG-4协议算法或H.264协议算法；将原始的音频数据送入音频编码器进行音频压缩，音频编码器的编码算法采用MP3音频编码算法。
最后，将压缩后的视频数据和音频数据通过音视频合成器打包混合在一起形成数据包，将数据包应用实时传榆协议进行对外广播。
如图4所示，客户端软件的工作流程如下：
首先，采用实时传输协议通过网络数据接收器获取数字电视接收机对外广播的数据包。
其次，通过音视频数据分离器从数据包中分离音频数据和视频数据。
然后，通过视频解码器对视频数据进行解码，还原出原始的视频图像；通过音频解码器对音频数据进行解码，还原出原始的声音。
最后，将原始的视频图像和原始的声音分别输出至视频显示设备和音频播放设备。
综上，本发明是通过安装在数字电视接收机中的服务端软件将音视频进行合理的压缩，以能够快速的在网络中传输，同时由安装在客户端设备中的客户端软件通过网络以具有较好实时性的RTP协议接收数据，从而实现实时监控。因此，本发明可以利用家庭中普遍使用的数字电视接收机，在数字电视接收机上接入视频采样设备和音频采样设备，并安装服务端软件，通过远端网络的客户端设备配合实现实时监控，具有实现成本低的明显优势。

Claims (10)

1.一种使用数字电视接收机实现监控的方法，其特征在于，该方法包括步骤：
在数字电视接收机中安装服务端软件、接上音频采样设备和视频采样设备，设置数字电视接收机的IP地址和广播端口号并接入网络；
由服务端软件将音频采样设备输出的原始音频数据和视频采样设备输出的原始视频数据分别进行编码压缩处理，并混合打包为数据包通过广播端口号广播；
客户端设备与数字电视接收机建立网络连接，由客户端设备中的客户端软件接收数据包，从数据包中分离出视频数据和音频数据，且分别对视频数据和音频数据进行解码处理，输出原始视频数据和原始音频数据。
2.根据权利要求1所述使用数字电视接收机实现监控的方法，其特征在于，数字电视接收机与客户端设备之间采用实时传输协议传输数据包。
3.根据权利要求1所述使用数字电视接收机实现监控的方法，其特征在于，对原始视频数据采用MPEG-2协议算法、MPEG-4协议算法或H.264协议算法进行编码压缩处理。
4.根据权利要求1所述使用数字电视接收机实现监控的方法，其特征在于，对原始音频数据采用MP3音频编码算法进行编码压缩处理。
5.根据权利要求1所述使用数字电视接收机实现监控的方法，其特征在于，音频采样设备为麦克风，视频采样设备为网络摄像头。
6.根据权利要求1所述使用数字电视接收机实现监控的方法，其特征在于，客户端设备为接入网络的个人电脑或服务器。
7.一种实时监控系统，其特征在于，该系统包括：
安装服务端软件、接上音频采样设备和视频采样设备的数字电视接收机，其通过设置的IP地址和广播端口号接入网络，其中，服务端软件用于控制将音频采样设备输出的原始音频数据和视频采样设备输出的原始视频数据分别进行编码压缩处理，并混合打包为数据包通过广播端口号广播；
与数字电视接收机建立网络连接的且安装客户端软件的客户端设备，该客户端软件用于接收数字电视接收机广播的数据包，从数据包中分离出视频数据和音频数据，且分别对视频数据和音频数据进行解码处理，输出原始视频数据和原始音频数据。
8.根据权利要求7所述实时监控系统，其特征在于，数字电视接收机与客户端设备之间采用实时传输协议传输数据包。
9.根据权利要求7所述实时监控系统，其特征在于，编码压缩处理原始视频数据的算法为MPEG-2协议算法、MPEG-4协议算法或H.264协议算法。
10.根据权利要求7所述实时监控系统，其特征在于，编码压缩处理原始音频数据的算法为MP3音频编码算法。
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