CN101753986A - 视频监控系统及该系统中的轮切控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频监控系统以及该系统中的轮切控制装置和方法。本发明实现了全IP化的视频监控，且本发明在实现轮切过程中，由控制层设备在对应下一个前端设备的轮切时段开始之前预先发起轮切，因此，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，承载层设备已与下一个前端设备建立媒体流传输连接，从而CE在停止接收当前的前端设备输出的媒体流之后，无须等待即可立即开始接收下一个前端设备输出的媒体流，从而提高了轮切速度，且不会在轮切过程中出现黑屏。

Description

视频监控系统及该系统中的轮切控制装置和方法

技术领域

本发明涉及控制技术，特别涉及一种视频监控系统以及该系统中的轮切控制装置和方法。

背景技术

现有基于IP网络的视频监控系统，主要包括视频监控摄像机、数字视频服务器(Digital Video Server，DVS)、数字视频录像机(Digital VideoRecorder，DVR)等前端设备，还包括用于实现视频传输的IP传输网络、用于实现设备统一管理和中心存储的网络视频监控平台、以及用于将视频数据显示在个人计算机(PC)或电视的客户端。

然而，上述的现有基于IP网络的视频监控系统并未实现全IP化，尤其是该系统中的前端设备均为DVS、DVR等未通过IP网络连接的设备，因而存在以下问题：

1、DVS、DVR等设备则需要通过模拟线缆与模拟视频摄像机相连，布线困难且设备维护成本高；

2、模拟摄像机的视频清晰度制式逐行倒相(Phase Alternating Line，PAL)或国家电视系统委员会制式(National Television System Committee，NTSC)是上世纪六七十年代的标准，其规定的最高清晰度仅为(720×576)，阻碍了视频监控向高清视频的发展；

3、DVS、DVR等设备需要基于自身的端口连接在视频系统中，而DVR、DVS等设备的端口众多，使得设备的配置较为复杂，并且很难实现自动发现和自动配置功能；

4、DVS、DVR等设备使用硬件板卡制式，各厂商定制的功能差异大，需要针对不同厂商的设备制定不同的接入方式；

5、DVS、DVR等设备无智能设备接入端口，阻碍了视频监控向智能化视频的发展。

由上述问题可见，现有基于IP网络的视频监控系统并未实现全IP化，进而使得组网布线的难度较大、系统配置的通用性较差且实现较为复杂、同时还阻碍了视频监控向高清视频和智能化的发展。

而且，现有基于IP网络的视频监控系统并未实现全IP化，还使得系统架构不清晰、不统一，且系统中的通信协议混乱、不规范，更是无法实现多个视频监控系统的多级多域互联互通，从而无法进行统一化管理和无限级联扩展。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种视频监控系统以及该系统中的轮切控制装置和方法，能够实现全IP化的视频监控、并提高轮切速度。

本发明提供的一种视频监控系统，该系统包括：控制层设备、与所述控制层设备通过IP网络相连的接入层设备和承载层设备、分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的多个前端设备、以及分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的客户端单元CE；

所述接入层设备基于所述控制层设备的控制，将所述CE和多个所述前端设备接入至所述系统中；

所述承载层设备基于所述控制层设备的控制，与所述CE之间建立媒体流传输连接，并依次将不同的前端设备作为当前的前端设备、建立媒体流传输连接，以实现多个所述前端设备与所述CE之间的媒体流传输轮切；

且，所述控制层设备中设置有轮切计划，并根据该轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接；在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

所述当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备；

所述控制层设备进一步在对应当前前端设备的轮切时段的开始之前，控制所述承载层设备与所述当前的前端设备建立媒体流传输连接。

所述控制层设备向所述承载层设备发送开放媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述开放媒体流端口的请求消息，开放下一个前端设备能够输出媒体流的端口，并与下一个前端设备建立媒体流传输连接。

所述控制层设备向所述承载层设备发送关闭媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述关闭媒体流端口的请求消息，开放当前的前端设备能够输出媒体流的端口，并断开与下一个前端设备的媒体流传输连接。

本发明提供的一种视频监控系统中的轮切控制装置，所述视频监控系统包括：控制层设备、与所述控制层设备通过IP网络相连的接入层设备和承载层设备、分别与所述接入层设备和所述承载层设备通过所述IP网络相连的多个前端设备、以及分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的客户端单元CE；

所述接入层设备基于所述控制层设备的控制，将所述CE和多个所述前端设备接入至所述系统中；

所述承载层设备基于所述控制层设备的控制，与所述CE之间建立媒体流传输连接，并依次将不同的前端设备作为当前的前端设备、建立媒体流传输连接，以实现多个所述前端设备与所述CE之间的媒体流传输轮切；

该装置设置于所述控制层设备中，并包括：

计划配置单元，用于存储预先设置的轮切计划；

计划执行单元，用于根据所述轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接；在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

所述当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备；

所述计划执行单元进一步在对应当前前端设备的轮切时段的开始之前，控制所述承载层设备与所述当前的前端设备建立媒体流传输连接。

本发明提供的一种视频监控系统中的轮切控制方法，所述视频监控系统包括：控制层设备、与所述控制层设备通过IP网络相连的接入层设备和承载层设备、分别与所述接入层设备和所述承载层设备通过所述IP网络相连的多个前端设备、以及分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的客户端单元CE；

所述接入层设备基于所述控制层设备的控制，将所述CE和多个所述前端设备接入至所述系统中；所述承载层设备基于所述控制层设备的控制，与所述CE之间建立媒体流传输连接，并依次将不同的前端设备作为当前的前端设备、建立媒体流传输连接，以实现多个所述前端设备与所述CE之间的媒体流传输轮切；

且该方法在所述控制层设备中设置轮切计划后包括：

根据所述轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接；

根据所述轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

所述当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备；

该方法进一步在对应当前前端设备的轮切时段的开始之前，控制所述承载层设备与所述当前的前端设备建立媒体流传输连接。

所述控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接包括：

所述控制层设备向所述承载层设备发送开放媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述开放媒体流端口的请求消息，开放下一个前端设备能够输出媒体流的端口，并与下一个前端设备建立媒体流传输连接。

所述控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接包括：

所述控制层设备向所述承载层设备发送关闭媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述关闭媒体流端口的请求消息，开放当前的前端设备能够输出媒体流的端口，并断开与下一个前端设备的媒体流传输连接。

由上述技术方案可见，本发明由控制层设备在对应下一个前端设备的轮切时段开始之前预先发起轮切，因此，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，承载层设备已与下一个前端设备建立媒体流传输连接，从而CE在停止接收当前的前端设备输出的媒体流之后，无须等待即可立即开始接收下一个前端设备输出的媒体流，从而提高了轮切速度，且不会在轮切过程中出现黑屏。

附图说明

图1为本发明中基于IP网络的视频监控系统逻辑层结构示意图；

图2为本发明中基于IP网络的视频监控系统的系统架构示意图；

图3为本发明中基于IP网络的视频监控系统的系统接口示意图；

图4为本发明中基于IP网络的视频监控系统的单域组网结构示意图；

图5为本发明中基于IP网络的视频监控系统中交互方法的一种流程示意图；

图6为本发明中基于IP网络的视频监控系统中交互方法的另一种流程示意图；

图7为本发明实施例中包括多个前端设备的视频监控系统的示例性结构图；

图8为本发明实施例中轮切控制方法的示例性流程图。

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。

图1为本发明中基于IP网络的视频监控系统逻辑层结构示意图。如图1所示，在发明中基于IP网络的视频监控系统中，可包含4个逻辑层：接入层101、承载层102、控制层103、以及业务层104。

1)接入层101支持IP协议、TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)、UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)和SIP(SessionInitiation Protocol，会话初始协议)等传输控制协议，用于视频监控中的各种端点的接入。其中，端点可具体包括用户端点、媒体流端点、以及告警端点，告警端点为可选的而非必要。

2)承载层102，用于承载视频监控中的媒体流，包括媒体流的转发分发、媒体流的底层传输；可选地，承载层102还可以进一步用于媒体流的存储。

对于承载层102的媒体流的转发分发，可由承载层102中在逻辑上划分出的媒体转发分发功能模块来实现。媒体转发分发功能模块可用于媒体流的复制、转发、分发、广播、组播和路由等功能。

对于承载层102的媒体流的底层传输，可由承载层102中在逻辑上划分出的底层传输功能模块来实现。底层传输功能模块可用于控制信令和通知信令的传输。其中，控制信令和通知信令均可为SIP协议的信令，并可以使用TCP中的套接字(Socket)连接、且内容携带可扩展标记语言(eXtensibleMarkup Language，XML)格式的消息描述。其中，通知信令为可选的信令而非必需。

当然，底层传输功能模块还用于实现媒体流的传输。具体来说，针对媒体流的传输，可采用系统中的各逻辑层设备所支持的媒体流格式，并选择使用H.264、动态图像专家组(Moving Pictures Experts Group，MPEG-4)、数字音视频编解码技术标准(Audio and Video Coding Standard，AVS)等协议对媒体流进行封装。

对于承载层102的媒体流的存储，可由承载层102中在逻辑上划分出的媒体存储功能模块来实现。媒体存储功能模块可用于媒体流的接收、存储；该媒体存储功能模块可接入存储域网络(Storage Area Network，IP-SAN)、网络附属存储(Network Attached Storage，NAS)、直连方式存储(DirectAttached Storage，DAS)等IP存储设备；且，媒体存储功能模块还可以进一步用于存储计划管理、存储介质管理及录像回放服务等，例如，由用户根据时间、各逻辑层设备的特性、告警类型等制定存储计划，供媒体存储功能模块来执行。

3)控制层103，用于视频监控系统的会话控制和音视频分发管理(Audioand Video Distribute Management，AVDM)；可选地，控制层103还可以进一步用于音视频存储管理(Audio and Video Storage Management，AVSM)、端点管理、权限管理等。

对于控制层103的会话控制，可由控制层103中在逻辑上划分出的会话控制功能模块来实现。会话控制功能模块可用于本发明中基于IP网络的视频监控系统内所有业务的控制。且，本发明中的业务层104可通过SIP协议进行业务的建立、使用和取消操作，因而控制层103中的会话控制功能模块内部会针对该业务建立用来控制该业务的业务控制块、时间控制块和资源控制块等，并维护所建立的业务控制块、时间控制块和资源控制块等。

对于控制层103的AVDM和AVSM，可分别由控制层103中在逻辑上划分出的AVDM功能模块和AVSM功能模块来实现。AVDM功能模块用于进行媒体流传输控制、控制信令和通知信令的控制、以及负载分担策略控制、语音视讯会议所需要的混音功能；AVSM功能模块用于对承载层102中的媒体存储功能模块的控制。

对于控制层103的端点管理，可由控制层103中在逻辑上划分出的端点管理功能模块来实现。端点管理功能模块可用于对本发明中基于IP网络的视频监控系统内，所有接入的用户端点、媒体流端点、以及告警端点等各端点的设备进行管理，通过对上述设备的设备信息、以及记录于系统的用户信息的抽象化存储，通过对系统中的数据库的静态配置，通过网络管理单元进行各逻辑层设备的配置及属性管理，使本发明中基于IP网络的视频监控系统拥有全局统一管理和规划各逻辑层设备的能力。其中，上述设备信息可包括设备标识、设备属性等信息，而上述用户信息则可以包括用户标识、用户属性等信息；如上所述的系统中的数据库通常可以由各逻辑层共享使用，因而在本文中并未单独结合某一逻辑层进行说明。

对于控制层103的权限管理，可由控制层103中在逻辑上划分出的权限管理功能模块来实现。权限管理功能模块可用于确定用户对实施例中基于IP网络的视频监控系统内的各种资源的使用权限。

4)业务层104，至少用于实现本发明中基于IP网络的视频监控系统中基础业务、作为业务制定参考的智能分析等。

对于业务层104中的基础业务，可由业务层104中在逻辑上划分出的基础业务功能模块来实现。基础业务功能模块可用于提供本发明中基于IP网络的视频监控系统的基本业务，例如实时监控、点播回放、云台控制、存储计划、接入控制、批量配置等。用户可通过接入层中的CE客户端使用基本业务。

对于业务层104中的智能分析，可由业务层104中在逻辑上划分出的智能分析功能模块来实现。智能分析功能模块可用于提供本发明中基于IP网络的视频监控系统的智能业务，通过智能技术与上层应用的结合，满足用户对系统的需求。例如：物体追踪(Motion Tracking)、人脸识别(FacialDetection)、车辆识别(Vehicle Identification)、非法滞留(Object Persistence)、烟火检测(Fire Detection)、人流量统计(People Counting)、人群控制(FlowControl)、人体行为分析(Action Analyze)、交通流量控制(Traffic Flow)、高级视频移动侦测(Advanced VMD)、物品丢失或位移检测(MovingDetection)等。

需要说明的是，业务层104中的各功能模块，主要是为了使得本发明中基于IP网络的视频监控系统能够以业务的方式提供视频监控功能、并能够进一步提供其他业务功能。当然，如果脱离业务而直接由承载层102在控制层103的控制下通过接入层101获取并分发媒体流，则也能够实现视频监控，因而业务层104对于本发明中基于IP网络的视频监控系统来说是可选的而非必需的。

上述逻辑层结构中提及的各种功能模块，均可以由本领域技术人员通过计算机程序来实现，在此不再一一赘述。

下面，基于上述的逻辑层结构，对本发明实施例中基于IP网络的视频监控系统的系统架构进行详细说明。

图2为本发明实中基于IP网络的视频监控系统的系统架构示意图。如图2所示，在本发明中，基于IP网络的视频监控系统的系统架构包括对应接入层101的接入层设备、对应承载层102的承载层设备、对应控制层103的控制层设备。

1)对应接入层101的接入层设备包括：对应用户端点的客户端单元(Client Element，CE)201、对应媒体流端点或告警端点的前端设备202、以及用于CE 201、前端设备202接入的呼叫控制功能(Call Control Function，CCF)服务器203。

较佳地，CCF服务器203可提供SIP服务网关和安全接入网关。

较佳地，CE 201可以具体分为客户端/服务器(Client/Serve，C/S)架构模式和浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)架构模式两种，且CE 201可支持实时视频、点播回放、实时告警、告警联动、轮切计划、组切计划、群切计划、用户登录、权限管理、设备管理、批量配置、巡航轨迹、云台控制、透明通道、存储管理、存储计划、语音广播、语音对讲、录像下载、录像管理、组角色管理、设备划归、地理信息系统(Geographic Information System，GIS)等网络视频监控系统业务。

较佳地，前端设备202可以是例如IP Camera、IP云台设备等媒体流信息提供设备，用于视频信息、音频信息、数据信息、智能分析信息及告警信息的采集和输出；可选地，前端设备202可通过例如模拟线路、嵌入等电连接方式与智能设备202’相连，或者也可以通过IP网络与智能设备202’相连，该智能设备202’同时还与CCF服务器203通过IP网络相连，以便于通过CCF服务器203接入至视频监控系统中；当然，对于包含可选的告警端点的系统来说，前端设备202还可以是例如门禁设备、红外设备、烟感设备、智能告警分析设备等安防领域设备。

且，上述CE 201和前端设备202支持SIP协议扩展，支持实时传输协议(Real-time Transport Protocol，RTP)、实时传输控制协议(Real-timeTransport Control Protocol，RTCP)和实时流化协议(Real-time StreamingProtocol，RTSP)等媒体流传输控制协议。

2)对应承载层102的承载层设备包括：音视频分发功能(Audio and VideoDistribute Function，AVDF)服务器204。如前所述的承载层102中的媒体转发分发功能模块承载于AVDF服务器204中。

3)对应控制层103的控制层设备包括：业务管理功能(Service ManagerFunction，SMF)服务器206。如前所述的控制层103中的会话控制功能模块和AVDM功能模块承载于SMF服务器206中。

此外，对于如前所述的可选的业务层104中的基础业务功能模块、智能分析功能模块、联动配置功能模块，则可以由本实施例中基于IP网络的视频监控系统所包括的所有接入层设备、所有承载层设备、所有控制层设备共同承载。

仍参见图2，在本实施例中基于IP网络的视频监控系统中：

CE 201、前端设备202分别与CCF服务器203通过IP网络相连，通过CCF服务器203接入至本实施例中基于IP网络的视频监控系统中；

CCF服务器203与SMF服务器206通过IP网络相连，基于SMF服务器206的会话控制，实现CE 201、前端设备202的接入；

CE 201、前端设备202分别与AVDF服务器204通过IP网络相连，通过AVDF服务器204传输媒体流；

AVDF服务器204与SMF服务器206通过IP网络相连，基于SMF服务器206的会话控制，实现前端设备202与CE 201之间的媒体流传输相关处理。具体来说，AVDF服务器204用于来自前端设备与CE之间的媒体流接收、复制、转发、分发、路由、组播和广播等转发分发相关处理，实现CE 201与前端设备202的视频监控会话的视频监控，即实现对该前端设备202所在场景的视频监控；AVDF服务器204进一步用于控制信令和通知信令的传输等底层传输相关处理。

SMF服务器206，用于实现上述的会话控制。实际应用中，一个SMF服务器206可连接多个CCF服务器203进行负载均衡控制；多个CCF服务器203可提供广泛范围的CE 201、前端设备202、或其它任何能够接入系统的设备的接入，且CCF服务器203可进一步作为网关支持广域网内的网络地址转换(Network Address Translation，NAT)网关。

本文中所提及的“通过IP网络相连”，可以采用现有任意通过IP网络连接的具体方式，例如，各逻辑层设备可连接在IP网络中的同一台交换设备、或分别连接在IP网络中的不同交换设备，其它方式在此不再一一赘述。

可选地，本发明中基于IP网络的视频监控系统，其承载层设备还可以进一步包括音视频存储功能(Audio and Video Storage Function，AVSF)服务器，该AVSF服务器分别与SMF服务器206和AVDF服务器204通过IP网络相连，如前所述的承载层102中的媒体存储功能模块承载于AVSF服务器中；且控制层设备还可以进一步包括用户鉴权功能(User AuthenticationFunction，UAF)服务器，该UAF服务器与SMF服务器206通过IP网络相连，对于如前所述控制层103中可选的端点管理功能模块、以及权限管理功能模块，可以由SMF服务器206和UAF服务器共同承载。

图3为本发明实施例一中基于IP网络的视频监控系统的系统接口示意图。如图3所示，在本实施例中如图2所示基于IP网络的视频监控系统架构中：

CE 201与CCF服务器203之间采用Icc接口(Interface of CE and CCF)301，接口通信使用SIP协议；

前端设备202与CCF服务器203之间采用Icn接口(Interface of CCF andNE)302a，接口通信使用SIP协议；需要说明的是，本文中各英文缩写所涉及的英文全称中的“NE”，在本文中仅表示前端设备202；

与前端设备202电连接的智能设备202’，则与CCF服务器203之间采用Ici接口(Interface of CCF and Intelligent Device)302b，接口通信使用SIP协议；

CCF服务器203与SMF服务器206之间采用Isc接口(Interface of SMFand CCF)303，接口通信使用SIP协议；

AVDF服务器204与SMF服务器206之间采用Isd接口(Interface of SMFand AVDF)304，接口通信使用Socket协议；

CE 201与AVDF服务器204之间采用Idc接口(Interface of AVDF andCE)308，接口通信使用RTP、或RTCP、或RTSP协议；

前端设备202与AVDF服务器204之间采用Ind接口(Interface ofNE andAVDF)309，接口通信使用RTP、或RTCP、或RTSP协议。

此外，可选的AVSF服务器与SMF服务器206之间采用Iss接口(Interface of SMF and AVSF)，接口通信使用Socket协议；可选的UAF服务器与SMF服务器206之间采用Isu接口(Interface of SMF and UAF)，接口通信使用SIP协议。

图4为本发明实施例中基于IP网络的视频监控系统的单域组网结构示意图。如图4所示，在本实施例中基于IP网络的视频监控系统中，对于仅包含一个SMF服务器206的情况，称之为单域组网结构，该系统具体包括：CE 201、前端设备202、CCF服务器203、AVDF服务器204、SMF服务器206，图4中未示出可选的AVSF服务器和UAF服务器。

图5为本发明实施例中基于IP网络的视频监控系统中交互方法的一种流程示意图。如图5所示，本实施例中如图4所示的基于IP网络的视频监控系统中，CE 201、前端设备202、CCF服务器203、AVDF服务器204、SMF服务器206之间可以按照如下流程进行媒体流传输控制的交互：

步骤501，CE 201通过IP网络向CCF服务器203发送获取媒体流的第一请求消息，例如名为“INVITE”的消息，表示请求获取任一前端设备202的媒体流；

步骤502，CCF服务器203根据来自CE 201的第一请求消息，通过IP网络向CE 201返回例如名为“100”消息的第一响应消息、并保存该请求对应的会话(Session)；

步骤503，CCF服务器203根据来自CE 201的第一请求消息，通过IP网络向SMF服务器206发送例如名为“INVITE”的消息等获取媒体流的第二请求消息，以将CE 201的请求转发至SMF服务器206；此处所述的第二请求消息可以是以透传方式直接转发的第一请求消息，也可以是由CCF服务器203另行生成的请求消息；

步骤504，SMF服务器206根据来自CCF服务器203的获取媒体流的第二请求消息，通过IP网络向CCF服务器203返回第二响应消息；

步骤505，SMF服务器206判断前端设备202是否已与AVDF服务器204建立了如图4所示的媒体流传输接口连接413；如果是，则直接执行步骤509，否则执行步骤506；

步骤506，SMF服务器206通过IP网络并向前端设备202发送例如名为“INVITE”消息等表示申请端口的第五请求消息，以向前端设备202申请能够输出媒体流的端口；

步骤507，前端设备202分配对应的端口，通过IP网络并向SMF服务器206返回例如名为“200OK”消息等表示端口已分配的第五响应消息；

步骤508，SMF服务器206根据前端设备202在分配对应的端口后所返回的表示端口已分配的第五响应消息，通过IP网络并向前端设备202发送确认端口已分配的第三ACK，此后，前端设备202即通过IP网络与AVDF服务器204建立如图4所示的媒体流传输接口连接413；

步骤509，SMF服务器206通过IP网络向CCF服务器203返回例如名为“200OK”的消息等表示可视频监控会话可建立的第三响应消息；

步骤510，CCF服务器203根据来自SMF服务器206的第三响应消息，向CE 201返回例如名为“200OK”的消息等表示可视频监控会话可建立的第四响应消息；需要说明的是，此处所述的第四响应消息可以是以透传方式直接转发的第三响应消息，也可以是由CCF服务器203另行生成的响应消息；

步骤511，CE 201根据来自CCF服务器203的第四响应消息，通过IP网络向CCF服务器203发送表示确认视频监控会话可建立的第一ACK；

步骤512，CCF服务器203根据来自CE 201的表示确认视频监控会话可建立的第一ACK，通过IP网络向SMF服务器206发送表示确认视频监控会话可建立的第二ACK；需要说明的是，此处所述的第二ACK可以是以透传方式直接转发的第一ACK，也可以是由CCF服务器203另行生成的ACK；

步骤513，SMF服务器206根据来自CCF服务器203的表示确认视频监控会话可建立的第二ACK，通过IP网络向AVDF服务器204发送开放媒体流端口的请求消息，例如PortOpenNotify请求消息；

步骤514，AVDF服务器204根据来自SMF服务器206的开放媒体流端口的请求消息，通过其与对应前端设备202之间基于IP网络的媒体流传输接口连接413，开放该前端设备202能够输出媒体流的端口，并通过IP网络并向SMF服务器206返回例如名为“Response”消息的开放响应消息；

步骤515，CE 201在AVDF服务器204开放了对应前端设备202能够输出媒体流的端口后，通过IP网络与AVDF服务器204建立如图4所示的媒体流传输接口连接411，并通过与AVDF服务器204之间基于IP网络的媒体流传输接口连接411、AVDF服务器204、以及AVDF服务器204与前端设备202之间基于IP网络的媒体流传输接口连接413，基于视频监控会话与前端设备202进行媒体流的交互。

至此，本流程结束。

上述流程中，步骤502、504均为可选的步骤，步骤503可以在步骤502之前或与步骤502同时执行，步骤505可以在步骤504之前或与步骤504同时执行；且对于前端设备202已通过与AVDF服务器204建立了媒体流传输接口连接413的情况，步骤505～508也为可选的步骤。

图6为本发明实施例中基于IP网络的视频监控系统中交互方法的另一种流程示意图。如图6所示，基于本实施例中基于IP网络的视频监控系统、且在如图5所示的流程之后，本实施例中如图4所示的基于IP网络的视频监控系统中，CE 201、前端设备202、CCF服务器203、AVDF服务器204、SMF服务器206之间，还可以进一步按照如下流程实现媒体流传输控制的交互：

步骤601，CE 201通过IP网络向CCF服务器203发送例如名为“BYE”消息的表示终止视频监控会话的第六请求消息，请求终止与前端设备202之间的视频监控会话；

步骤602，CCF服务器203根据来自CE 201的第六请求消息，通过向SMF服务器206发送表示终止视频监控会话的第七请求消息，以将CE 201终止与前端设备202之间的视频监控会话的请求转发至SMF服务器206；需要说明的是，此处所述的第七请求消息可以是以透传方式直接转发的第六请求消息，也可以是CCF服务器203另行生成的请求消息；

步骤603，SMF服务器206根据来自CCF服务器203的第七请求消息，通过IP网络向AVDF服务器204发送关闭媒体流端口的请求消息，例如PortCloseNotify请求消息；

步骤604，AVDF服务器204根据来自SMF服务器206的开放媒体流端口的请求消息，通过其与对应前端设备202之间基于IP网络的媒体流传输接口连接413，关闭该前端设备202能够输出媒体流的端口，并通过IP网络向SMF服务器206返回例如名为“Response”消息的关闭响应消息；

步骤605，SMF服务器206根据关闭响应消息终止CE 201与ASDF服务器204之间的媒体流传输接口411，并通过IP网络向CCF服务器203发送例如名为“200OK”消息等表示视频监控会话终止的第六响应消息；

步骤606，CCF服务器203根据第六响应消息，通过IP网络向CE 201发送例如名为“200OK”消息等表示视频监控会话终止的第七响应消息，CE201在接收到第七响应消息后断开与AVDF服务器204之间基于IP网络的媒体流传输接口连接411，从而终止与前端设备202的视频监控会话；需要说明的示，上述第七响应消息可以是以透传方式直接转发的第六响应消息，也可以是由CCF服务器203另行生成的消息；

步骤607，SMF服务器206判断当前终止的视频监控会话，是否为对应前端接口202的最后一个视频监控会话，如果是，则继续执行步骤608，否则结束本流程；

步骤608，SMF服务器206通过IP网络并向前端设备发送例如名为“BYE”消息等撤销端口的第八请求消息，以向前端设备202撤销能够输出媒体流的端口；

步骤609，当前端设备202在撤销对应的端口、并所返回的例如名为“200OK”消息等表示端口已撤销的第八响应消息后，前端设备202断开了通过IP网络与AVDF服务器204之间的媒体流传输接口连接413。

至此，本流程结束。

上述流程中，步骤605、606为可选的步骤，步骤607可在步骤605或步骤606之前执行，也可以与步骤605或步骤606同时执行；且，由于断开前端设备202与AVDF服务器204之间的媒体流传输接口413连接并非必需，因此，步骤607～609也为可选的步骤。

可见，本发明中基于IP网络的视频监控系统中，CE、前端设备、以及各逻辑层设备之间的连接均通过IP网络来实现，从而实现了视频监控系统的全IP化。

以上，是对本发明中基于IP网络的视频监控系统的详细说明。

虽然图4中仅示出了一个前端设备202，但是在实际应用中，前端设备202可以为多个，如图7所示。多个前端设备202输出的媒体流均可通过AVDF服务器204传输至同一个CE 201显示，但对于同一个CE 201来说，同一时刻只能够接收并显示一个前端设备202输出的媒体流。由此，就需要AVDF服务器204依次切换与不同前端设备202之间的媒体流传输连接413，从而将不同前端设备202输出的媒体流次切换至同一个CE 201，该过程即可称为轮切。

具体来说，在本实施例中可在SMF服务器206中设置轮切计划，该轮切计划中包括分别对应不同前端设备202的轮切时段、轮切时段可包括开始时间和持续时长，此后，即可以按照现有技术中在其它类型的视频监控系统中常用的如下两种轮切控制方式来实现轮切：

方式一、由CE 201主动发起轮切，CE 201从SMF服务器206获取轮切计划，并已与AVDF服务器204建立媒体流传输连接411；CE 201依据轮切计划中分别对应各前端设备202的轮切时段，在对应当前前端设备202的轮切时段开始时，向SMF服务器206请求与当前的前端设备202进行媒体流传输，由SMF服务器206按照如图5中相关步骤所述的方式，控制AVDF服务器204与当前的前端设备202建立媒体流传输连接413，然后CE 201即可在该轮切时段内接收当前的前端设备202输出的媒体流；在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始时，CE 201停止接收当前的前端设备202输出的媒体流，并向SMF服务器206请求与下一个前端设备202进行媒体流传输，由SMF服务器206按照如图6中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204先与当前的前端设备202断开媒体流传输连接413、再按照如图5中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，然后CE 201即可在对应下一个前端设备202的轮切时段内接收下一个前端设备202输出的媒体流；

方式二、由SMF服务器206主动发起轮切，CE 201已与AVDF服务器204建立媒体流传输连接411，SMF服务器206依据轮切计划中分别对应各前端设备202的轮切时段，在对应当前的前端设备202的轮切时段开始时，按照如图5中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204与当前的前端设备202建立媒体流传输连接413，然后CE 201即可在该轮切时段内接收当前的前端设备202输出的媒体流；在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始时，CE 201停止接收当前的前端设备202输出的媒体流，SMF服务器206按照如图6中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204先与当前的前端设备202断开媒体流传输连接413、再按照如图5中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，然后CE 201即可在对应下一个前端设备202的轮切时段内接收下一个前端设备202输出的媒体流。

上述两种方式中，依据前述如图5所示的流程可知，由于AVDF服务器204在与每个前端设备202建立媒体流传输之前，均需要与该前端设备202、以及SMF服务器206之间进行多次信令交互，从而使得CE 201接收到下一个前端设备202输出的媒体流会存在一定的延迟，因此，对于上述两种来说，在每次CE 201停止接收当前的前端设备202所输出的媒体流之后、AVDF服务器204与下一个前端设备202建立媒体流传输413之前，CE 201用于显示媒体流的显示器会具有一定时间的黑屏。

可见，本发明中如图4所示的视频监控系统可以采用现有的上述两种方式实现轮切，但由于轮切的速度较慢因而会使得轮切过程中在CE 201出现黑屏。

由此，为了克服上述两种方式所存在的轮切速度较慢的问题，本发明还提供了一种能够提高轮切速度的视频监控系统，以及一种轮切控制装置和轮切控制方法。

在如图7所示的视频监控系统中，采用SMF服务器206预先发起轮切的方式：CE 201已在SMF服务器206的控制下与AVDF服务器204建立媒体流传输连接411，但是，与上述两种方式的不同之处在于，SMF服务器206依据轮切计划中分别对应各前端设备202的轮切时段，在对应当前的前端设备202的轮切时段开始之前，按照如图5中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204与当前的前端设备202建立媒体流传输连接413，然后CE201即可在该轮切时段内接收当前的前端设备202输出的媒体流；在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始之前，SMF服务器206按照如图5中相关步骤所述的方式，先控制AVDF服务器204与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，这样，在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始时，CE 201停止接收当前的前端设备202输出的媒体流，由于AVDF服务器204已与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，因而在对应下一个前端设备202的轮切时段开始时可立即接收下一个前端设备202输出的媒体流，SMF服务器206然后再按照如图6中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204先与当前的前端设备202断开媒体流传输连接413。

可见，本实施例中SMF服务器206预先发起轮切的方式，由于在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始时，AVDF服务器204已与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，因此，CE 201在停止接收当前的前端设备202输出的媒体流之后，无须等待即可立即开始接收下一个前端设备202输出的媒体流，从而提高了轮切速度，且不会在轮切过程中出现黑屏。

具体来说，SMF服务器206可按照如图5中相关步骤所述的方式，向AVDF服务器204发送开放媒体流端口的请求消息；AVDF服务器204根据开放媒体流端口的请求消息，开放下一个前端设备202能够输出媒体流的端口并返回开放响应消息，然后与下一个前端设备202建立媒体流传输连接。在此过程中：

SMF服务器206在向AVDF服务器204发送开放媒体流端口的请求消息、例如PortOpenNotify请求消息时，可以进一步在该消息中携带下一个前端设备202的标识(ID)和IP地址等信息，下一个前端设备202的ID可以预先设置在轮切计划中；

AVDF服务器204在接收到开放媒体流端口的请求消息后，可进一步根据其负载能力，从其所有的端口中选择其中一个作为该下一个前端设备202能够输出媒体流的端口，并记录下一个前端设备202与端口的对应关系；

AVDF服务器204在开放下一个前端设备202能够输出媒体流的端口后、向SMF服务器206返回例如名为“Response”消息的开放响应消息时，可进一步在该开放响应消息中携带开放的端口地址。

具体来说，SMF服务器206可按照如图6中相关步骤所述的方式，向AVDF服务器204发送关闭媒体流端口的请求消息；AVDF服务器204根据关闭媒体流端口的请求消息，关闭当前的前端设备202能够输出媒体流的端口并返回关闭响应消息，然后与当前的前端设备202断开媒体流传输连接。

此外，由于在对应当前前端设备202的轮切时段结束之前、对应下一个前端设备202的轮切时段开始之前，AVDF服务器204已与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，因此，对应下一个前端设备202的轮切时段开始之前，AVDF服务器204就已接收到下一个前端设备202输出的媒体流。但此时的CE 201还未停止接收当前的前端设备202所输出的媒体流，因此，AVDF服务器204可以在对应下一个前端设备202的轮切时段开始之前，进一步丢弃下一个前端设备202输出的媒体流。

在本实施例中，SMF服务器206作为轮切控制装置可具体包括：

计划配置单元，用于存储预先设置的轮切计划；

计划执行单元，用于根据预先设置的轮切计划，在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始之前，SMF服务器206按照如图5中相关步骤所述的方式，先控制AVDF服务器204与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，并在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始时按照如图6中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204与当前的前端设备202断开媒体流传输连接413。

当然，如果当前的前端设备202为轮切计划中的第一个前端设备，则计划执行单元可以进一步在对应当前前端设备202的轮切时段开始之前，按照如图5中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器204与当前的前端设备202建立媒体流传输连接413，然后CE 201即可在该轮切时段内接收当前的前端设备202输出的媒体流，以保证CE 201在轮切最初始时刻也不会出现黑屏等待。

图8为本发明实施例中轮切控制方法的示例性流程图。如图8所示，本实施例中基于如图7所示视频监控系统的轮切控制方法包括：

步骤800，在SMF服务器中设置轮切计划。

本步骤之后，在每次执行轮切时均顺序执行步骤801～802。

步骤801，根据预先设置的轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，SMF服务器控制AVDF服务器与下一个前端设备建立媒体流传输连接。

本步骤中，SMF服务器可按照如图5中相关步骤所述的方式，控制AVDF服务器与下一个前端设备建立媒体流传输连接。也就是说，SMF服务器向AVDF服务器发送开放媒体流端口的请求消息；AVDF服务器根据开放媒体流端口的请求消息，开放下一个前端设备能够输出媒体流的端口并返回开放响应消息，然后与下一个前端设备建立媒体流传输连接。

且，如果按照图5中相关步骤所述的方式，则SMF服务器在向AVDF服务器发送开放媒体流端口的请求消息、例如PortOpenNotify请求消息时，可以进一步在该消息中携带下一个前端设备的标识(ID)和IP地址等信息，下一个前端设备的ID可以预先设置在轮切计划中；AVDF服务器在接收到开放媒体流端口的请求消息后，可进一步根据其负载能力，从其所有的端口中选择其中一个作为该下一个前端设备能够输出媒体流的端口，并记录下一个前端设备与端口的对应关系；AVDF服务器在开放下一个前端设备能够输出媒体流的端口后、向SMF服务器206返回例如名为“Response”消息的开放响应消息时，可进一步在该开放响应消息中携带开放的端口地址。

步骤802，根据预先设置的轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，SMF服务器按照如图6中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

本步骤中，SMF服务器可按照如图6中相关步骤所述的方式，控制AVDF服务器与当前的前端设备断开媒体流传输连接。也就是说，SMF服务器可按照如图6中相关步骤所述的方式，向AVDF服务器发送关闭媒体流端口的请求消息；AVDF服务器根据关闭媒体流端口的请求消息，关闭当前的前端设备能够输出媒体流的端口并返回关闭响应消息，然后与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

此外，由于在对应当前前端设备的轮切时段结束之前、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，AVDF服务器已与下一个前端设备建立媒体流传输连接，因此，对应下一个前端设备202的轮切时段开始之前，AVDF服务器就已接收到下一个前端设备输出的媒体流。但此时的CE还未停止接收当前的前端设备所输出的媒体流，因此，在本步骤之前，AVDF服务器可以进一步丢弃下一个前端设备输出的媒体流。

至此，本流程结束。

由上述流程可见，本实施例中SMF服务器206预先发起轮切的方式，由于在对应当前前端设备202的轮切时段结束、对应下一个前端设备202的轮切时段开始时，AVDF服务器204已与下一个前端设备202建立媒体流传输连接413，因此，CE 201在停止接收当前的前端设备202输出的媒体流之后，无须等待即可立即开始接收下一个前端设备202输出的媒体流，从而提高了轮切速度，且不会在轮切过程中出现黑屏。

当然，如果当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备，则计划执行单元可以进一步在对应当前前端设备的轮切时段开始之前，按照如图5中相关步骤所述的方式控制AVDF服务器与当前的前端设备建立媒体流传输连接，然后CE即可在该轮切时段内接收当前的前端设备输出的媒体流，以保证CE在轮切最初始时刻也不会出现黑屏等待。

需要说明的是，本实施例中能够提高轮切速度的视频监控系统，以及一种轮切控制装置和轮切控制方法，仅仅是以AVDF服务器、SMF服务器等各层设备为例进行说明。实际应用中，针对不同的视频监控系统，本领域技术人员当然能够获知以AVDF服务器、SMF服务器等各层设备具有相同功能的设备予以替换，在此不再一一列举。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视频监控系统，其特征在于，该系统包括：控制层设备、与所述控制层设备通过IP网络相连的接入层设备和承载层设备、分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的多个前端设备、以及分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的客户端单元CE；

所述接入层设备基于所述控制层设备的控制，将所述CE和多个所述前端设备接入至所述系统中；

所述承载层设备基于所述控制层设备的控制，与所述CE之间建立媒体流传输连接，并依次将不同的前端设备作为当前的前端设备、建立媒体流传输连接，以实现多个所述前端设备与所述CE之间的媒体流传输轮切；

且，所述控制层设备中设置有轮切计划，并根据该轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接；在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备；

所述控制层设备进一步在对应当前前端设备的轮切时段的开始之前，控制所述承载层设备与所述当前的前端设备建立媒体流传输连接。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

所述控制层设备向所述承载层设备发送开放媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述开放媒体流端口的请求消息，开放下一个前端设备能够输出媒体流的端口，并与下一个前端设备建立媒体流传输连接。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

所述控制层设备向所述承载层设备发送关闭媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述关闭媒体流端口的请求消息，开放当前的前端设备能够输出媒体流的端口，并断开与下一个前端设备的媒体流传输连接。

5.一种视频监控系统中的轮切控制装置，其特征在于，所述视频监控系统包括：控制层设备、与所述控制层设备通过IP网络相连的接入层设备和承载层设备、分别与所述接入层设备和所述承载层设备通过所述IP网络相连的多个前端设备、以及分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的客户端单元CE；

所述接入层设备基于所述控制层设备的控制，将所述CE和多个所述前端设备接入至所述系统中；

所述承载层设备基于所述控制层设备的控制，与所述CE之间建立媒体流传输连接，并依次将不同的前端设备作为当前的前端设备、建立媒体流传输连接，以实现多个所述前端设备与所述CE之间的媒体流传输轮切；

该装置设置于所述控制层设备中，并包括：

计划配置单元，用于存储预先设置的轮切计划；

计划执行单元，用于根据所述轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接；在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备；

所述计划执行单元进一步在对应当前前端设备的轮切时段的开始之前，控制所述承载层设备与所述当前的前端设备建立媒体流传输连接。

7.一种视频监控系统中的轮切控制方法，其特征在于，所述视频监控系统包括：控制层设备、与所述控制层设备通过IP网络相连的接入层设备和承载层设备、分别与所述接入层设备和所述承载层设备通过所述IP网络相连的多个前端设备、以及分别与所述接入层设备和承载层设备通过所述IP网络相连的客户端单元CE；

所述接入层设备基于所述控制层设备的控制，将所述CE和多个所述前端设备接入至所述系统中；所述承载层设备基于所述控制层设备的控制，与所述CE之间建立媒体流传输连接，并依次将不同的前端设备作为当前的前端设备、建立媒体流传输连接，以实现多个所述前端设备与所述CE之间的媒体流传输轮切；

且该方法在所述控制层设备中设置轮切计划后包括：

根据所述轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始之前，控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接；

根据所述轮切计划，在对应当前前端设备的轮切时段结束、对应下一个前端设备的轮切时段开始时，控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述当前的前端设备为轮切计划中的第一个前端设备；

该方法进一步在对应当前前端设备的轮切时段的开始之前，控制所述承载层设备与所述当前的前端设备建立媒体流传输连接。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述控制所述承载层设备与下一个前端设备建立媒体流传输连接包括：

所述控制层设备向所述承载层设备发送开放媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述开放媒体流端口的请求消息，开放下一个前端设备能够输出媒体流的端口，并与下一个前端设备建立媒体流传输连接。

10.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述控制所述承载层设备与当前的前端设备断开媒体流传输连接包括：

所述控制层设备向所述承载层设备发送关闭媒体流端口的请求消息；

所述承载层设备根据所述关闭媒体流端口的请求消息，开放当前的前端设备能够输出媒体流的端口，并断开与下一个前端设备的媒体流传输连接。

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