CN101959061A

CN101959061A - 交通路况视频监控系统及方法

Info

Publication number: CN101959061A
Application number: CN 201010530199
Authority: CN
Inventors: 舒海东
Original assignee: CHONGQING RUISI KITE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Chongqing Ruisi Kite Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2030-11-03
Also published as: CN101959061B

Abstract

本发明提供了一种交通路况视频监控系统及方法，利用交通视频采集装置将采集到的交通视频数据实时传送至所述流媒体服务器，然后由图像转换服务器从流媒体服务器中循环提取视频数据帧，并通过解码及格式转换处理为图片，WAP服务器根据移动终端的链接请求从图像转换服务器循环获取相应的图片，并形成WAP标准格式文件发送至具备WAP浏览器的移动终端进行显示。本发明通过上述手段解决了监控图像的网络传输问题、移动终端处理性能的限制问题以及不同手机所支持文件的格式差异问题，使得在现有的通信环境下交通路况监控能够在移动终端上得以实现和普及应用，并且其运作不影响现有流媒体服务器的独立运行。

Description

交通路况视频监控系统及方法

技术领域

本发明涉及视频监控技术和移动通信技术，特别涉及一种交通路况视频监控系统及方法。

背景技术

进入21世纪以来，中国经济持续高速增长，城市化、工业化进程显著加快，城市交通需求量也急剧上升。为了适应城市经济社会快速发展的需要，各地（尤其是大城市）加大交通基础设施建设，城市交通进入一个快速发展期，很多城市初步建成了相应的道路网络及相应的交通配套设施。而另一方面，随着城市化和机动化的快速发展，城市人口日益膨胀，居民的出行需求日益增大，生活水平的提高也使家庭对机动车的需求日益增加，国内汽车行业也正以惊人的速度迅猛发展，汽车产量和销量不断上涨，2009年中国一跃成为世界第一汽车产销大国。城市交通设施建设的发展速度远远跟不上道路上汽车数量增长的速度，道路拥堵俨然已成为目前诸多城市普遍存在的交通问题。因此，交通路况监控日益凸显其在城市生活中的必要性，以对道路拥堵情况给予适当关注并提供及时的路况信息。

流媒体是目前互联网络中应用较为广泛的一种媒体传输方式，如通过互联网观看流媒体视频内容等，它通过将多媒体文件经过特殊的压缩方式分割为数个连续的压缩包，形成逐包传送的数据流，再通过互联网络向终端计算机连续、实时的传送数据，解决了传统数据下载方式延时过大的问题。现有的交通路况视频监控系统借助流媒体技术和因特网实现了交通路况的实时监控，其系统构架如图1所示，包括交通视频采集装置1、流媒体服务器2和监控计算机3；交通视频采集装置1将实时采集的交通路况视频数据传送到流媒体服务器2上，流媒体服务器2再借助因特网以流媒体传输方式传送至监控计算机3，供监控人员观看。然而，因计算机体积较大不便随身携带，也并非随处都能够连接到因特网接收流媒体数据，因此目前的交通路况视频监控还主要应用在交通、市政管理部门的交通管理层面，不能满足人们即时查询交通路况的需要。

通过移动终端进行交通路况监控是目前的主流发展方向，即有利于扩展移动通信服务商的业务范围，又能满足用户随时随地掌握路况信息的需求；但是目前通过流媒体技术实现移动终端的交通路况监控应用还存在诸多瓶颈。一方面，由于流媒体文件的连续传输对传输网络的带宽要求比较高，虽然随着移动通信技术的快速发展，2.5G通信技术全面商业化，3G通信技术也逐渐进入人们的生活，移动通信网络的传输速度和移动终端的业务服务质量也已得到大幅度提高，但依然很难满足流媒体技术的网络传输要求。另一方面，流媒体文件的解码和播放需要专门的流媒体播放器，而流媒体播放器要求移动终端具备很强的数据处理能力，这在中低端手机中难以实现；即使在掌上电脑、智能手机等高端移动终端中，不同的品牌其流媒体播放器所支持的流媒体文件格式也不统一。这些因素都极大的制约了交通路况监控在移动终端的实现和普及应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种交通路况视频监控系统及方法，在现有的通信环境下解决交通路况监控在移动终端的实现和普及应用的制约问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术手段：一种交通路况视频监控系统，包括交通视频采集装置和流媒体服务器，所述交通视频采集装置将采集到的交通视频数据实时传送至所述流媒体服务器；其特征在于，所述交通路况视频监控系统还包括：

图像转换服务器，用于从流媒体服务器中循环提取视频数据帧，并通过解码及格式转换处理为图片；

WAP服务器，用于根据移动终端的链接请求从图像转换服务器循环获取相应的图片，并形成WAP标准格式文件发送至移动终端；以及，

移动终端，具备WAP浏览器，用于通过WAP浏览器发送链接请求并接收和显示包含图片的WAP标准格式文件；

所述流媒体服务器、图像转换服务器和WAP服务器依次通过以太网或因特网连接；所述移动终端与WAP服务器通过移动通信网络连接。

上述的交通路况视频监控系统中，所述WAP标准格式文件为WML文件或XHTML文件。

一种交通路况视频监控方法，采用交通路况视频监控系统实现，所述交通路况视频监控系统包括交通视频采集装置、流媒体服务器、图像转换服务器、WAP服务器和移动终端；其特征在于该方法包括以下步骤：

a）交通视频采集装置将采集到的交通视频数据实时传送至所述流媒体服务器；

b）图像转换服务器从流媒体服务器中循环提取视频数据帧，并将其通过解码及格式转换处理为图片；

c）移动终端通过WAP浏览器访问WAP服务器，并发送链接请求；

d）WAP服务器根据移动终端的链接请求从图像转换服务器循环获取相应的图片，并形成WAP标准格式文件发送至移动终端；

e）移动终端通过WAP浏览器显示包含图片的WAP标准格式文件。

上述的交通路况视频监控方法中，所述步骤b）具体包括：

b1）图像转换服务器获取流媒体服务器中的视频数据流；

b2）图像转换服务器对视频数据流进行帧边界识别，提取当前的一个视频数据帧；

b3）图像转换服务器对提取的视频数据帧进行解码及格式转换处理为图片，并进行保存；

b4）图像转换服务器延时预设定的时长；

b5）循环重复步骤b2）~b4）。

上述的交通路况视频监控方法中，所述步骤b3）中，图像转换服务器对提取的视频数据帧进行解码后，将其按WAP标准格式文件支持的图片格式和分别率进行格式转换为图片。

上述的交通路况视频监控方法中，所述步骤d）具体包括：

d1）WAP服务器解析移动终端发送的链接请求；

d2）WAP服务器从图像转换服务器获取与链接请求相应的最新的图片；

d3）WAP服务器生成包含所述图片的WAP标准格式文件，发送至移动终端；

d4）WAP服务器延时预设定的时长；

d5）WAP服务器判断该请求的链接是否已断开，若链接没有断开则执行步骤d6），若链接已断开则停止循环；

d6）循环重复步骤d2）~d5）。

上述的交通路况视频监控方法中，所述步骤d2）与d3）之间还包括，WAP服务器将获取的图片按WAP标准格式文件支持的图片格式或/和分别率进行格式转换。

上述的交通路况视频监控方法中，所述步骤e）中，所述WAP浏览器以覆盖刷新的方式显示包含图片的WAP标准格式文件。

上述的交通路况视频监控方法中，所述WAP标准格式文件是WML文件或XHTML文件。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1> 本发明的交通路况视频监控系统及方法通过图像转换服务器将视频数据流转换为图片，再借助WAP服务器通过WAP标准格式文件将图片传输至用户的移动终端；一方面，因图片较视频数据流的数据量小很多，减少了数据传输量以适应现有的移动通信网络条件，解决了监控图像的网络传输问题；另一方面，因目前高、中、低端的手机基本都具备WAP功能，可通过WAP浏览器以查看图片的方式实现移动终端对交通路况的监控，解决了移动终端处理性能的限制问题；再一方面，因WAP是全球性的统一网络通信协议，所有WAP功能手机都支持统一的WAP标准格式文件，解决了不同手机所支持文件的格式差异问题。

2> 系统中的图像转换服务器、WAP服务器等均可借助市购产品或现有技术手段实现，系统构建周期短，成本也现对较低。

3> 本发明系统的运作不影响现有流媒体服务器的独立运行，可以与现有交通路况视频监控系统并行架设，分别提供相应的业务服务。

4> 本发明的交通路况视频监控方法的进一步改进中，步骤b）或/和步骤d）采用了延时间断的循环处理方式，在满足用户需求的前提下进一步的提高了图像转换服务器或/和WAP服务器的处理效率，从而提高了整个系统的工作效率和资源利用率，增强了其在大规模交通路况视频监控应用中的适用性。

附图说明

图1为现有交通路况视频监控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1中交通路况视频监控系统的结构示意图；

图3和图4分别为本发明实施例2中交通路况视频监控系统的另外两种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

鉴于WAP（Wireless Application Protocol，无线应用协议）技术在移动通信技术中的应用已经相当成熟和普及，目前高、中、低端的手机基本都具备WAP功能；虽然目前的WAP还不具备流媒体播放功能，但支持图片浏览功能，如果将视频流转化为图片格式，不仅有助于减少数据传输量以适应现有的移动通信网络条件，还可通过WAP浏览器以查看图片的方式实现移动终端对交通路况的监控；并且WAP是全球性的统一网络通信协议，所有WAP功能手机都支持统一的WAP标准格式文件，解决了不同手机所支持文件的格式差异问题。本发明基于上述思路解决交通路况监控在移动终端的实现和普及应用的制约问题，提出了如下的技术方案：

实施例1：

参见图2，本发明的交通路况视频监控系统利用了现有交通路况视频监控系统中的交通视频采集装置10和流媒体服务器21，此外，还增加了图像转换服务器和WAP服务器，用于将视频数据流转换为图片，并形成WAP标准格式文件，以便移动终端通过WAP浏览器显示图片，实现用户通过移动终端监控交通路况。在本实施例中，交通视频采集装置选用海康生产的数字摄像头；利用DVR（Digital Video Recorder，硬盘录像机）来实现流媒体服务器21的功能，使得成本更低；图像转换服务器22是具备图像处理能力的计算机；WAP服务器23采用基于Windows Server 2003操作系统自建的Apache服务器。交通视频采集装置10通过视频数据线连接到流媒体服务器21，进行视频数据的实时传输；流媒体服务器21、图像转换服务器22和WAP服务器23依次通过以太网或因特网连接，实现服务器之间的高带宽数据传输；移动终端通过移动通信网络与WAP服务器连接，实现对WAP服务器的访问。该系统的交通路况视频监控方法包括以下步骤：

b）图像转换服务器从流媒体服务器中循环提取视频数据帧，并将其通过解码及格式转换处理为图片；此处的格式转换处理是指图片格式编码处理或/和图片分辨率调整处理，根据实际应用中的转换需求确定处理的具体方式；

c）移动终端通过WAP浏览器访问WAP服务器，并发送链接请求；链接请求中至少包含了请求提供的业务类型和移动终端的通信连接地址；如果系统中存在多个视频采集点，链接请求中还应当包含用户的采集点选择信息；

d）WAP服务器根据移动终端的链接请求从图像转换服务器循环获取相应的图片，并形成WAP标准格式文件发送至移动终端；此处的相应，是指满足链接请求的业务类型或/和采集点选择信息；

e）移动终端通过WAP浏览器显示包含图片的WAP标准格式文件。

上述步骤中，步骤b）中视频数据帧的循环提取方式是可以根据实际应用的需要确定的。最常用的循环提取方式是逐帧提取视频数据流中的每一个视频数据帧，将每一视频数据帧分别转换处理为图片，以便在后续流程中任意提取需要的视频数据帧图片。鉴于用户对交通路况监控目的着重于了解当前时段道路的交通状况信息，而并不注重对监控画面的流畅度和实时准确性的要求，本发明的优化方案中采用了延时间断提取视频数据帧的方式，预设定一个时长（例如2秒，但一般不长于5秒），每提取一个视频数据帧并转换后延迟预设定的时长，再进行下一视频数据帧的提取和转换；即该优化方案中采用的步骤b）具体包括：

b1）图像转换服务器获取流媒体服务器中的视频数据流；

b2）图像转换服务器对视频数据流进行帧边界识别，提取当前的一个视频数据帧；其中，帧边界识别技术是现有的成熟技术，在数据流处理中应用广泛；

b4）图像转换服务器延时预设定的时长；

b5）循环重复步骤b2）~b4）。

通过对步骤b）的优化，大大减少了图像转换服务器的数据处理量，提高了其数据处理和资源利用效率；例如，若每秒的视频数据流中包含50帧，而预设定得延时时长是2秒，则优化前后图像转换服务器提取和转换处理的数据量之比就达到100：1；若以相同的数据处理效率，优化前处理一个视频采集通道的2秒视频数据流，在优化后就能够以同样的效率通过时分复用的方式处理100个视频采集通道的2秒视频数据流。在步骤b3）中，图像转换服务器对提取的视频数据帧进行解码后，可以将其直接按WAP标准格式文件支持的图片格式和分别率进行格式转换为图片，便于WAP服务器直接形成WAP标准格式文件；例如，在本事实例中，从DVR提取得到的视频数据帧是像素为320×240、色彩深度为24位色的BMP位图文件，经解码、转换后的图片是像素为240×160的PNG格式，且还将色彩深度调整为8位色，以进一步压缩图片文件大小。同时，图像转换服务器对转换得到的图片可以全部保存，也可以采用循环覆盖保存的方式以避免图像转换服务器保存的图片数据量过大。

考虑到WAP服务器可能同时为很多的用户提供业务链接服务，为了缓解WAP服务器的数据处理压力，本发明的优化方案中步骤d）也采用了延时间断的图片获取和文件发送方式，具体包括：

d1）WAP服务器解析移动终端发送的链接请求；

d2）WAP服务器从图像转换服务器获取与链接请求相应的最新的图片；此处的相应，是指满足链接请求的业务类型或/和采集点选择信息；

d3）WAP服务器生成包含所述图片的WAP标准格式文件，发送至移动终端；WAP标准格式文件的生成具有统一的现有协议标准；

d4）WAP服务器延时预设定的时长；此处的预设定时长可与前述步骤b4）中的时长相同，也可不同，但一般不长于5秒；

d6）循环重复步骤d2）~d5）。

通过对步骤d）的优化，大大提高了WAP服务器的数据处理和文件传输效率。如果在图像处理服务器中处理得到的图片还不能够得到WAP标准格式文件的支持，则在步骤d2）与d3）之间，WAP服务器还需要将获取的图片按WAP标准格式文件支持的图片格式或/和分别率进行格式转换；在本事实例中，前述的步骤b）图像处理服务器已将图片转换为PNG格式，满足WAP标准格式文件的支持要求，所以在此WAP服务器无需再执行该转换步骤。

相应地，因WAP标准格式文件时延时间断发送给移动终端的，因此在步骤e）中，移动终端的WAP浏览器可以以覆盖刷新的方式显示包含图片的WAP标准格式文件，从而用户可以看到以延时频率频繁刷新流动的交通路况视频监控画面。

本文中，WAP标准格式文件的具体格式因WAP服务器与移动终端之间的WAP协议确定。现行主要采用WAP1.0协议，其WAP标准格式文件为WML文件；也有个别地区采用WAP2.0协议，其WAP标准格式文件为XHTML文件。

实施例2：

作为本发明交通路况视频监控系统的另一种结构方案，在实施例1所示系统结构的基础上，可以将流媒体服务器与图像转换服务器集成于一体（如图3所示），或者将流媒体服务器、图像转换服务器和WAP服务器集成于一体（如图4所示），构成功能集成服务器20。集成服务器20可采用基于Windows Server 2003操作系统的自建服务器实现，只要搭建具备足够处理能力的硬件系统并安装相应的功能软件即可，在硬件成本上较实施例1的系统更低。集成过后的系统，其交通路况视频监控方法和流程与实施例1基本相同，并且服务器之间的数据调用和处理能够得到相应的简化，但同时会带来专用型增强、灵活性较低的应用限制。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种交通路况视频监控系统，包括交通视频采集装置和流媒体服务器，所述交通视频采集装置将采集到的交通视频数据实时传送至所述流媒体服务器；其特征在于，所述交通路况视频监控系统还包括：

图像转换服务器，用于从流媒体服务器中循环提取视频数据帧，并将其通过解码及格式转换处理为图片；

2.根据权利要求1所述的交通路况视频监控系统，其特征在于，所述WAP标准格式文件是WML文件或XHTML文件。

3.一种交通路况视频监控方法，采用交通路况视频监控系统实现，所述交通路况视频监控系统包括交通视频采集装置、流媒体服务器、图像转换服务器、WAP服务器和移动终端；其特征在于该方法包括以下步骤：

c）移动终端通过WAP浏览器访问WAP服务器，并发送链接请求；

e）移动终端通过WAP浏览器显示包含图片的WAP标准格式文件。

4.根据权利要求3所述的交通路况视频监控方法，其特征在于所述步骤b）具体包括：

b1）图像转换服务器获取流媒体服务器中的视频数据流；

b4）图像转换服务器延时等待预设定的时长；

b5）循环重复步骤b2）~b4）。

5.根据权利要求4所述的交通路况视频监控方法，其特征在于，所述步骤b3）中，图像转换服务器对提取的视频数据帧进行解码后，将其按WAP标准格式文件支持的图片格式和分别率进行格式转换为图片。

6.根据权利要求3所述的交通路况视频监控方法，其特征在于所述步骤d）具体包括：

d1）WAP服务器解析移动终端发送的链接请求；

d4）WAP服务器延时等待预设定的时长；

d6）循环重复步骤d2）~d5）。

7.根据权利要求6所述的交通路况视频监控方法，其特征在于，所述步骤d2）与d3）之间还包括，WAP服务器将获取的图片按WAP标准格式文件支持的图片格式或/和分别率进行格式转换。

8.根据权利要求3所述的交通路况视频监控方法，其特征在于，所述步骤e）中，所述WAP浏览器以覆盖刷新的方式显示包含图片的WAP标准格式文件。

9.根据权利要求3~8中任一项所述的交通路况视频监控方法，其特征在于，所述WAP标准格式文件是WML文件或XHTML文件。