CN102244774B - 具有直接数据库服务存储器的监视系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有直接数据库服务存储器的监视系统。一种视频监视系统，包括摄像机或流转换器的至少一个。数据库服务器耦合至该摄像机并存储来自该摄像机或流转换器的视频剪辑的元数据。媒体存储服务器耦合至该摄像机或流转换器、和该数据库服务器以在没有任何网络录像机时存储该剪辑。

Description

具有直接数据库服务存储器的监视系统
技术领域
本申请涉及用于从大量的IP摄像机和流转换器(streamer)中获得音视频数据、并且存储这些数据以用于后续检索的系统。更特别地，本申请涉及消除对网络录像机的需求的这样系统。
背景技术
网络录像机(NVR)是典型地利用商业现成的(off-the-self)计算平台和传统的基于文件的存储系统来为记录、搜索、检索和管理数字音视频数据提供集中服务的已知软件系统。正如本领域技术人员能够理解的是，可以从例如多个摄像机或流转换器中的成员的多种源中获得视频和音频数据。这些摄像机可以是区域、安全监视系统的一部分。
NVR受限于其计算平台用于接收和传输音视频数据的容量、用于在存储器中存储事件前(pre-event)已记录的音视频数据的容量、用于与存储器系统通信的容量，以及基于文件的存储系统的可扩展性。这些限制都促使了摄像机与NVR的低密度比率(数十个摄像机与一个NVR)。
图1示出一种已知的系统配置。通过选择的协议，例如因特网(IP)协议，将来自摄像机或流转换器的音视频有线或无线地耦合到多个NVR中的一个。具有数百至数千个摄像机的高端安全安装需要数十至数百个NVR，从而导致了系统复杂和昂贵以及所有权的高成本。
一种已知的解决方案，如图2所示，通过利用虚拟化将NVR平台合并至较少的高端计算平台来减少一些物理系统成本。然而，主机型NVR的数量仍然被保留，这对减少系统管理成本没有什么作用。
另一种解决方案，如图3示出，IP摄像机经由互联网小型计算机系统接口(iSCSI)协议直接与“现成的”存储区域网(SAN)通信，从而试图消除对功效强大的NVR服务器的需求。然而，这些SAN只提供基于低级模块的存储器，并且因此在每一个IP摄像机内将需要专用的文件系统，这使得集中数据存取和管理复杂并难以实现。另外，如图3所示的系统仍然保留了已被证明是难以管理的复杂的SAN存储架构。
基于对象的存储系统规模超过传统的基于文件的系统以实现数十千兆兆字节容量和亿万文件，作为显著地简化系统及其管理的单独的储存库命名空间。然而，当仅仅寻址数据存储器的容量时，NVR并不能够完全开发基于对象的存储系统。对功效强大的计算平台的需求仍然存在，以执行其保留的功能和解决系统管理的问题，则仅产生限制的改进。
附图说明
图1是一种已知的网络录像机系统的框图；
图2是另一种已知系统的框图；
图3是一种直接地记录到存储区域网的已知系统的框图；
图4是按照本发明的系统的框图；以及
图5是说明本发明实施例的其它方面的框图。
具体实施方式
尽管所公开的实施例可采用多种不同的形式，但是本发明的特定实施例在附图中示出并在此处详细地被阐述，可以理解本文所披露的内容被认为本发明原理的示例和实施本发明的最佳模式，但并不意味将本申请或权利要求限制为所阐述的特定实施例。
按照本发明，现有系统的问题可以通过不包括NVR的监视系统来解决。这种解决方案相对现有技术具有优势、且并不类似于现有技术，因为IP摄像机和客户应用程序直接访问存储器以分别地记录和检索音视频数据、并且其合并了数据库服务器技术以用于音视频记录的集中管理和搜索功能。
可以通过IP摄像机或流转换器内在地形成简单和复杂的触发、也可以通过数据库应用程序、或用户查询或输入外在地形成这些触发，并发送至摄像机，以便启动音视频的记录。IP摄像机和流转换器也可以被配置成不需要触发而执行被监视的区域中的音视频数据的连续记录。
IP摄像机和流转换器将元数据、连同数据的全局唯一文件名(用于文件服务存储系统)或数据的全局唯一对象标识符(用于基于对象的存储系统)一起报告给数据库服务器，并记录音视频数据(例如MP4剪辑)直接用以存储。元数据的示例包括：
a.IP摄像机或流转换器的标识符；
b.优先等级；
c.内在或外在的触发源，以及其相应的数据和时间；
d.音视频数据的起点和长度。
基于工作站的客户应用程序通过数据库服务器针对视频和音频记录查询元数据，并且然后直接从媒体存储器检索该记录。可以手动、或自动地引起查询。
数据库服务器删除记录以便管理整个存储器需求并集中主控系统配置管理。这种方法通过以下方式急剧地减少系统复杂性、管理和所有权成本：相比于采用传统的基于文件存储器系统的NVR实现摄像机与计算平台的更高密度比率(数百个摄像机与一个数据库服务器)，导致少得多的高端计算平台。相对NVR，更加完全地开发基于对象的存储器系统的容量从而允许摄像机与计算平台的密度比率的进一步增加。保留了易于客户使用的集中检索服务。保留了易于系统配置和管理的集中模型。
通过在决策准则中包括系统宽参数和元数据，集中数据库服务器相比个体摄像机也为更加智能的存储器管理提供机会。例如，警报产生的剪辑相比连续的记录可以被保留更久，或者对其元数据匹配特定准则的那些记录相比默认可以被保留更久。
与记录一起在媒体存储服务器中储存元数据允许数据库服务器测试媒体存储器的完整性(检测遗漏或丢失的记录)，并且也有助于利用来自媒体存储器的元数据重建数据库。
虽然低延迟实时音视频流可以直接地从IP摄像机和流转换器流输出至客户工作站，这种系统也提供了直接将(以几秒至数十秒测量的)延时音视频从媒体存储器流输出至客户工作站。
图4示出以上描述的类型的系统10。在系统10中，多个IP摄像机和/或流转换器12被耦合至在14指示的一个或多个数据库服务器以及媒体存储器16。如图4所示，来自多个12中的摄像机或流转换器的输出直接耦合至媒体存储器16。在源12和存储单元16之间没有插入NVR。
一个(或多个)服务器14还被耦合至存储单元16，以及耦合至用户工作站18。工作站18还被耦合至存储单元16。
在输入12、存储单元16和工作站18之间耦合一个(或多个)服务器14提供了对音视频记录有效的集中管理和检索功能。来自源12的音视频数据被记录在存储单元16上并且相关联的元数据被传达到一个(或多个)服务器14。在一个或多个工作站18上运行的客户应用程序可以通过一个(或多个)服务器14针对存储的音频或视图记录查询元数据。这些记录可以直接从存储单元16检索，用以在请求工作站18上检查和监视。图5示出系统10的操作方法100的额外方面。
总之，从系统初始化开始，方法100可以实施以下示例性的功能：
1.数据库服务器14
a.打开元数据存储库
i.如果数据库不存在，用默认参数创建它
b.创建“流服务”工厂(“streamservice”factory)，其将接受来自IP摄像机的新的传输控制协议连接。
c.创建“存储处理器(storagehandler)”的队列，每一存储服务器一个队列。每一存储处理器建立与其相应存储服务器的传输控制协议连接。存储处理器用于删除来自存储服务器的剪辑。
2.IP摄像机，来自多个12
a.建立与数据库服务器的传输控制协议连接
b.向数据库服务器发送请求以获得其配置信息。
i.该请求包括唯一的“流”标识符。该标识符由后缀为零的流号码的IP摄像机的MAC地址组成。
3.数据服务器14
a.流工厂接收请求并产生“流处理器”以对于与摄像机的传输控制协议连接期限管理对这个特定流标识符的所有请求。
b.流处理器(streamhandler)使用所提供的唯一标识符在数据库中查找流配置。该配置包括记录参数：剪辑容器类型(例如mp4)、编码类型(例如H.264)、图像大小、图像速率、质量和剪辑间隔。
i.如果定位，则返回该配置信息。
ii如果没有定位，流被加入至数据库中并返回默认配置。
4.IP摄像机
a.接收该配置参数。
b.建立至配置中指示的特定存储服务器的传输控制协议连接。
用于多个12中每一个摄像机的记录循环：
5.IP摄像机
a.基于提供的配置，开始记录剪辑。
b.当达到间隔时，开始下一条剪辑的记录并同时运行现有剪辑的存储。
c.从对象服务器请求对象标识符。该对象标识符是全局唯一的。
i.该请求也包括剪辑的元数据：流标识符、开始时间、结束时间、容器格式(例如mp4)，和字节大小。
6.存储服务器16
a.接收摄像机的请求。
b.创建唯一的对象标识符并记录元数据。
c.将对象标识符返回至摄像机
i.如果该摄像机在特定时间限制内未能提供媒体则该对象标识符和相关联的元数据被自动删除。如果发生摄像机或系统故障，这防止孤单的对象标识符。
7.摄像机
a.从存储服务器接收对象标识符。
b.向数据库服务器发送请求以记录剪辑的对象标识符和元数据。
8.数据库：流处理器
a.接收摄像机请求以记录剪辑的对象标识符和元数据。该请求也包括流标识符。
b.在数据库中查找该流并检索其记录信息。该信息包括用于该流的存储配额及其现在使用的存储容量。
c.如果使用的现在的存储容量加上要被添加的新剪辑的大小超过了该存储配额：
i.检索一组为了能够添加新剪辑而从存储器中请求将被删除的剪辑对象标识符(这种情况下，是最老的那些)。
ii.从用于该流的存储服务器的相应队列中获取存储处理器并向其提供将被删除的剪辑列表(对象标识符)。
iii.对于每一个将被删除的剪辑：
1.数据库：存储处理器
a.向存储服务器发送删除剪辑的请求。该请求包括剪辑的对象标识符。
2.存储服务器
a.接收该请求并提取该剪辑的对象标识符。
b.删除剪辑：对象标识符和相关联的元数据以及媒体。
c.返回响应。
3.数据库：存储处理器
a.接收响应。
iv.(以上可以被优化为包含多剪辑对象标识符的单条请求)。
v.删除上述一组剪辑的对象标识符及来自数据库的相关的元数据。
vi.更新使用的存储容量。
vii.向摄像机返回响应。
9.摄像机
a.接收响应以记录该剪辑的对象标识符和来自数据库服务器的元数据。
b.向存储服务器发送请求以记录该剪辑。该请求包括对象标识符(先前要求的)和该剪辑。
10.存储服务器16
a.接收该请求以记录来自摄像机的剪辑
b.向提供的相关联的对象标识符存储该剪辑。
c.向该摄像机返回响应。
系统10的附加方面包括：
оIP摄像机可以为包括基于IP的多通道流转换器和数字录像机(DVR)的任何记录装置。
о对于多通道装置，该系统将处理每个通道作为单独流，其具有区分每个通道的流号码(作为装置的唯一标识符的部分)。
о同样地，在IP摄像机上或对于在多个通道流转换器上的每个通道可能具有多个流。该装置将使用装置的标识符中的流号码遵循某一协定以使得每个流唯一。
о基于文件的存储服务器可以取代基于对象的存储服务器
о作为可替换地，基于文件的服务器可以用于代替基于对象的服务器。
о该文件服务器可以包括提供与前述的对象服务器相同的服务的应用程序。
о可替换地，并不需要将剪辑的元数据存储在文件服务器中。
о让记录装置产生唯一的剪辑“对象标识符”的选项可以用来消除对具有由文件服务器提供的一个的需要，由此缩短系统的整体交易的需求。
о该使用的标识符可以基于后缀具有剪辑的日期(年/月/日)和时间(小时:分:秒.毫秒)的摄像机流标识符。
о基于事件的记录模式
о在这种模式中，系统基于警报的产生记录剪辑。
о警报可以通过记录装置内在地产生(例如，连接至警报板的通用目的输入端的激活、或者内在产生的移动检测事件)。
о警报也可以从外在源产生(例如，用户按下在视频管理系统上的基于图形用户界面的警报按钮。)
о该剪辑可以包含前后事件媒体。这可以通过两种方式实现：
о该摄像机在事件前缓冲器中记录多个剪辑，在事件后记录更多剪辑，并发送所有剪辑至存储器。
о该摄像机在时间推移模式中记录，并且数据库服务器删除位于事件的时间窗之外的记录。
о数据库容量管理
о一方面，为了给新剪辑提供空间可以删除最老的一个(或多个)剪辑。
о选择要删除的剪辑的准则可以更加复杂和基于规则。(例如，重要的剪辑可以被标记为永久的或与事件相关联的剪辑可以被一次全部删除。)
о数据库复制
о优选地，可以为数据冗余提供数据库复制。
о视频管理系统
о可以提供基于web的应用程序以助于用户访问已存储的音或视频。例如，可以提供一种应用程序以通过工作站18中的一个使得终端客户能够选择特定摄像机的一组剪辑并从媒体存储器16中检索这些剪辑。
综上所述，可以注意到在不背离本发明精神和范围的情况下可以实现多种变形和修改。可以理解的是对于在此所阐述的特定装置并不意为或应该被推断为具有限制性。当然，附加的权利要求意为覆盖落入权利要求保护范围的所有这类修改。进一步地，附图中描述的逻辑流程并不要求所显示的特定顺序、或者连续的顺序，以达到令人满意的结果。可以提供其它步骤，或也可以从描述的流程图中取消某些步骤，并且，也可以加入其它组件，或者从描述的实施例中移除组件。

Claims (15)

1.一种监视系统，包括：
多个摄像机；
存储单元，其接收并存储来自所述摄像机的至少视频信号；以及
数据库控制系统，其耦合至所述摄像机和所述存储单元，其中为了发起视频数据的记录，所述多个摄像机的一个摄像机与所述数据库控制系统建立TCP连接并将记录到的元数据报告给所述数据库控制系统，所述摄像机发送请求到所述数据库控制系统以获取所述摄像机的配置信息，然后与如所述配置信息中所指示的存储单元的指定存储服务器建立TCP连接，并基于所提供的配置信息将所述视频数据直接记录到所述存储单元所指定的所述存储服务器，
其中所述控制系统响应于用户的查询搜索存储在所述存储单元中的视频信号，其中基于工作站的客户应用程序针对记录查询元数据，然后直接从所述存储单元检索所述记录。
2.如权利要求1所述的系统，其包括耦合至所述数据库控制系统的多个用户输入单元，其中能够手动输入搜索命令并由所述控制系统执行该搜索命令。
3.如权利要求2所述的系统，其包括用于选择和启动摄像机的操作的电路。
4.如权利要求3所述的系统，其中，来自操作的摄像机的关于音视频数据的选择的信息被存储在所述存储单元中。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述选择的信息包含元数据。
6.如权利要求2所述的系统，其中来自用户输入单元的查询能从所述存储单元中检索选择的、存储的视频。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述存储单元除了视频信号之外还存储音频信号，并且所述数据库控制系统包括数据库服务器以执行所述存储单元中存储的音视频的集中管理和搜索功能。
8.一种视频监视系统，包括：
摄像机和流转换器的至少一个；
数据库服务器，其存储来自所述摄像机和流转换器的至少一个的用于视频剪辑的元数据；以及
媒体存储服务器，其耦合至该摄像机和流转换器的至少一个、并耦合至所述数据库服务器，
其中为了发起视频剪辑的记录，所述摄像机和流转换器的至少一个与所述数据库服务器建立TCP连接，且所述数据库服务器接收所述元数据，所述摄像机和流转换器中的一个发送请求到所述数据库服务器以获取所述摄像机和流转换器中的一个的配置信息，然后所述摄像机和流转换器的一个与如所述配置信息中所指示的媒体存储服务器的指定存储服务器建立TCP连接，并在没有任何介入的记录装置的情况下直接将来自所述摄像机和流转换器的至少一个的视频剪辑存储在所述媒体存储服务器的所述指定存储服务器中，以及
其中所述数据库服务器响应于用户的查询搜索存储在所述存储服务器上的视频剪辑，其中基于工作站的客户应用程序针对记录查询所述元数据，然后直接从所述媒体存储服务器检索所述记录。
9.如权利要求8所述的系统，其包括用于产生触发的电路，其激活至少所述摄像机以从其中获得所述视频剪辑，并且其中用于该剪辑的元数据被存储在所述数据库服务器中。
10.如权利要求9所述的系统，其包括耦合至所述服务器的用户站，其中查询能够在该用户站上被输入并响应其，能够从所述媒体存储服务器中检索所述剪辑。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述媒体存储服务器接收和存储音频剪辑，其中响应于来自所述用户站的查询，能够从所述媒体存储服务器中检索选择的音频剪辑。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述数据库服务器执行存储在所述媒体存储服务器中的音视频剪辑的集中管理和搜索功能。
13.一种获取至少一个视频剪辑的方法，包括：
摄像机至少间歇地获得指示被监视的区域的视频；
获得与该视频关联的元数据；
所述摄像机与第一服务器建立连接并报告所述元数据；
所述摄像机在所述第一服务器上存储该元数据；
所述摄像机发送对所述摄像机的配置信息的请求到所述第一服务器；
所述摄像机与如所述配置信息所指示的第二不同服务器建立直接连接；
所述摄像机在所述第二不同服务器上存储至少所获得的视频；
所述第一服务器接收对所存储的视频的用户查询，其中基于工作站的客户应用程序针对记录查询所述元数据；
对所述用户查询作出响应，其中响应包括所述基于工作站的客户应用程序直接从所述第二不同服务器检索所存储的视频；以及
可视地呈现该检索的视频。
14.如权利要求13所述的方法，其包括将所述服务器耦合在一起，以及将每一服务器耦合至视频源。
15.如权利要求13所述的方法，其包括获得音频和在不同服务器上存储该获得的音频，以及其中该第一服务器执行存储在不同服务器中的音视频剪辑的集中管理和搜索功能。
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