CN102256115B

CN102256115B - 数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法及其装置

Info

Publication number: CN102256115B
Application number: CN 201110256153
Authority: CN
Inventors: 张超; 栾国良; 曹华东; 张小媛
Original assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: CN102256115A

Abstract

本发明涉及视频监控领域，公开了一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法及其装置。本发明中，为传输帧率与I帧间隔设定固定的比例，并在连接数达到门限时只传I帧，可以在低带宽的条件下，即使对于连接数量较多的情况，也可以保证每个连接在可以接受的时间段内得到至少一个完整的更新图像。当收到客户端放大指定预览通道的控制命令时，断开该客户端其它的预览通道，保证客户端上可以看到实时流畅的图像。

Description

数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法及其装置

技术领域

本发明涉及视频监控领域，特别涉及数字视频录像机在低带宽模式下的视频监控技术。

背景技术

数字视频录像机(Digital Video Recorder，简称“DVR”)是计算机技术、网络技术、数字视频技术和传统视频、安防技术相结合的高科技产品，具有极高的技术含量，是数字化视频光盘(Digital Video Disk，简称“DVD”)、磁带式录像机的换代产品，可应用于电力远程监控、银行保安监控、楼宇智能化、家庭防盗监控等领域，具有广阔的市场前景。数字视频录像机的基本功能是将模拟的音视频信号转变为活动图像专家组(Moving Picture ExpertsGroup，简称“MPEG”)数字信号存储在存储介质(如硬盘)上，并提供与录制、播放和管理节目相对应的功能。

远程监控是对环境和计算机系统及网络设备的监视，即指通过网络获得信息为主，以及通过网络对远程计算机进行操作，同时还包括对网络设备的控制。现今大多数网络设备都支持Telnet，甚至Web方式对其进行远程管理，这也是一种远程控制的方法。

数字视频录像机的数据存储格式标准MPEG-2制定于1994年，适应高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。除了作为DVD的指定标准外，MPEG-2还可用于为广播、有线电视网、电缆网络以及卫星直播提供广播级的数字视频。此外MPEG-2还可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量、存储容量以及带宽的要求。

MPEG-2的编码码流分为六个层次。为更好地表示编码数据，MPEG-2用句法规定了一个层次性结构。它分为六层，自上到下分别是：图像序列层、图像组(Group Of Pictures，简称“GOP”)、图像、宏块条、宏块、块。MPEG-2的编码图像被分为三类，分别称为I帧，P帧和B帧。I帧图像采用帧内编码方式，主要用于接收机的初始化和信道的获取，以及节目的切换和插入。P帧和B帧图像采用帧间编码方式，P帧图像采用前向时间预测，可以提高压缩效率和图像质量且帧中的每一个宏块可以是前向预测，也可以是帧内编码。B帧图像采用双向时间预测，可以大大提高压缩倍数。

本发明的发明人发现，数字视频录像机远程监控功能由于网络环境、数字视频录像机本身的网络带宽限制等因素，若按现有技术进行远程监控，在低带宽的条件下，将容易产生丢帧、画面不流畅、长时间停顿等传输技术瓶颈问题。因此，适应从窄带到宽带任意的网络带宽、低延迟、高质量和支持网站服务形式的访问等视频服务是当今DVR技术领域的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法及其装置，可以在低带宽的条件下，保证视频监控预览实时流畅进行。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法，包括以下步骤：

在数字视频录像机上预先设置视频码流的传输帧率与I帧间隔的固定比例K；

如果数字视频录像机判断当前的连接数已达到第一门限，则在各连接中传输只包含I帧的视频码流，其中I帧的间隔为各连接的原传输帧率除以K。

本发明的实施方式还提供了一种数字视频录像机，包括：

参数设置模块，用于设置视频码流的传输帧率和I帧间隔的固定比例K；

预览模块，用于提供远程预览；

抽帧模块，用于将视频码流中的I帧抽取出来；

判断模块，用于判断当前的连接数量，若当前的连接数量已达到第一门限，则控制所述抽帧模块将视频码流中的I帧抽取出来，将抽取所得的只包含I帧的视频码流通过所述预览模块向客户端传输，其中I帧间隔为各连接的原传输帧率除以K。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

为传输帧率与I帧间隔设定固定的比例，并在连接数达到门限时只传I帧，可以在低带宽的条件下，即使对于连接数量较多的情况，也可以保证每个连接在可以接受的时间段内得到至少一个完整的更新图像。

优选地，传输帧率与I帧间隔的比例为1，可以使各客户端在每秒至少得到1个更新图像，即使遇到视频数据丢失问题，也能够尽快地恢复。

进一步地，当收到客户端放大指定预览通道的控制命令时，断开该客户端其它的预览通道，可以保证被放大的预览通道可以看到实时流畅的图像。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施方式中一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法的流程示意图；

图3是本发明第三实施方式中一种数字视频录像机的系统结构示意图；

图4是本发明第四实施方式中一种数字视频录像机的系统结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法。如图1所示，该数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法主要包括以下步骤：

首先，在数字视频录像机上预先设置视频码流的传输帧率与I帧间隔的固定比例K。

每个连接的传输帧率可以是相同的，也可以是不同的。一个连接中的传输帧率可以是固定的，也可以是变化的。

配置这些参数可以本地设置也可以远程设置，本地设置过程如下：设置输入的码流大小，帧率和I帧间隔，将所述设置保存后，PCDVR程序首先判断合法性，接着调用编码卡的软件开发包(Software Development Kit，简称“SDK”)，设置到编码卡对应的通道上。

其中远程设置过程如下：

客户端选择通道，设置输入码流大小，传输帧率和K，将所述设置保存，并将这些参数通过网络发送到PCDVR。PCDVR有个监听网络命令的线程，接收到这些参数后，将其解析出来，判断合法性，并调用编码卡的SDK，设置到编码卡对应的通道上。

编码卡，泛指对模拟信号进行数字化，并通过视音频压缩算法对数字信号进行压缩，对压缩后的数据进行存储或网络传输的监控设备。

I帧，又称为内部画面，通常是每个GOP(MPEG所使用的一种视频压缩技术)的第一个帧，经过适度地压缩，做为随机访问的参考点，可以当成图像。在MPEG编码的过程中，部分视频帧序列压缩成为I帧；部分压缩成P帧；还有部分压缩成B帧。I帧法是帧内压缩法，也称为“关键帧”压缩法。

其中，I帧间隔是指2个I帧数据之间的数据帧数。

在步骤101中，判断当前连接数量是否达到第一门限。在每次检测到连接数量发生变化时，执行此步骤。

若是，则进入步骤102；若否，则进入步骤103。

在步骤102中，对视频码流抽取I帧。

在步骤103中，判断当前连接数量是否小于第二门限。其中第一门限大于或等于第二门限。

若是，则进入步骤104；若否，则进入步骤105。

在步骤104中，向客户端传输正常的视频码流，此后结束本流程。

正常的视频码流就是不但包含I帧，也包含B帧、P帧等其它类型的帧的视频码流。

在步骤105中，维持当前传输方式传输，此后结束本流程。

在步骤106中，只传包含I帧的远程预览视频码流，此后结束本流程。

其中，第一门限和第二门限的判断没有先后顺序，也可以在每次检测到连接数量发生变化时，判断当前连接数量是否小于第二门限。若是，则向客户端传输正常的视频码流，此后结束本流程；若否，则判断当前连接数量是否达到第一门限。然后，再判断当前连接数量是否达到第一门限，其中第一门限大于或等于第二门限。若是，则对视频码流抽取I帧并只传包含I帧的远程预览视频码流，此后结束本流程；若否，则维持当前传输方式传输，此后结束本流程。

作为本实施方式的一个优选例，可以设K＝1，这样可以保证每秒有一个I帧数据，可以每秒钟都会有图像更新，不至于长时间停顿。当然，K也可以为0.5，2，3等任何别的数值。

在本发明的其他某些实施例中，步骤103和105可以省略。

本发明第二实施方式涉及一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处主要包括以下步骤，如图2所示。

在步骤201中，收到客户端放大指定通道的控制命令。

此后进入步骤202，判断客户端是否存在两个以上处于连接状态的通道。

若是，则进入步骤203；若否，则进入步骤204。

在步骤203中，断开客户端除指定通道以外的其余通道的连接。

在步骤204中，正常传输原视频码流，此后结束本流程。

在步骤205中，把该路码流数据全部传送给客户端。

当收到客户端放大指定预览通道的控制命令时，断开该客户端其它的预览通道，可以保证被放大的预览通道可以看到实时流畅的图像。

当客户端放大某个通道即查看特定的某个通道预览图像时，客户端主动断开其他通道的连接。此时PCDVR检测出仅有一个连接时，把该路码流数据全部传送给客户端，客户端上就可以看到实时流畅的图像。

此后进入步骤206，收到客户端再次还原多路预览的控制命令。

此后进入步骤207，数字视频录像机恢复连接该客户端断开的通道，此后结束本流程。

当客户端放大某个通道即查看特定的某个通道的预览图像时，数字视频录像机主动断开其它通道的连接。此时数字视频录像机检测出仅有一个连接时，把该路码流数据全部传送给客户端，客户端就可以看到实时流畅的图像。

当客户端再次还原多路预览时，数字视频录像机主动连接刚才断开的多个通道。在整个过程中，数字视频录像机的本地录像不会受到任何影响。

这样保证客户端在预览一路特定通道时，可以看到流畅的画面，当同时预览多画面时，在可以接受的时间段内会有图像更新，不至于长时间停顿，同时数字视频录像机的本地录像不受到任何影响。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第三实施方式涉及一种数字视频录像机。如图3所示，该数字视频录像机包括：

参数设置模块，用于设置视频码流的传输帧率和I帧间隔的固定比例K。

预览模块，用于提供远程预览。

抽帧模块，用于将视频码流中的I帧抽取出来。

判断模块，用于判断当前的连接数量，若当前的连接数量已达到第一门限，则控制所述抽帧模块将视频码流中的I帧抽取出来，将抽取所得的只包含I帧的视频码流通过所述预览模块向客户端传输。

若当前的连接数量低于第二门限，则控制所述预览模块向客户端传输包含B帧和P帧的正常视频码流。

其中I帧的间隔为各连接的原传输帧率除以K；

第一门限大于或等于第二门限。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第四实施方式涉及一种数字视频录像机。第四实施方式在第三实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于，增加了通道控制模块和命令处理模块，具体如图4所示。

通道控制模块，用于控制各个通道的连接或断开。

命令处理模块，用于分析处理客户的控制命令，当收到客户端的控制命令为放大指定通道时，如果该客户端存在至少两个处于连接状态的通道，则通知所述通道控制模块主动断开该客户端除指定通道以外的其余通道的连接。

当数字视频录像机收到客户端再次还原多路预览的控制命令时，通知所述通道控制模块，恢复对刚才断开的多个通道的连接。

第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各模块都是逻辑模块，在物理上，一个逻辑模块可以是一个物理模块，也可以是一个物理模块的一部分，还可以以多个物理模块的组合实现，这些逻辑模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑模块所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的模块。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

如果所述数字视频录像机判断当前的连接数已达到第一门限，则在各连接中传输只包含I帧的远程预览视频码流，其中I帧的间隔为各连接的原传输帧率除以K；

当收到客户端放大指定通道的控制命令时，如果该客户端存在至少两个处于连接状态的通道，则所述数字视频录像机断开该客户端除指定通道以外的其余通道的连接。

2.根据权利要求1所述的数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果所述数字视频录像机判断当前的连接数低于第二门限，则向客户端传输正常的远程预览视频码流，该视频码流中I帧的间隔为各连接的传输帧率除以K；

其中第一门限大于或等于第二门限。

3.根据权利要求1或2所述的数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法，其特征在于，K＝1。

4.根据权利要求3所述的数字视频录像机在低带宽条件下的视频监控方法，其特征在于，在所述数字视频录像机断开该客户端除指定通道以外的其余通道的连接的步骤之后，还包括以下步骤：

当收到客户端再次还原多路预览的控制命令时，所述数字视频录像机恢复连接该客户端断开的通道。

5.一种数字视频录像机，其特征在于，包括：

预览模块，用于提供远程预览；

抽帧模块，用于将视频码流中的I帧抽取出来；

判断模块，用于判断当前的连接数量，若当前的连接数量已达到第一门限，则控制所述抽帧模块将视频码流中的I帧抽取出来，将抽取所得的只包含I帧的视频码流通过所述预览模块向客户端传输，其中I帧的间隔为各连接的原传输帧率除以K；

通道控制模块，用于控制各个通道的连接或断开；

6.根据权利要求5所述的数字视频录像机，其特征在于，K＝1。

7.根据权利要求6所述的数字视频录像机，其特征在于，所述判断模块还用于，若检测到当前的连接数量低于第二门限，则控制所述预览模块向客户端传输包含B帧和P帧的正常视频码流，该视频码流中I帧的间隔为各连接的传输帧率除以K；

其中第一门限大于或等于第二门限。

8.根据权利要求7所述的数字视频录像机，其特征在于，

所述命令处理模块还用于，当数字视频录像机收到客户端再次还原多路预览的控制命令时，通知所述通道控制模块，恢复连接刚才断开的多个通道。