CN102457707A - 安防监控视频数据传输、储存和点播方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安防监控视频数据传输、储存和点播方法，将监控中心与前端网点通过互联网连接；在前端网点部署VSM和DVR，将前端网点拍摄的音视频数据编码压缩，并储存到本地硬盘；利用双码流技术和动态码率技术，实现了远程预览远程回放同时进行，并且VSM与DVR均可以为监控中心提供下载点播服务，系统健壮性强。为银行、商场、大楼等联网监控场所提供了经济合理的安防监控方案。

Description

安防监控视频数据传输、储存和点播方法

技术领域

本发明涉及一种安防监控方法，尤其涉及一种可满足同时进行多路实时预览和回放功能的安防监控视频数据传输、储存和点播方法。

背景技术

安防监控系统是利用光纤、同轴电缆或微波在闭合的环路内传输视频信号、并从摄像到图像显示和记录构成的独立完整的系统。它能实时、形象、真实地反映被监控对象，它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，让人能够看到被监视现场的实际发生的一切情况，并通过录像机记录下来。安防监控系统作为一门被人们日益重视的新兴产业，就目前发展看，其应用普及越来越广，工业和民用安防监控方法主要包括闭路电视监控、基于闭路电视监控的远程网络监控、基于互联网应用的IP或GPRS网络摄像机实施远程视频采集监控、以及远程联网报警监控等等。

目前大多数安防监控的典型应用是采用分布式本地储存和远程集中监控的模式，前端网点的音视频数据按照CIF（常用视频标准化格式，Common Intermediate Format）和D1（或以上）分辨率格式本地储存，同时传输一路或多路CIF分辨率的实时音视频数据到远程监控中心，以解决集中监控的要求。

但是安防监控数据传输通常受到网络带宽的制约，经常出现网络丢包率较高、网络抖动较大和视频图像不流畅等问题，对于如银行业务部门或公安机关定期的视频数据查阅等远程监控中心既要远程多路实时预览、又要同时远程回放的需求，则常常由于受到网络带宽的制约而导致远程实时预览和远程回放的效果很差，而且一直没有妥善的解决办法。

中国专利CN101674614A公布了一种无线局域网络中保证安防监控数据传输质量的方法，其中，无线节点在无线设备接入点中进行注册，并向无线设备接入点提供优先级等配置信息，无线设备监测并判断上行带宽是否充足，并根据无线节点的优先级进行分配，从而达到降低数据传输延迟与丢包率的目的。但是该技术是针对无线局域网实时监控进行的改进，仍然无法满足同时远程实时预览和远程回放的要求。

发明内容

本发明提供了一种安防监控视频数据传输、储存和点播方法，针对窄带宽的环境，设计了一款视频点播储存模块，利用双码流技术和动态码率技术，解决了视频数据备份、远程预览与远程回放同时进行的要求，对于银行、商场、大楼等联网监控场所提供了经济合理的解决方案。

本发明安防监控视频数据传输、储存和点播方法，将监控中心与一个或多个前端网点通过互联网连接；在前端网点设置摄像机，所述摄像机与带有编码器和本地硬盘的数字硬盘录像设备一一相连；在所述监控中心设置有通过局域网相连的监控电视墙和服务器，所述服务器包括流媒体服务器和中心管理服务器，并在所述监控中心局域网上连接职能分控模块。

所述职能分控模块由各类具体业务相关应用软件组成，是人工操作模块，负责进行远程音视频的预览、历史数据的下载与远程回放。

在前端网点，所述数字硬盘录像设备通过局域网连接视频点播储存模块，所述数字硬盘录像设备和视频点播储存模块均采用双码流技术同时进行数据的压缩和向外传输，而且均采用动态码率技术判断网络带宽，并调整数据传输码流；其中：

所述摄像机将拍摄的音视频信号，通过数字硬盘录像设备进行编码压缩成为常用视频标准化格式（Common Intermediate Format，CIF）、D1格式或更高分辨率格式的数据，所述数字硬盘设备将编码压缩后的主码流数据（一般为512kbit~2Mbit）储存到所述本地硬盘；并通过局域网将编码压缩后的子码流数据（一般256 kbit ~512kbit）传输到所述视频点播储存模块储存。

同时，所述数字硬盘录像设备利用双码流技术将拍摄的音视频信号通过互联网传输至所述监控中心的服务器，由中心管理服务器对数据进行搜集、处理和管理，并通过流媒体服务器转发至监控电视墙进行实时预览。

所述职能分控模块还可以通过互联网下载点播储存在所述数字硬盘录像设备或所述视频点播储存模块的数据。

其中，所述职能分控模块可通过两种方式点播下载储存在所述数字硬盘录像设备或所述视频点播储存模块的数据，一种是数字硬盘录像设备或视频点播储存模块通过互联网直接将数据传输至职能分控模块；另一种是通过互联网传输至服务器，由服务器转发至职能分控模块进行下载点播。

其中，所述监控电视墙由监视器优选为按照矩阵形式部署设置。

其中，所述数字硬盘录像设备子码流通过局域网传输的数据优选为CIF或4CIF格式，码流大小在512kbit/s。

其中，一个所述视频点播储存机可连接20~200台数字硬盘录像设备。

其中，所述视频点播储存机的传输码流和储存码优选为流帧速率在15fps~25fps之间、比特率在256kbit ~512kbit之间。

其中，所述职能分控模块还可以包括电子地图。

上述安防监控视频数据传输和储存方法中，采用TCP/IP网络协议，通过标准开发接口与所述前端网点以及监控中心的软件相结合。

本发明安防监控视频数据传输、储存和点播方法，在前端网点分布视频点播储存模块，视频点播储存模块压缩储存的数据大小只有数字硬盘录像机设备原始储存数据的30%左右，减少了本机储存硬盘空间要求，同时在回放下载时不需下载数字硬盘录像机设备中的原始码流数据，而是直接从视频点播储存模上下载，节约了网络传输的带宽，保证了远程预览的不间断实时性的要求。

同时采用动态码率技术，可根据网点的设备和带宽情况对传输数据进行调整，如对画质有较高要求，可以设置512kbit的码流进行录像传输，如果对画质要求一般或较低，可采用256kbit的码流进行录像传输，既解决了带宽不满足传输性能的问题，还可以在带宽不变的情况下提供更多路数视频的实时预览。

采用TCP/IP网络协议，提供标准的开发接口，提供了一种灵活的、易扩容的系统和补充完善整个监控联网系统的整体解决方案。

通过上述方式，远程中心既可以连接视频点播储存模块进行实时视频预览和历史视频的回放下载，也可以选择直接连接到数字硬盘录像设备进行实时预览和历史视频的回放；即使某个录像设备死机，远程控制中心依然可以预览历史视频，整个系统的健壮性得到增强。

而上述有益效果的实现，只需在前端网点安装一台设备即可，部署成本低。同时提供高压缩比的储存备份方案，避免了大量视频数据储存备份的高成本。

附图说明

图1为本发明网络连接拓扑图。

具体实施方式

参照图1，对本发明安防监控视频数据传输、储存和点播方法进行具体描述，但下述内容只是本发明的一种具体的实施方式，并不限制本发明内容。

实施方式1：

将监控中心1与多个前端网点3通过互联网2连接。其中，前端网点3负责现场音视频拍摄，监控中心1负责收集、处理并管理前端网点3的各类数据信息，是后端应用软件的信息集中地。

在每一个前端网点3均设置一个或多个摄像机33，用来将现场拍摄成为模拟视频电信号，从而实现模拟视频的拍摄。

将每个摄像机33与一个带有编码器和本地硬盘的数字硬盘录像设备（Digital Video Recorder，简称DVR）32连接，DVR负责前端网点录像的储存和将预览数据转发至监控中心1。所述DVR将摄像机33传送至数字硬盘录像设备32的音视频信号进行编码压缩成为CIF、D1或更高分辨率格式的数据，并将编码压缩后的数据储存到所述DVR的本地硬盘，码流一般在1Mbit/s~2Mbit/s；其中，数字硬盘录像设备32采用双码流技术和动态码率技术，在储存备份的同时通过网络为监控中心1提供远程音视频数据传输。

监控中心包括有监控电视墙11和服务器，所述服务器包括流媒体服务器12和中心管理器13，用来搜集、处理、管理前端网点通过互联网2传输的数据信息，并将视频图像通过局域网转发到监控电视墙11进行实时预览；其中，流媒体服务器11负责音视频信息的转发，中心管理服务器12负责处理控制信息和管理功能。

在所述监控中心1的局域网上连接安装有监控具体业务相关应用软件的职能分控模块15，用来下载、点播或回放所述数字硬盘录像设备或视频点播储存模块直接网络传输、或由所述服务器转发至职能分控模块的数据。

职能分控模块15包括电子地图查询设备等，负责进行远程音视频的预览、历史数据的下载和远程回放。

监控电视墙11可以选择由监视器或显示器按照矩阵形式部署设置。

所述服务器还包括通过局域网连接的报警管理服务器14，负责处理报警信息。

监控中心1与前端网点3的设备采用7天/周、24小时/天工作模式，预览数据的传输由DVR通过互联网传输至所述服务器，由服务器转发至监控电视墙11进行实时预览。

另外，根据需求不同，也可以选择视频服务器（DVS）代替DVR。

实施方式2：

在实施方式1的基础上，本发明安防监控视频数据传输、储存和点播方法在前端网点3设置与数字硬盘录像设备32通过局域网4连接的视频点播储存模块（Video-on-demand Storage Module，简称VSM）31，对DVR通过局域网传输的子码流数据进行压缩储存备份。其中，视频点播储存模块31采用双码流技术和动态码率技术，在储存备份的同时通过网络为监控中心提供远程音视频数据传输。

VSM部署在所有监控的场所，通过局域网把DVR或DVS传输的子码流（一般为CIF格式，码流大小为256~512kbit/s）数据进行压缩储存。通常本地局域网传输带宽理论上至少可达100Mbit/s，目前已经普及的千兆以太网更是达到1000Mbit/s，因此一台VSM可连接20~200台DVR、DVS等IP设备。

其中，所述视频点播储存机的传输码流和储存码选择流帧速率在15fps~25fps之间、比特率在256kbit ~512kbit之间，可根据网点的机器及带宽情况调整，如对画质有较高要求，可设置512kbit的码流进行传输录像；如对画质要求一般或较低，可采用低码流256kbit录像。第一可以解决带宽不能满足传输性能的要求；第二可以在带宽不变的情况下提供更多路数视频的实时预览。

通过上述方法，VSM在储存备份的同时，还可以提高远程视频数据传输，监控中心可以通过多级网络连接到VSM，进行视频信息实时预览和历史数据的回放操作。预览数据传输可以由DVR通过互联网传输至所述服务器，再由服务器转发至监控电视墙11、或者由服务器转发至职能分控15模块进行实时预览。下载、点播和回放数据传输由VSM通过互联网传输至职能分控模块15，如果网络条件较好，还可以直接由DVR传输至职能分控模块15.即使某个DVR死机，远程监控中心还可以连接VSM预览历史视频，从而增强了系统健壮性。

实施方式3：

在实施方式1或2的基础上，均采用TCP/IP网络协议，并通过标准开发接口与前端网点3以及监控中心1平台管理软件相结合，有着更好的兼容性。

综上所述，本发明能够满足备份储存、远程实时预览和远程回放同时进行的要求，为银行、商场、大楼等联网监控场所提供了一种经济合理的解决方案。

上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种安防监控视频数据传输、储存和点播方法，将监控中心与一个或多个前端网点通过互联网连接；在前端网点设置摄像机，所述摄像机与带有编码器和本地硬盘的数字硬盘录像设备一一相连；在所述监控中心设置有通过局域网相连的监控电视墙和服务器，所述服务器包括流媒体服务器和中心管理服务器，并在所述监控中心局域网上连接职能分控模块；

其特征在于，在前端网点，所述数字硬盘录像设备通过局域网连接视频点播储存模块，所述数字硬盘录像设备和视频点播储存模块均采用双码流技术同时进行数据的压缩和向外传输，而且均采用动态码率技术判断网络带宽，并调整数据传输码流，其中：

所述摄像机将拍摄的音视频信号，通过数字硬盘录像设备进行编码压缩成为CIF格式、D1格式或更高分辨率格式的数据，并将编码压缩后的主码流数据储存到所述本地硬盘；所述数字硬盘设备通过局域网将编码压缩后的子码流数据传输到视频点播储存模块储存；

同时，所述数字硬盘录像设备将拍摄的音视频信号通过互联网传输至所述监控中心的服务器，由中心管理服务器对数据进行搜集和管理，并通过流媒体服务器转发至监控电视墙或职能分控模块进行实时预览；

所述职能分控模块还通过互联网下载点播储存在所述数字硬盘录像设备或所述视频点播储存模块的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字硬盘录像设备或所述视频点播储存模块通过互联网直接将储存的数据传输至职能分控模块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字硬盘录像设备或所述视频点播储存模块通过互联网将储存的数据传输至服务器，再由服务器转发至职能分控模块。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监控电视墙由监视器按照矩阵形式部署设置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述职能分控模块包括电子地图。

6.根据全力要求1所述的方法，其特征在于，一个所述视频点播储存模块连接20~200台数字硬盘录像设备。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频点播储存模块的传输码流和储存码流帧速率在12fps~22fps之间、比特率在256kbit ~512kbit之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用TCP/IP网络协议，通过标准开发接口与所述前端网点以及监控中心的软件相结合。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字硬盘录像设备通过局域网传输的子码流为CIF或4CIF格式。

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