CN103442207B - 基于ip网络化的舞台调度视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于IP网络化的舞台调度视频监控系统，包括摄像机设备、视频处理设备、流媒体服务器、录制服务器、视频服务器、视频切换矩阵、视频分配器和显示器。通过流媒体服务器，将监控系统的设备进行连接，而监控系统的所有数据都经流媒体服务器进行交换，且经摄像机设备采集的视频数据，经压缩编码后经流媒体服务器传输至录制服务器中保存，因将视频数据采用数字化信号进行保存，从而达到了方便快捷的存储和调用视频数据的目的。

Description

基于IP网络化的舞台调度视频监控系统

技术领域

本发明涉及舞台监督调度领域，具体地，涉及一种基于IP网络化的舞台调度视频监控系统。

背景技术

现有剧院的舞台视频监督系统仍采用传统的闭路电视监控系统。以国内的国家大剧院、杭州大剧院等剧院为例，视频监控都还在延续使用模拟视频监控系统，该系统采用光纤、同轴电缆在其闭合的环境内传输电视信号，从摄像到图像显示并配合存储设备构成一个完整的视频监控系统。该系统主要由标清模拟摄像机、视频切换矩阵、视频分配器、视频放大器、数字硬盘录像机、监视器等组成，通过视频线和控制线连接，在剧场的使用中主要应用于剧场的演出监控、录制演出存档资料等。

现有的舞台监督视频系统，不能做到高分辨率的视频信息采集，影响舞台监督人员现场监督的分辨力。视频信号有时需要传输到较远的区域，在传输过程中受到的干扰难以消除。视频信息存储后，在查找调用时需要人工查找已编好号码的视频光盘，播放时也需要专业的播放设备。整个舞台视频监督系统是一个单独的内部系统，并没有与舞台内部通讯系统有所联系，因此在监督调度时会产生相互不协调的问题。

现有的舞台监督视频系统采用闭路电视监控系统，其视频监督系统利用视频同轴电缆总线传输方式通过射频闭路模式传输前端摄像机拍摄到的图像。系统前端使用调制器将视音频信号调制到高频频段，再通过混合器混合上一级的视音频信号，经过同轴电缆向后传输。中间经由视频分配器将视频一进多出，输出到技术用房中不同的监视器和视频矩阵，技术用房中监视器的数量可以满足同时监控多个点位的图像；舞台监督调度台和化妆间等其他需要观看现场画面位置的监视器较少，所以必须依靠视频矩阵随时切换频道，来实现观看多个点位视频。视频数据的存储采用DVD刻录机将视频刻录成DVD光盘，编号存储。

现在舞台视频监督调度系统存在这一些问题：模拟视频信号采用同轴电缆进行传输，距离较远时，需要使用视频放大器对视频信号进行放大以补偿传输损耗，多级信号的叠加会导致信道的信噪比下降，末端显示器中就会产生较多噪声干扰，导致图像模糊不清；随着视频数据的增多，视频信息的查找调用都需要人工手动操作、过程复杂；现有的视频监控系统是一个独立封闭的系统，使得其与其他信息系统无法交换数据，应用的灵活性较差，不适合信息的统一调用和处理。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于IP网络化的舞台调度视频监控系统，以实现方便快捷的存储和调用视频数据的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于IP网络化的舞台调度视频监控系统，包括摄像机设备、视频处理设备、流媒体服务器、录制服务器、视频服务器、视频切换矩阵、视频分配器和显示器；

所述摄像机设备与视频处理设备电连接，所述视频处理设备与流媒体服务器基于IP网络连接，所述视频处理设备具有数字处理芯片，该数字处理芯片对摄像机设备采集到的视频数据进行压缩编码；

所述流媒体服务器：是一个视频数据交换中枢，监控系统的所有数据都经过该节点进行数据交换，上述摄像机设备、录制服务器和视频服务器均通过IP网络与流媒体服务器连接；

所述录制服务器：将流媒体服务器具有标准的网络接口，并通过标准的网络接口与流媒体服务器通过IP网络连接，将收集到来自流媒体服务器视频数据进行保存；

所述视频服务器将接收的来自流媒体服务器的数字信号经解码后转换为模拟信号后传输至视频切换矩阵，然后经视频分配器分配为多路视频信号，从而将视频信号分别通过不同的显示器显示。

进一步的，所述摄像机设备和视频处理设备集成在一起。

进一步的，所述摄像机设备上集成拾音器，且摄像机设备安装在云台上。

进一步的，所述摄像机设备和流媒体服务器可通过有线网络或无线网络进行通信。

进一步的，所述流媒体服务器交换的数据中的数据至少包括控制命令和视频数据。

进一步的，还包括摄像机云台控制器，所述摄像机云台控制器通过IP网络和流媒体服务器连接，从而通过网络控制安装摄像机的云台动作。

进一步的，监控系统基于IP网络的数据传输分为，会话通道和媒体流通道；所述会话通道使用一个应用层的SIP协议在设备之间建立会话，控制命令同样在此通道内传输，利用RTSP协议传输；媒体流通道用于传输视音频数据，该通道传输的数据量较大，采用流媒体协议传输压缩编码后的视音频流。

进一步的，所述流媒体协议包括RTP或RTCP传输协议。

进一步的，所述流媒体服务器与剧场舞台调度台通信连接，该剧场舞台调度台连接如剧场局域网。

进一步的，所述显示器的输入端口上设置解码器，该解码器可解码多个视频服务器的图像，解码器可设置成单路或者四路模拟轮询切换显示，解码效果根据前端视频服务器的图像确定。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术方案，通过流媒体服务器，将监控系统的设备进行连接，而监控系统的所有数据都经流媒体服务器进行交换，且经摄像机设备采集的视频数据，经压缩编码后经流媒体服务器传输至录制服务器中保存，因将视频数据采用数字化信号进行保存，从而达到了方便快捷的存储和调用视频数据的目的。而采用统一的IP网络化连接，也增强了系统的兼容性，方便不同规定的设备的接入。而通过接入局域网，方便通过移动终端的访问以及远程PC通过互联网进行访问。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的基于IP网络化的舞台调度视频监控系统原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种基于IP网络化的舞台调度视频监控系统，包括摄像机设备、视频处理设备、流媒体服务器、录制服务器、视频服务器、视频切换矩阵、视频分配器和显示器；摄像机设备与视频处理设备电连接，视频处理设备与流媒体服务器基于IP网络连接，视频处理设备具有数字处理芯片，该数字处理芯片对摄像机设备采集到的视频数据进行压缩编码；流媒体服务器：是一个视频数据交换中枢，监控系统的所有数据都经过该节点进行数据交换，上述摄像机设备、录制服务器和视频服务器均通过IP网络与流媒体服务器连接；录制服务器：将流媒体服务器具有标准的网络接口，并通过标准的网络接口与流媒体服务器通过IP网络连接，将收集到来自流媒体服务器视频数据进行保存；视频服务器将接收的来自流媒体服务器的数字信号经解码后转换为模拟信号后传输至视频切换矩阵，然后经视频分配器分配为多路视频信号，从而将视频信号分别通过不同的显示器显示。

其中，摄像机设备和视频处理设备集成在一起。前端的视频摄像机设备可为网络摄像机带有网络口，能够直接接入内部局域网中使用，不需要其他网络信息转换设备。其内部有数字处理芯片能够对视频数据进行压缩编码，高清视频压缩编码一般为H.264或者MPEG-4。前端网络摄像机由一个交换机统一接入舞台局域网。为了保证通信质量，首先考虑有线连接方式，如果摄像机距离交换机太远，则通过布置无线路由器将无线信号覆盖至摄像机所在位置，使其接入舞台局域网。对于原有的模拟式设备，在某些清晰度要求不高的摄像点位仍可以使用，例如过道、走廊。若要接入网络需要专用的视频服务器，之后经过中心流媒体服务器进行视频数据的网络交换输出至末端监视器。在某些区域原有显示设备仍能满足需求的情况下，可以使用原有设备配合视频解码器使用。视频数据的存储则通过流媒体服务器传输至录像服务器，由录像服务器进行存储。前端模拟摄像机配合视频服务器，将拍摄到的视频数据传输到局域网中的流媒体服务器。视频服务器能够对多路模拟视频信号同时进行数字化处理，再对转换后的数字信号进行压缩编码，使其能够适用于网络数据传输。

摄像机设备上集成拾音器，且摄像机设备安装在云台上。摄像机设备和流媒体服务器可通过有线网络或无线网络进行通信。流媒体服务器交换的数据中的数据至少包括控制命令和视频数据。另外还包括摄像机云台控制器，所述摄像机云台控制器通过IP网络和流媒体服务器连接，从而通过网络控制安装摄像机的云台动作。监控系统基于IP网络的数据传输分为，会话通道和媒体流通道；所述会话通道使用一个应用层的SIP协议在设备之间建立会话，控制命令同样在此通道内传输，利用RTSP协议传输；媒体流通道用于传输视音频数据，该通道传输的数据量较大，采用流媒体协议传输压缩编码后的视音频流。流媒体协议包括RTP或RTCP传输协议。流媒体服务器与剧场舞台调度台通信连接，该剧场舞台调度台连接如剧场局域网。显示器的输入端口上设置解码器，该解码器可解码多个视频服务器的图像，解码器可设置成单路或者四路模拟轮询切换显示，解码效果根据前端视频服务器的图像确定。

在化妆间、候场区等位置原有的显示设备需配有解码器，每个解码器有一个网络接口和一路复合视频输出接口，视频解码器接收视频服务器送来的视频流，然后把信息流解码后输出到剧场现有的安置在技术用房的监视器或者到化妆间的电视屏幕上。每个解码器可以解码多个视频服务器的图像，可以设置成单路或者四路模拟轮询切换显示，解码效果根据前端视频服务器的图像而定。

摄像机的云台的控制通过将云台控制设备外接至舞台监督调度台的计算机，舞台监督调度台上计算机安装云台控制器的驱动程序，通过计算机将云台控制信号传输至摄像机端口。传输的数据开头有标志位，用来区分不同设备的控制信息。

视频监控系统内部进行数据信息传输、交换、控制时，应遵循所规定的通信协议，监控系统在进行视音频传输及控制时建立两个传输通道：会话通道和媒体流通道。会话通道使用一个应用层的SIP协议（信令控制协议，是一个应用层控制协议，用来建立、修改和终止多媒体会话）在设备之间建立会话，控制命令同样在此通道内传输，利用RTSP协议（实时流协议，用于音频和视频流的停滞、快进、快退和定位等功能）其要求信息准确无误；媒体流通道用于传输视音频数据，该通道所要传输的数据量较大，在传输时若考虑到差错校验会影响传输的速率，所以采用流媒体协议(RTP/RTCP)传输压缩编码后的视音频流。

综上所述，本发明具有以下特点：

针对剧院现有闭路电视监控系统的显示效果不理想，数据存储调用不灵活，系统信息交换性能差的不足，提出了通过将舞台视频监控系统，通过网络化，可以实现视频高清晰度高分辨率显示，更为方便快捷的存储和调用视频数据，将视频监督系统接入舞台监督调度局域网中，以实现整个舞台监督调度系统的集成和信息可交换性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于IP网络化的舞台调度视频监控系统，其特征在于，包括摄像机设备、视频处理设备、流媒体服务器、录制服务器、视频服务器、视频切换矩阵、视频分配器和显示器；

所述摄像机设备与视频处理设备电连接，所述视频处理设备与流媒体服务器基于IP网络连接，所述视频处理设备具有数字处理芯片，该数字处理芯片对摄像机设备采集到的视频数据进行压缩编码；

所述流媒体服务器：是一个视频数据交换中枢，监控系统的所有数据都经过流媒体服务器进行数据交换，上述摄像机设备、录制服务器和视频服务器均通过IP网络与流媒体服务器连接；

所述录制服务器：流媒体服务器具有标准的网络接口，并通过标准的网络接口与流媒体服务器通过IP网络连接，将收集到来自流媒体服务器视频数据进行保存；

所述视频服务器将接收的来自流媒体服务器的数字信号经解码后转换为模拟信号后传输至视频切换矩阵，然后经视频分配器分配为多路视频信号，从而将视频信号分别通过不同的显示器显示；所述显示器的输入端口上设置解码器，该解码器解码多个视频服务器的图像，解码器设置成单路或者四路模拟轮询切换显示，解码效果根据前端视频服务器的图像确定；

在化妆间、候场区位置原有的显示器需配有解码器，每个解码器有一个网络接口和一路复合视频输出接口，解码器接收视频服务器送来的视频流，然后把信息流解码后输出到剧场现有的安 置在技术用房的监视器或者到化妆间的电视屏幕上；

监控系统基于IP网络的数据传输分为，会话通道和媒体流通道；所述会话通道使用一个应用层的SIP协议在设备之间建立会话，控制命令同样在此通道内传输，利用RTSP协议传输；媒体流通道用于传输视音频数据，该通道传输的数据量较大，采用流媒体协议传输压缩编码后的视音频流；所述流媒体服务器交换的数据中的数据至少包括控制命令和视频数据；

所述流媒体协议包括RTP或RTCP传输协议；

所述流媒体服务器与剧场舞台调度台通信连接；

经摄像机设备采集的视频数据，经压缩编码后经流媒体服务器传输至录制服务器中保存，因将视频数据采用数字化信号进行保存，从而达到了方便快捷的存储和调用视频数据的目的,而采用统一的IP网络化连接，也增强了系统的兼容性，方便不同规定的设备的接入，而通过接入局域网，方便通过移动终端的访问以及远程PC通过互联网进行访问；所述摄像机设备和视频处理设备集成在一起；

所述摄像机设备上集成拾音器，且摄像机设备安装在云台上；

还包括摄像机云台控制器，所述摄像机云台控制器通过IP网络和流媒体服务器连接，从而通过网络控制安装摄像机的云台动作；摄像机的云台的控制通过将云台控制设备外接至舞台监督调度台的计算机，舞台监督调度台上计算机安装云台控制器的驱动程序，通过计算机将云台控制信号传输至摄像机端口，传输的数 据开头有标志位，用来区分不同设备的控制信息。

2.根据权利要求1所述的基于IP网络化的舞台调度视频监控系统，其特征在于：所述摄像机设备和流媒体服务器通过有线网络或无线网络进行通信。