CN103475870B - 一种分布式可延展智能视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式可延展智能视频监控系统，包括解码管理模块，轮询调度模块，组合分析模块，资源管理模块，画面显示模块，告警推送模块，外部通讯模块。本发明针对现代视频监控系统数字化、智能化和分布式的新特点，通过灵活的配置，能够同时满足小型视频监控系统和大型智能视频监控系统的应用需求，并具备规模平滑扩容能力。

Description

一种分布式可延展智能视频监控系统

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其是一种分布式可延展智能视频监控系统。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的发展，现代视频监控系统逐渐突显出一些新的特点。监控设备发生了变化：数字视频监控系统逐步取代了模拟视频监控系统；分布特征发生了变化：由于监控点的分布特性，分布式视频监控系统的应用越来越广泛；监控模式发生了变化：由被动接收和存储视频的监控模式转变为主动对现场情况进行分析的智能视频监控模式。

伴随着上述演变过程，监控系统对配置要求的不断提高，一个分布式智能视频监控系统的搭建往往需要昂贵的硬件支持和复杂的环境设置，从小型集中式视频监控系统向大型分布式智能视频监控系统的扩容过程也变得困难重重。于是，有必要设计研制一种可以支持规模和应用场景变化、并且在部署过程中能够平滑过渡的分布式可延展智能视频监控系统。

故，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种分布式可延展智能视频监控系统，该智能视频监控系统拥有智能化、可延展及分布式的特点。

为实现上述发明目的，本发明分布式可延展智能视频监控系统可采用如下技术方案：

一种分布式可延展智能视频监控系统，其特征在于，包括解码管理模块，轮询调度模块，组合分析模块，资源管理模块，画面显示模块，告警推送模块，外部通讯模块；

其中，解码管理模块管理网络前端视频设备及其通道，连接网络中的前端视频设备，获取视频流预览或解码；

轮询调度模块用以将解码管理模块采集的视频数据进行轮询调度并在使用完毕后释放空闲资源；

组合分析模块，为每一路视频数据配置分析项目，分析视频内容，将分析结果显示在监视窗格中并推送警示信息；

资源管理模块，用以解码线程和监视窗格分配和回收资源，并将组合分析模块产生的警示信息传递给外部通讯模块，用以触发外部声光电及短信报警系统；

画面显示模块，用以视频显示及监视窗格管理；

告警推送模块，用以告警管理与推送；

外部通讯模块，用以与外部系统的信息交互；

该分布式可延展智能视频监控系统还包括解码库，所述解码库向解码管理模块提供统一的解码接口；

该分布式可延展智能视频监控系统还包括分析算法库，分析算法库中针对每一种场景开发相应的分析算法，由组合分析模块按需动态加载，组合分析模块通过约定的动态加载接口能够向该分析算法传递其所需要的任意类型、任意数量的参数、接收分析后的文字警示信息和图形化分析结果。

与背景技术相比，本发明分布式可延展智能视频监控系统，同时满足小型视频监控系统和大型智能视频监控系统的应用需求，既能够在单台低配置计算机上搭建小系统，以最小资源运行视频监视功能；又能够高性能计算机上搭建大系统，对多路视频同时进行智能分析。并具备规模平滑扩容能力，可以通过多台计算机组成网络进行分布式计算，达到并超过高性能计算机或服务器的性能水平，并且支持规模上的平滑扩容。

为实现上述发明目的，本发明分布式可延展智能视频监控系统的使用方法可采用如下技术方案：

该分布式可延展智能视频监控系统根据不同的启动参数以server方式或者client方式运行；

server运行方式为默认启动方式，server运行方式下采集视频流，从前端设备获取视频流，并分析视频内容；分析结果信息包含两个部分：叠加画在原始图像上的图形化分析结果，以及记录进数据库的警示信息；

client运行方式下系统以预览的低资源消耗方式采集视频流，接收并显示server发送的分析结果；server和client之间以单播或单播与组播混合的方式进行通讯；由多个server运行方式下的实例和多个client运行方式下的实例协同工作，不同的server采集并分析不同的视频源，用户在client上集中浏览视频内容和分析结果。

附图说明

图1是本发明分布式可延展智能视频监控系统的结构示意图。

图2是本发明分布式可延展智能视频监控系统的一个实施例的使用实现方案示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1所示，本发明公开一种分布式可延展智能视频监控系统，包括解码管理模块，轮询调度模块，组合分析模块，资源管理模块，画面显示模块，告警推送模块，外部通讯模块；

其中，解码管理模块管理网络前端视频设备及其通道，连接网络中的前端视频设备，获取视频流预览或解码；

轮询调度模块用以将解码管理模块采集的视频数据进行轮询采集数据并释放空闲资源；

组合分析模块，为每一路视频数据配置分析项目，分析视频内容，将分析结果显示在监视窗格中并推送警示信息；

资源管理模，用以解码线程和监视窗格分配和回收资源，并将组合分析模块产生的警示信息传递给外部通讯模块，用以触发外部声光电及短信报警系统；

画面显示模块，用以视频显示及监视窗格管理；

告警推送模块，用以告警管理与推送；

外部通讯模块，用以与外部系统的信息交互。

该视频监控系统采用了多线程设计方案，在登陆时为每个拥有独立网络地址的前端设备分配一个线程，同一前端设备中的多个通道共享一个线程，系统内部自动管理线程资源。

该分布式可延展智能视频监控系统还包括解码库及分析算法库。所述解码库向解码管理模块提供统一的解码接口。分析算法库中针对每一种场景开发相应的分析算法，由组合分析模块按需动态加载，组合分析模块通过约定的动态加载接口能够向该分析算法传递其所需要的任意类型、任意数量的参数、接收分析后的文字警示信息和图形化分析结果。在实际应用中，解码库仅当项目需要支持某一全新厂家的设备时需要进行开发；分析算法库则根据不用应用下各自场景的特点需要经常性的添加、修改和优化。包含智能分析功能的视频监控系统在项目实施中的主要困难在于其定制特性：即分析算法对监控场景的严重依赖。本系统中，将解码库、分析算法库相对于其他部分独立拆分，且分析算法库采用动态加载方式，这样就将定制特性对整个系统的影响降到了最低，为项目实施和解码库、分析算法库的扩充提供了便利。

请结合图2所示，下面介绍所述的分布式可延展智能视频监控系统的使用方法。本系统根据启动参数能够以server方式或者client方式启动。

server方式为默认启动方式，提供预览和解码的打开方式，从前端设备(摄像机或硬盘录像机)获取视频流，并分析视频内容。分析结果信息包含两个部分：叠加画在原始图像上的图形化分析结果Msg_Shape，以及记录进数据库的警示信息Msg_Alm。后者存储在本地数据库中。

client方式由带参数-c的方式激活，为节约资源仅提供预览打开，从前端设备获取视频流，并从打开相同视频流并进行分析的server端接收分析结果，如果不存在这样的server端则仅显示预览。将接收到的分析结果叠加在预览画面上，将接收到的警示信息记录在本地数据库中。

server和client的通讯方式如下。

当server端启动时，根据配置对若干视频画面进行解码和分析，将产生的Msg_Shape信息叠加在本机已打开的视频流上，将Msg_Alm信息保存在本机数据库中并侦听指定端口。

当client端启动时，向局域网内所有server发送登陆报文Pkg_Login，其中包含自己的主机信息，server收到报文后，通知client本server负责管理那些设备Msg_Dev，并以一定时间间隔Time_Alm(秒级)向该client主机发送自己产生的相应视频画面的警示信息Msg_Alm。client接收到Msg_Dev后，在本地生成一份路由表，表明哪一个设备的信息该向那一台主机去请求。client接收到Msg_Alm后，推送至本地报警窗。

当client端打开某个视频画面时，根据路由表向对应的server发送注册报文Pkg_Open，其中包含自己的主机信息和所打开画面的信息。收到Pkg_Open的server以一定时间间隔Time_Shape(秒级)向该client发送该画面的分析结果Msg_Shape。

当client端关闭某个视频画面时，根据路由表向对应的server发送注销报文Pkg_Close，其中包含自己的主机信息和所关闭画面的信息。收到Pkg_Close的server停止向该client发送该画面的分析结果Msg_Shape。

在系统运行过程中，client端以一定时间间隔Time_Heart(分钟级)向局域网内所有server发送心跳报文Pkg_Heart，其中包含自己的主机信息。server端接收心跳报文Pkg_Heart超时后，停止向该client发送所有警示信息Msg_Alm。

为适应不同的网络环境，本系统可采用两种通讯模式：单播与组播混合通讯，或者纯单播通讯。

前者是指client端启动时以组播方式分别向server端发送注册报文Pkg_Login，以及以组播方式向server发送心跳报文Pkg_Heart；server端向client端以单播方式发送分析结果信息Msg_Shape和警示信息Msg_Alm。优点是server信息发生变动后不需要重新配置client端，并且报文效率较高，缺点是由于组播通讯需要对局域网内的交换机进行额外的配置。

纯单播模式是指在client端人为配置好server信息，每次发送时，按照配置依此向server发送报文。优点是可以避免对交换机进行配置操作。

按照本实施例中的配置，每一个server负责向其指定的前端设备请求视频流并进行内容分析，产生文字警示信息和图形化分析结果；client端可任意打开查看若干路视频流，当其打开某一录视频流时，server端产生的图形化分析结果叠加在相应前端设备的视频画面上，对应的文字警示信息被推送到该client端的报警窗中。

当有新的前端设备加入系统时，须将其分配给某一台server，或为其添加新的server，重启客户端即可实现规模平滑扩容，而其他服务器和前端设备均不受影响。

Claims (3)

1.一种分布式可延展智能视频监控系统，其特征在于，包括解码管理模块，轮询调度模块，组合分析模块，资源管理模块，画面显示模块，告警推送模块，外部通讯模块；

其中，解码管理模块管理网络前端视频设备及其通道，连接网络中的前端视频设备，获取视频流预览或解码；

轮询调度模块用以将解码管理模块采集的视频数据进行轮询调度并在使用完毕后释放空闲资源；

组合分析模块，为每一路视频数据配置分析项目，分析视频内容，将分析结果显示在监视窗格中并推送警示信息；

资源管理模块，用以解码线程和监视窗格分配和回收资源，并将组合分析模块产生的警示信息传递给外部通讯模块，用以触发外部声光电及短信报警系统；

画面显示模块，用以视频显示及监视窗格管理；

告警推送模块，用以告警管理与推送；

外部通讯模块，用以与外部系统的信息交互；

该分布式可延展智能视频监控系统还包括解码库，所述解码库向解码管理模块提供统一的解码接口；

该分布式可延展智能视频监控系统还包括分析算法库，分析算法库中针对每一种场景开发相应的分析算法，由组合分析模块按需动态加载，组合分析模块通过约定的动态加载接口能够向该分析算法传递其所需要的任意类型、任意数量的参数、接收分析后的文字警示信息和图形化分析结果。

2.如权利要求1所述的分布式可延展智能视频监控系统，其特征在于：该视频监控系统采用了多线程设计方案，在登陆时为每个拥有独立网络地址的前端设备分配一个线程，同一前端设备中的多个通道共享一个线程，系统内部自动管理线程资源。

3.根据权利要求1或2中所述的分布式可延展智能视频监控系统的使用方法，其特征在于：该分布式可延展智能视频监控系统根据不同的启动参数以server方式或者client方式运行；

server运行方式为默认启动方式，server运行方式下采集视频流，从前端设备获取视频流，并分析视频内容；分析结果信息包含两个部分：叠加画在原始图像上的图形化分析结果，以及记录进数据库的警示信息；

client运行方式下系统以预览的低资源消耗方式采集视频流，接收并显示server发送的分析结果；server和client之间以单播或单播与组播混合的方式进行通讯；由多个server运行方式下的实例和多个client运行方式下的实例协同工作，不同的server采集并分析不同的视频源，用户在client上集中浏览视频内容和分析结果。