CN110177071A - 在无线网络连接摄像头系统中基于视频的信道选择 - Google Patents

在无线网络连接摄像头系统中基于视频的信道选择 Download PDF

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CN110177071A
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CN
China
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wireless
camera
video
radio link
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CN201910132427.XA
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佩曼·阿米尼
约瑟夫·阿麦兰·劳尔·伊曼纽尔
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Netgear Inc
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Netgear Inc
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Abstract

介绍了用于无线网络连接的摄像头系统中的基于视频的信道选择的系统和方法。在一个说明性实施方案中，计算系统接收表示无线网络中的条件的数据以及表示要通过无线网络进行传输的视频流的特性的数据。计算系统处理接收到的数据以从多个能够容纳视频流的传输的可用信道中自动地选择一个信道。然后，计算系统使得例如在无线摄像头和无线接入点之间的无线链路在所选的信道上建立，或使现有的无线链路从先前的信道移动到所选的信道。

Description

在无线网络连接摄像头系统中基于视频的信道选择
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年2月20日，由Emmanuel等人提交的第62/633,017号(代理人案卷号110729-8075.US00)，标题为“无线设备的优化和测试”的美国临时申请的优先权。上述申请的内容通过引用全部并入本文中。
技术领域
本公开涉及无线网络中设备之间的通信，尤其是涉及网络连接视频摄像头系统中的无线视频摄像头的通信。
背景技术
视频监控系统可以在例如住宅环境中提供安保。一些视频监控系统可以包括无线视频摄像头，该无线视频摄像头被配置为捕捉周围环境的视频，将捕捉的视频编码为视频流，并通过例如无线局域网(WLAN)将编码的视频流无线地传输至观察设备。
附图简要说明
本实施方案通过示例的方式进行说明，并且不旨在受所附图形的附图的限制。
图1是示例环境的框图，其中可以实施用于基于视频的信道选择的所述技术；
图2是示例无线联网设备的框图；
图3是示出包括向无线摄像头提供覆盖的多个无线联网(networking)设备的示例多频带无线网络的框图；
图4是实施用于基于视频的信道选择的所述技术的示例模块的框图；
图5是基于视频的信道选择示例过程的流程图；
图6是示出在网络连接摄像头系统中由不同摄像头捕获的不同场景的示意图；
图7是基于所描述的用于基于视频的信道选择的技术来切换信道的示例过程的流程图；
图8是切换避免在活跃视频流期间进行切换的信道切换示例过程的流程图；
图9是响应于检测到严重故障(critical failure)而立即切换信道的示例过程的流程图；
图10是具有信道切换通告(announcement)的信道切换的示例过程的流程图；
图11是5GHz频率频带中的信道分配示意图；
图12是用于在动态频率选择(DFS)信道上进行操作的示例过程的流程图；
图13是响应靠近无线接入点的强干扰的示例过程的流程图；
图14是响应靠近无线摄像头的强干扰的示例过程的流程图；以及
图15是可用于实施所公开技术的一些实施方案的特征的示例计算机系统的框图。
具体实施例
概述
无线视频摄像头在网络连接摄像头系统中有许多优点，包括降低安装成本和更大的安装灵活性，但在日益拥挤的无线通信环境中，容易受到其他信号的干扰。干扰会降低无线通信性能，在摄像头系统的情境中，这会显著降低视频质量。
本文介绍了一种用于解决这些挑战的基于视频的信道选择的技术。在一个说明性实施方案中，计算系统(例如，在无线接入点)接收无线网络中的条件数据和表示要通过无线网络进行传输的视频流的特性的数据。计算系统处理所接收的数据，以从可以容纳视频流的传输的多个可用信道自动地选择信道。然后，计算系统使得(例如在无线摄像头和无线接入点之间的)无线链路在所选择的信道上建立，或使现有的无线链路从先前的信道移动至所选择的信道。
在一些实施方案中，除非检测到严重故障，否则计算系统可以周期性地，例如每日一次地，执行基于视频的信道选择，并且可以避免在活跃视频流期间切换信道。在涉及多频带无线网络(例如，在2.4千兆赫兹(GHz)和5GHz频率频带中运行)的实施方案中，用于基于视频的信道选择的技术可以包括基于网络条件和传输视频流的特性在不同频率频带之间进行切换。
通过实施基于网络条件和视频特性的智能信道计划，所述技术可以提高无线视频摄像头系统中的视频质量，因此代表了此类无线视频摄像头系统功能的重大技术改进。
示例操作环境
图1是示例环境的框图，其中可以实施用于基于视频的信道选择的所述技术。示例环境100包括网络连接摄像头系统，该摄像头系统包括基站105，一个或多个无线接入点(Aps)120以及一个或多个无线摄像头110。在一些实施方案中，摄像头系统为可以被安装在建筑物(例如房屋)中的安保监控系统。基站105和摄像头110可以通过本地网络(localnetwork)125相互连接。本地网络125可以是局域网(LAN)。在一些实施方案中，本地网络125是由一个或多个无线接入点(Aps)120创建的WLAN，例如住宅Wi-Fi。在一些实施方案中，与基站105和/或无线AP 120相关的功能在以无线网络设备实例化的软件中实施。换句话说，该系统可以包括作为节点的多个无线网络设备，其中每个无线网络设备可作为无线AP 120和/或基站105来运行。摄像头110和基站105可以通过例如Wi-Fi无线地彼此连接或使用有线方式彼此连接。基站105和摄像头110可以通过一个或多个无线AP 120无线地彼此连接，或在没有无线AP 120的情况下，例如，使用Wi-Fi直连，Wi-Fi ad hoc或类似无线连接技术或通过有线连接而彼此直接连接。进一步，基站105可以使用有线方式或无线地连接到本地网络125。
摄像头110捕捉视频，将视频编码为视频流，并通过本地网络125无线传输视频流，以传送到用户设备102。在一些实施方案中，某些摄像头可以包括集成的编码组件。替代地，或另外地，该编码组件可以是耦合到无线摄像头110的单独设备。例如，模拟摄像头112可以通过无线模拟到数字编码设备通信地耦合至基站105和/或无线AP 120。在一些实施方案中，基站105和/或无线AP 120可以包括编码组件以编码和/或转码视频。编码组件可以包括被配置为编码视频信息的任何软件和/或硬件的组合。此类编码器可基于任何数量的不同标准，例如H.264，H.265，VP8，VP9，Daala，MJPEG，MPEG4，WMV等，用以编码视频信息。因此，依据所使用的编码解码器，来自给定摄像头110的视频流可以是多种不同格式(例如.AVI，.MP4，.MOV，.WMA，.MKV等)中的一种。如果摄像头110包括音频设备或被通信地耦合至音频设备(例如麦克风)，则视频流也可以包括音频。
摄像头110可由电池供电或由壁装插座供电。在一些实施方案中，摄像头110可以包括一个或多个传感器，例如在检测到动作时能激活视频捕捉、编码捕捉的视频和/或传输编码的视频流的动作传感器。摄像头110可以包括红外(IR)发光二极管(LED)传感器，其可以提供夜视能力。尽管示例环境100示出了两个摄像头110，摄像头系统可以仅包括一个摄像头或多于两个摄像头，这些摄像头可被安装在建筑物的不同位置。在一些实施方案中，摄像头系统中的所有摄像头都可以具有相同的特征，或至少一些摄像头可以具有不同的特征。例如，一个摄像头可以有夜视功能，而另一个可能没有。一个摄像头可以由电池供电，而另一个摄像头可以由壁装插座供电。
基站105可以是用作网关以例如通过一个或多个无线AP 120安全地将摄像头110连接到外部网络135的计算系统。外部网络135可包括任何类型中的一个或多个网络，包括分组切换通信网络(packet switched communications networks)，例如互联网(Internet)，互联网的Worldwide Web部分，外联网，内联网，和/或多种其他类型的电信网络，例如移动电话和数据网、普通老式电话系统(POTS)网络等。
基站105可以提供多种特征，例如远程无线连接至摄像头110，本地存储设备115，报警器(siren)，连接至网络附加存储(network attached storage)(NAS)以及提高摄像头110的电池寿命，例如通过使摄像头110有效率地工作并保持基站105和摄像头110之间的通信有效率。基站105可被配置为将从摄像头110捕捉到的视频存储在本地存储设备115，NAS，或云存储148中的任一个。基站105可被配置为当基站105基于从摄像头110/112接收的视频流而检测到入侵时，从报警器生成声音警报。
基站105的另一特征是它可以在本地网络125内创建其自己的网络，使得摄像头110不会过载或消耗本地网络125的网络带宽。摄像头110通常无线地连接到基站105。在一些实施方案中，本地网络125可包括多个基站以增加基站105的无线覆盖，这在摄像头进行大面积分布的情况下可能是有益的或必需的。
在一些实施方案中，本地网络125可以通过无线AP 120向用户设备(例如，用户设备102)提供无线覆盖。在图1所描绘的示例环境100中，例如，如果用户设备102位于基站105和/或无线AP 120附近，则用户设备102可以通过本地网络125连接至基站105。替代地，用户设备102可以通过网络135(例如，互联网)连接至基站105。用户设备102可以是任何可以连接至网络并播放视频内容的计算设备，例如智能手机，便携式电脑(laptop)，台式机，平板个人电脑(PC)或智能电视。
在示例实施方案中，当用户103发送请求(例如，来自用户设备102)以查看来自任一摄像头110的实时视频馈送(1ive video feed)时，基站105接收请求并响应该接收请求，从其中一个摄像头110获取一个或多个编码的视频流，并将该编码的视频流式传输(streaming)至用户设备102以供观看。在用户设备102处接收该编码的视频流时，用户设备102中的视频播放器应用会对该编码的视频流进行解码，并在用户设备102上的显示器上播放视频以供用户103观看。
如前文所述，在一些实施方案中，基站105可包括编码/转码组件，在流式传输(streaming)至用户设备102之前，该编码/转码组件对从摄像头接收到的视频执行代码处理(coding)过程。在一个实施方案中，基站105处的转码器对从摄像头110接收到的视频流进行转码，例如，通过对编码的流进行解码并将该流重新编码为另一格式以生成转码的视频流，然后该转码的视频流被流式传输(stream)至用户设备102。
在用户设备102处接收到的视频流可以是实时视频流和/或录制的视频流。例如，在一些实施方案中，转码器106可以对从摄像头110接收到的编码的视频流进行转码，并且当在摄像头110处捕捉到视频时，实时地或近实时地(即，在几秒钟内)将转码的视频流流式传输至用户设备102。替代地，或另外地，通过基站105流式传输至用户设备的视频可以从存储器(例如本地存储器115，云存储器148或其他一些NAS)中获取。
基站105能以多种方式将视频流式传输至用户设备102。例如，基站105可以使用点对点(peer-topeer)(P2P)流式传输技术将视频流式传输至用户设备102。在P2P流式传输中，当用户设备102上的视频播放器请求视频流时，基站105和用户设备102可以例如通过网络135或云网络145来交换信令(signaling)信息，以确定基站105和用户设备102的位置信息，以找到最佳路径并建立P2P连接，以将视频流从基站105路由至用户设备102。在建立连接之后，基站105将视频流式传输至用户设备102，从而消除了将视频流从基站105传送至云网络145中的视频流式传输服务器146以及用于从视频流式传输服务器146流式传输至用户设备102的额外带宽成本。在一些实施方案中，云网络中的服务器146能保留可用对等体(peer)节点服务器的日志，以路由视频流并在用户设备102和其他对等体之间建立连接。在此类实施方案中，代替流式传输视频，服务器146可用作信令服务器或可以括信令软件，该信令软件的作用是维护和管理对等体列表(a list of peers)并处理基站105和用户设备102之间的信令。在一些实施方案中，服务器146可以基于地理和网络拓扑来动态地选择最佳对等体。
在一些实施方案中，云网络145是来自使用广域网(WAN)或基于互联网的接入技术的集中式第三方提供商的资源网络。云网络连接与云计算的概念有关，其中网络或计算资源在不同的客户(customers)或客户端(clients)之间共享。云网络145与本地网络125是有区别的、独立的且不同的。
在一些实施方案中，本地网络125以多频带无线网络来实施，该多频带无线网络包括一个或多个无线网络设备(在本文中也称为节点)，该无线网络设备用作无线AP 120和/或基站105。例如，对于图1所描绘的示例环境100，基站105可在用作网关和/或路由器的第一无线网络设备处实施。第一无线网络设备也可以用作无线AP。其他无线网络设备可用作通过回程链路彼此无线连接的卫星无线AP。多个无线网络设备将无线网络连接(例如，使用Wi-Fi)提供至一个或多个无线客户端设备(例如摄像头110)或任何其他设备(例如台式计算机、便携式计算机、平板计算机、移动电话、可穿戴智能设备、游戏机、智能住宅设备等)。无线网络设备一起提供被配置为向客户端设备提供广泛覆盖的单一无线网络(例如，网络125)。无线网络设备的系统可以动态地优化客户端设备的无线连接，而无需重新连接。多频带无线网络系统的一个示例为系统。此类系统在2016年10月6日提交的第15/287711号和2016年9月21日提交的第15/271,912号(发表的美国专利号9,967,884)的美国专利申请中均有举例说明，出于所有目的，该两个专利均通过引用全部并入本文中。
多频带无线联网系统的无线联网设备可包括用于多个无线频带的无线电组件，例如2.5GHz频率频带，低5GHz频率频带和高5GHz频率频带。在一些实施方案中，至少一个频带可以专用于系统的无线联网设备之间的无线通信。系统的无线联网设备之间的此类无线通信在本文中被称为“回程(backhaul)”通信。任何其他频带可用于系统的无线联网设备与客户端设备(例如连接到系统的摄像头110)之间的无线通信。系统的无线联网设备与客户端设备之间的无线通信被称为“前传(fronthaul)”通信。
图2是示例无线联网设备200的框图，可用来实施基站105和/或无线AP 120的功能例如建立多频带无线网络(例如，本地网络125)。在一些实施方案中，示例无线联网设备200包括用于在多个无线频带(例如2.4GHz频带无线电202，5GHz低频带无线电204，5GHz高频带无线电206和低于1GHz无线电208)上进行通信的无线电组件。无线联网设备200还包括用于执行程序逻辑的处理器210，数字存储(storage)或存储器(memory)212，该数字存储或存储器212包括由处理器210来执行的指令214。无线联网设备200还可以包括网络界面216，该网络界面216用于连接到有线网络并向系统提供对互联网的全面接入，尽管通常只有基本单元(即网关或路由器)包括到互联网的有线连接。示例无线联网设备200的多个组件通过总线218通信地耦合。图2所描绘的无线联网设备200是为说明目的而提供的示例。其他无线联网设备可以包括比图2中所示的更少或更多的组件。关于示例无线联网设备200的一些组件的其他细节可以参照图15中的示例计算系统1500进行描述。
图3是示出涉及向诸如无线摄像头110a-d的客户端提供覆盖的多个无线联网设备200a-c的示例多频带无线网络的框图。图3中所描绘的无线联网设备200a-c可与图2中所描绘的无线联网设备200相同或类似。多个无线联网设备200a-c可以被实施为共同包括网状网络的网状点，可以类似地实施其他网络拓扑配置(例如环、星等)。类似于示例无线联网设备200，多个无线联网设备200a-c中的每一个可包括在不同频带中可操作的多个无线电，以便于和客户端(例如，摄像头110a-d)进行前传通信，并便于彼此进行回程通信。例如，多个无线联网设备200a-c中的每一个包括专用于无线联网设备之间回程通信的无线电(例如，5GHz高频带无线电)，以及面向用于和客户端设备(例如摄像头110a-d)通信的无线电(例如，5GHz低频带无线电和2.4GHz无线电)的多个客户端。在一些实施方案中，每个无线联网设备200a-c处的至少一个无线电用于在设备之间建立专门的回程。本领域技术人员应当了解，无线联网设备的数量以及每个无线联网设备的无线电的数量因实施方式不同而存在差异。例如，尽管图3中没有显示，但是无线联网设备200a-c还可以包括可用于在节点之间建立额外的专门回程低于1GHz无线电(例如，如图2所示)，例如，以用于控制通信。
客户端设备，例如摄像头110a-d，可以通过一个或多个频带中的一个或多个信道而连接至无线联网设备200a-c(例如，可作为无线AP进行操作)例如以传输视频流。一些无线摄像头(例如，摄像头110a-c)可包括被配置为在多频带无线网络的可用频带(例如，2.4GHz和5GHz)之间进行切换的可切换无线电。在一些实施方案中，某些无线摄像头(例如，摄像头110d)可包括被配置为在每个频带中进行通信的多个无线电。在一些实施方案中，具有多个无线电的某些客户端(例如，摄像头110d)可被配置为在多个频带(例如，2.4GHz和5GHz)上同时进行通信。在一些实施方案中，多频带无线网络中的任何两个无线AP可通过使用不同频带中的不同信道来为客户端提供服务。例如，由无线联网设备200a实施的第一无线AP可以通过5GHz频率频带中的特定信道向客户端(例如，摄像头110a)提供覆盖，而由无线联网设备200b实施的第二无线AP则通过2.4GHz频率频带中的另一信道向客户端(例如，摄像头110b)提供覆盖。类似地，任何两个无线AP都可以通过同一频带内的不同信道(例如，5GHz频率频带内的两个不同信道)来提供覆盖。
正如将要更为详细描述的，关于利用哪个信道(以及在哪个频带中)的决定将取决于许多不同的因素，包括网络环境的条件，客户端的能力以及通过网络进行通信的流量(例如视频流)的特性。可以在系统启动期间，定期信道优化期间和/或基于检测到的事件(例如，检测到的干扰，新客户端连接，延迟峰值(latency spikes)等)来执行信道选择。关于信道选择的决定可通过作为网络连接的摄像头系统的一部分进行操作的任何计算系统以集中式或分布式的方式来做出。
在示例分布式的方式中，每个节点(例如，每个无线AP)基于可用信息为其自身做出信道选择的决定。例如，在一些实施方案中，包括网络的每个无线AP基于无线AP可用的信息各自地选择用于和客户端(例如，无线摄像头110)通信的前传信道。替代地，在一些实施方案中，多个无线AP可以相互协调以优化网络上的信道选择。例如，多个无线AP可以相互传输表示在多个位置处的网络条件的数据以用于信道选择，并相互通信信道选择以避免干扰。
在集中式的方式中，中央节点(例如，基站)对系统的所有其他卫星节点(例如，其他无线AP)做出信道选择的决定。这可以通过在回程链路上控制通信来进行通信。每个卫星节点可以与中心节点或中间卫星节点建立回程链路，并扫描前传频带中的信道。然后，每个卫星节点可以通过控制通信经由回程链路向中心节点发送关于前传信道备选的详细信息。该详细信息可以包括，例如，在前传频带中的所有信道上的扫描结果以及在前传频带中的所有信道上的条件。然后，中心节点为每个卫星节点的信道选择做出集中式的决定。
图4是实施用于基于视频的信道选择的所述技术的示例模块400的框图。示例模块400可以包括多个功能组件，该功能组件包括网络组件402、监控组件404和信道选择组件406。网络组件402与本地网络(例如，本地网络125)建立连接，并在基站105和/或无线AP120和一个或多个摄像头110之间建立连接。监控组件404监控输入，例如表示无线网络中的条件和/或要通过无线网络进行传输的视频流的特性的数据。监控组件可以被动地操作以接收来自其他实体的数据和/或主动地，例如测量几种网络条件(例如干扰、信道利用率等)。监控组件404还可以操作以扫描多种(carious)可用信道以促进信道选择过程。信道选择组件406接收由监控组件404收集的输入，并选择一个或多个频带中的信道，用于和客户端(例如无线摄像头110)进行前传通信。在一些实施方案中，信道选择组件406可包括通告信道选择客户端(例如无线摄像头110)的功能。
图4中所描绘的模块400是出于说明性目的而提供的示例，并且不应被解释为限制。其他实施方案可包括比图4中所描绘的更多或更少的组件和/或可以不同地对组件进行分组。例如，在一些实施方案中，监控和信道选择可被配置为单一逻辑组件，而不是模块的单独组件。与示例模块400的几个组件相关的功能可通过使用一个或多个计算系统(例如关于图15所描述的示例计算系统1500)来实施。例如，可以使用被存储在存储器中然后由计算系统的处理器执行的指令来实施功能。在一些实施方案中，与示例模块400的几个组件相关的功能可以在关于图1所示的示例环境100所描述的任何实体(例如，设备、服务等)处使用软件和/或硬件的任何组合来实施。例如，在一些实施方案中，模块400可以在基站105和/或无线AP 120处的硬件和/或软件中实施。替代地，与模块400的不同组件相关的功能可在关于图1所示的示例环境100所描述的几个实体上进行分布。例如，当信道选择组件驻留在无线AP 120处时，无线摄像头110可包括用以执行网络条件测量的监控组件。
多频带无线网络中基于视频的信道选择
图5显示了用于多频带无线网络中基于视频的信道选择的示例过程500的流程图。为了清楚说明，将该示例过程描述为由计算系统(例如，关于图15所描述的计算系统1500)来执行。例如，图5中所描绘的过程可以表示在被存储在存储器中然后由处理器执行的指令中。本领域普通技术人员应当理解，此类计算系统的组件可以在关于图1所描述的示例环境100的一个或多个实体上进行分布。关于图5所描述的过程500是为说明目的而提供的示例，不应被解释为限制。在保持在本公开范围内的情况下，其他过程可以包括比所描绘的更多或更少的步骤。进一步，示例过程500中所描绘的步骤能以不同于所显示的顺序来执行。
示例过程500从步骤502开始，接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。例如，在示例环境100的情境中，步骤502包括接收表示本地网络125(例如，多频带无线网络)中的条件的数据和表示即将通过本地网络125由一个或多个摄像头110进行无线传输的视频流的特性的数据。
表示网络条件的数据可以包括例如干扰，信道利用率，带宽，吞吐量，噪声，丢包(packet loss)，延迟，信号范围，信号强度或与无线网络相关的任何其他指标(metrics)的测量。表示网络条件的数据也可以包括有关在网络上进行操作的设备信息。例如，表示网络条件的数据可以包括由给定设备(例如另一无线AP 120)或客户端(例如无线摄像头110)检测到的在网络中的若干无线AP 120的计数。表示网络条件的数据也可以包括与其他检测到的设备相关的信息。例如，第一无线AP 120可以基于接收到的信号来检测靠近第一无线AP的一个或多个其他无线AP 120(或其他设备)的存在，并且可以基于接收到的信号来确定其他无线AP 120的位置以及其他无线AP正在其上进行操作的信道/频带。
在一些实施方案中，步骤502可以包括执行测量以收集表示网络条件的数据。例如，步骤502可以包括使无线摄像头110，基站105或无线AP 120中的任一个执行测量，以从测量设备的角度来确定例如干扰，信道利用率，带宽，吞吐量，噪声，丢包，延迟，信号范围，信号强度等中的任一个。网络标准IEEE 802.11k，其通常能够连接到无线网络中的最佳可用接入点，界定了某些测量(例如，针对信道利用率)，该测量在执行所描述的用于基于视频的信道选择的技术时可被用于收集数据。可类似地利用其他标准界定和非标准测量来收集表示网络条件的数据。
可以连续不断地(continuously)，频繁地(continually)(例如，根据一些设定的时间表周期性地)或响应于某些事件(例如，由连接至网络的新设备的请求)来执行测量。在一些实施方案中，在设定的一段时间(例如，几天)内频繁地执行测量，并且在作为数据被输入到信道选择过程之前在该段时间结束时来聚集测量。例如，无线AP 120可以在一天内监控干扰，然后生成聚集的(aggregated)测量，例如当天的平均干扰、最大干扰、最小干扰等。然后，这些聚集的测量可以作为表示示例过程500的步骤502处的网络条件的数据进行输入。
在某些情况下，执行测量可以将流量(例如，以信标的形式)引入网络，其影响其他流量。为了避免影响来自无线摄像头的视频流，可以协调此类测量以避免在传输关键视频时执行测量。例如，在涉及动作动作触发无线摄像头的视频监控情境(context)中，无线摄像头实际上大部分时间都会保持睡眠模式，并且仅响应于检测到动作而唤醒以捕捉和传输视频。因此可以对系统进行配置，使几种实体(例如，无线摄像头110，基站105，无线AP 120)仅在视频(或至少某些关键视频)未通过网络进行传输时来执行测量。
在一些实施方案中，步骤502可包括扫描(例如，通过无线AP 120)在一个或多个可用频率频带中的多个可用信道中的一个或多个以识别一个或多个可供选择的备选(candidate)信道。备选信道可包括满足一个或多个选择标准(例如频率频带(例如，5GHzv.2.4GHz)，信道带宽(例如，20兆赫(MHz)v.160MHz)，限制要求(例如，非限制v.动态频率选择(DFS)要求)等)的信道。如上所述，步骤502可包括执行网络条件的测量。此类测量可与备选信道相关联，以促进信道选择过程。例如，无线AP 120可以测量一个或多个备选信道中的每一个上的干扰和利用率。
表示视频流的特性的数据可以包括，例如，用于编码视频流的编码器参数，视频流的格式，传输视频流的功率要求，在视频流中捕捉的场景的特性或与数字视频流相关的任何其他特性。
根据一个或多个编码器参数执行对由无线摄像头110捕捉到的视频进行编码。此类编码器参数通常界定了在编码期间所使用的编码工具和/或算法。此类编码器参数可以包括，例如，编码类型或标准(例如，H.264，H.265，VP8，VP9，Daala，MJPEG，MPEG4，WMV等)，选定的视频编码解码器(例如，基于上述任何类型)，以及可用于选定的视频编码解码器的多种配置选项。用于任何给定的编码解码器的配置选项可以包括，例如，视频输出格式(例如，.AVI，.MP4，.MOV，.WMA，.MKV等)，视频输出分辨率，视频输出位率，帧速率，图片组(GOP)大小，在编码期间用以管理质量v.速度的速度控制参数、要应用的编码技术或算法(例如，基于情境的自适应可变长度代码处理(CAVLC)、基于情境的自适应二进制算术代码处理(CABAC)等)，速率控制参数(例如，可变位率(VBR)，恒定位率(CBR)，恒定速率因子(CRF)，恒定量化参数(恒定QP)等)，一次传递v.多次传递编码，以及任何其他界定一段视频信息是如何进行编码的此类参数。
比特率是摄像头110记录视频的速率。比特率是以每秒比特数进行度量的，例如，兆比特/秒(Mbps)。在一些实施方案中，比特率越高，编码视频流的质量越高。
帧速率是每秒出现的帧数，以每秒帧数(fps)进行度量。在一些实施方案中，帧速率越高，每秒用于显示图像的顺序的帧数越多，从而使动作更平稳。然而，对于更高质量的权衡是，更高的帧速率需要更大的数据量，这使用更多的带宽。
GOP大小是两个连续关键帧之间的帧数。在一些视频编码类型中，例如MPEG-4和H.264，视频流由I-帧(关键帧)、P-帧和B-帧(统称为“增量帧(delta frames)”)组成。I-帧或关键帧是自包含帧或不需要引用其他帧的完整视频帧。P-帧和B-帧使用对先前I-帧或P帧的引用，并且仅包含和先前帧相比不同的内容的信息。GOP代表两个I-帧之间的帧数。通过增加GOP的长度，在一定的时间内I-帧将会减少。由于关键帧的大小远大于增量帧，因此关键帧之间的较长间隔可以优化带宽消耗和存储空间消耗。在一些实施方案中，GOP大小越低，比特率越高并且编码视频流的文件大小越高。
视频馈送(video feed)的分辨率表示用于记录视频馈送的像素数量。在一些实施方案中，分辨率越高，编码视频流的质量越高，编码视频流的文件大小越大并且传输编码视频流所消耗的网络带宽也越大。例如，高清晰度(HD)或720p分辨率使用1280×720像素，全高清或1080p分辨率使用1920×1080像素，并且4K分辨率使用3840×2160像素。
编码类型表示用于编码视频馈送135(例如H.264，H.265，HEVC)的编码的类型，所有这些都不同于用于编码视频的视频压缩格式，并且可能导致为产生指定的质量的编码视频流而消耗不同量的计算资源，和/或产生不同质量的编码视频流。
速率控制参数表示在给定的非理想网络条件下如何管理比特率以确保成功传输。例如，CRF(用于H.264和H.265编码器的默认速率控制模式)旨在实施恒定的感知质量水平(基于输入参数值)。为了实施这种恒定质量，CRF模式可以差异性地改变帧的压缩，从而根据需要来改变量化参数以保持一定水平的感知质量。类似地，恒定QP旨在保持恒定量化参数，该量化参数界定从帧中给定的像素块丢弃多少信息，并且可导致帧的顺序上的位率变化很大。
由摄像头110应用以对视频流进行编码的编码器参数会影响用于成功将优质视频传输至用户设备的要求(例如，传输功率，带宽，吞吐量，延迟，丢包等)。因此，在一些实施方案中，有关所应用的编码器参数的数据对于选择用于传输编码视频流的合适的信道是重要的。
在一些实施方案中，编码器参数由摄像头系统的一个或多个摄像头110中的每一个独立地进行设置。因此，在一些实施方案中，步骤502包括，例如通过基站105和/或其他无线AP120，从一个或多个摄像头110中的每一个获取有关所应用的编码器参数的数据。此类数据响应于某些事件可以连续不断地、频繁地(例如，根据设定的时间表定期地)或间歇地从摄像头110进行请求和获取(retrieve)。例如，在一些实施方案中，摄像头110每次从睡眠中被唤醒并开始传输视频流时可以向基站105和/或其他无线AP 120通告其编码器参数。
替代地或另外地，编码器参数可由摄像头110外部的实体来设置。例如，在一些实施方案中，基站105(或其他AP120)可以监控网络中的条件，并为网络中的一个或多个摄像头中的每一个设置编码器参数。进一步，可以调整(定期地或在事件驱动的基础上)编码器参数以响应网络条件中的变化。换句话说，在一些实施方案中，编码器选择过程和基于视频的信道选择过程可以形成反馈回路以优化网络上的优质视频的传输。
在一些实施方案中，由摄像头110捕捉到的场景的特性可影响由于捕捉而产生的编码视频流的特性。例如，场景特性可影响如何应用编码器参数以获得优质视频。这主要是基于人眼如何感知物理环境中的物体。例如，人眼在静止物体上通常比在动作中的类似物体上能感知更多的细节。类似地，人眼在相对较近的物体上比在相对较远的类似物体上能感知更多的细节。基于这些事实，可以对在编码某些场景类型时所需的细节水平做出假设，而这些场景类型又会影响通过无线网络有效率地传输编码视频流的要求。
例如，考虑到如图6中所描述的示意图，其显示了第一摄像头610a捕捉第一场景620a以及第二摄像头610b捕捉第二场景620b。如图所示，两个被捕捉的场景可能在一个或多个特性上有所不同。场景620a包括人体对象的特写，而场景620b包括动作中人体对象的更为宽阔的视野。因此，人眼在场景620a的捕捉视频中比在场景620b的捕捉视频中可能需要更高的细节水平。这种假设可被用于为不同场景类型的视频流的传输要求提供信息。
在一个说明性示例中，图6所示的两个摄像头可能是连接网络的住宅(surveillance)视频监控摄像头系统的一部分，第一摄像头610a被安装在住宅的前门入口处，第二摄像头610b被安装在后院中。尽管在任何特定摄像头处捕捉到的场景可能会随着时间不断变化，但是基于摄像头的部署的特性，某些模式可能会出现。例如，被安装在住宅前门入口处的摄像头610a可能倾向于捕捉正要到达住宅门口的人物的特写，而被安装在后院中的摄像头610b可能倾向于捕捉远处的静止物体(例如树木)以及处于动作中的远处物体(例如，跑步的人等)。
在视频监控场景中，由于摄像头被部署以捕捉在前门入口处的人物的特写，因此对于观看由第一摄像头610a捕捉到的视频的用户来说，细节可能特别重要。例如，摄像头610a可以捕捉入侵者的面部视频。因此，可以选择编码器对由摄像头610a捕捉到的视频进行编码，以获得更高的细节水平，而这可能会以其他标准(例如文件大小，延迟等)为代价。在这种特定场景中，对于被部署在前门入口处的视频监控系统中的摄像头或其他倾向于捕捉人物(特别是面部)的特写视频的摄像头而言，使用恒定QP的H.264编码器可能是一个很好的选择。相反，可以选择应用更高压缩(以细节为代价)的编码器来处理由部署在住宅后院中的摄像头610b捕捉到的视频。
在一些实施方案中，用户(例如，终端用户或安装者)在安装摄像头时可以指定摄像头旨在捕捉的场景的类型，例如，通过在用户设备处经由图形用户界面来键入输入。在摄像头610a的情况下，用户可以向系统输入表示摄像头610a被安装在前门处的信息。此类信息可被用作在编码器选择过程中表示摄像头系统的部署特性的输入。用户还可以通过在摄像头系统的操作期间经由类似的界面提供新的输入来更新已键入的信息。因此，在一些实施方案中，步骤502可包括接收此类用户输入作为表示要通过网络进行传输的视频流特性的数据。
在一些实施方案中，计算系统可基于其他可用信息(例如摄像头类型或所安装的摄像头的位置)来推断表示由特定摄像头110捕捉到的场景的信息。例如，可以使用摄像头110的位置(例如，相对于基站105)的表示来推断摄像头位于房屋的前门，并且因此摄像头可能会捕捉人物脸庞的特写视频。基于该推断，计算系统可以估计来自摄像头的视频所需的质量水平，从而估计用于传输视频的无线链路的特定要求。因此，在一些实施方案中，步骤502可包括确定摄像头100的位置(例如，使用GPS或其他定位技术，例如到达时间(TOA)，接收信号强度(RSS)，到达时间差(TDOA)等)，基于位置推断由摄像头110捕捉到的场景的特性，并且将该信息结合为表示视频流的特性的数据。可以基于例如摄像头的类型或性能等其他信息(例如，彩色v.黑白，高清v.标清等)来进行类似的推断。
在一些实施方案中，计算机视觉可被应用于分析由摄像头110捕捉的视频以确定由摄像头110捕捉的场景的特性。例如，应用计算机视觉技术的计算系统可以处理由摄像头110随时间捕捉到的视频以确定摄像头110倾向于捕捉人体对象的特写视频。基于该信息，计算系统可以确定编码视频时需要更高的细节，从而提供有关选择适当的信道用于传输编码视频流的信息。因此，在一些实施方案中，步骤502可以包括：使用计算机视觉技术处理由摄像头110捕捉的视频，基于该处理来检测捕捉到的视频中的一个或多个物理对象，基于所检测到的对象来确定场景特性，以及输入该确定场景特性作为表示要通过无线网络进行传输的视频流的数据。在一些实施方案中，在捕捉到的视频中检测物理对象的过程可包括识别、确认和/或例如使用机器学习技术(诸如深度学习以及神经网络)通过观察对检测到的物理对象进行分类。
返回至图5，示例过程500在步骤504中继续，基于步骤502处接收到的数据来选择用于在无线摄像头110和无线AP 120之间进行通信的信道。具体而言，在给定已知或估计的网络条件以及视频流的已知或估计的传输要求的情况下，该步骤可包括选择能够有效地容纳(accommodate)来自摄像头110的视频流的传输的信道。注意，在本公开的上下文中，选择“信道”还可以包括选择信道所在的频率频带。换句话说，选择信道可以包括，例如，在多频带无线网络中于2.4GHz频率频带和5GHz频率频带之间进行选择。
在一些实施方案中，步骤504处选择信道的过程可以包括基于步骤502处接收到的数据来选择满足阈值标准的信道。例如，基于步骤502处接收到的数据，计算系统可以确定用以容纳来自给定摄像头110的视频流所需的吞吐量的阈值水平。考虑到一些开销余量(overhead margin)，该吞吐量的阈值水平可以基于例如由摄像头110所应用的来生成视频流的编码器的参数。基于该吞吐量的阈值水平，计算系统可以选择满足吞吐量的阈值水平的信道，例如基于表示网络条件的接收数据。还可以类似地应用基于其他性能指标(例如干扰，利用率，带宽，噪声，丢包，延迟，信号范围，信号强度等)的阈值标准。
应用于确定特定信道是否满足给定阈值标准的实际分析可能会因所应用的标准、系统实施细节(specifics)和/或用户偏好而有所不同。例如，在吞吐量的情况下，计算系统可以测量或计算最大理论吞吐量、渐近吞吐量、测量峰值吞吐量、最大持续吞吐量等，以确定是否满足吞吐量阈值标准。
在一些实施方案中，步骤504处的选择信道的过程可以包括选择满足一个或多个阈值标准的最佳信道。例如，在无线AP 120处的计算系统可以扫描多个可用信道中的一个或多个，识别满足一个或多个阈值标准的一个或多个扫描信道，并从识别出的能满足一个或多个阈值标准的一个或多个信道中选择最佳的信道(例如，最低延迟、最低噪声、最低利用率等)。替代地，计算系统可以简单地选择满足一个或多个选择标准的第一扫描信道。
在一些实施方案中，信道选择过程可作为优化过程来操作，以基于接收到的数据在给定的一个或多个约束情况下从最接近满足一个或多个选择标准的一组可用信道中选择一个信道。例如，和基于是否满足一个或多个性能指标的指定阈值来选择信道相反，计算系统可以分析网络条件和编码方案的某些组合如何影响所产生的视频流的质量水平，并应用此分析来选择能够将最优质视频传送给用户设备的最优信道。在一些实施方案中，可以实施机器学习以优化通道选择。可以实施的机器学习技术可包括受监督的和不受监督的建模技术中的一种或多种，例如，线性回归，逻辑回归，朴素贝叶斯( Bayes)，决策树，随机森林，支持向量机，kmeans，层次聚类，关联挖掘，时间序列建模技术，马尔可夫(Markovian)方法，文本挖掘模型，随机建模技术，神经网络等。
一旦步骤504处基于步骤502接收到的数据选择了一个信道，则示例过程500将在步骤506继续进行，在所选的信道上建立无线链路(如果尚未建立链路)或将现有的无线链路从当前信道移动至所选的信道。具体而言，步骤506可包括在所选的信道上的无线摄像头110和无线AP 120(或基站105)之间建立无线链路，或将在无线摄像头110和无线AP 120(或基站105)之间现有的无线链路移动至所选的信道。
切换信道
图7示出了基于用于所描述的基于视频的信道选择的技术来切换信道的示例过程700的流程图。与示例过程500一样，示例过程700被描述为由计算系统(例如，关于图15所描述的计算系统1500)来执行。例如，如图7中所描绘的过程可以表示为被存储在存储器中然后由处理器来执行的指令。本领域普通技术人员应当理解，该计算系统的组件可被分布在关于图1所述的示例环境100的一个或多个实体上。关于图7所述的示例过程700是为说明目的而提供的示例，不应当被解释为限制。在保持在本公开的范围内的情况下，其他过程可以包括比所描绘的更多或更少的步骤。进一步，示例过程700中所描绘的步骤能以不同于所示的顺序来执行。
示例过程700从示例过程500继续，并假设已在无线摄像头110和无线AP 120(或基站105)之间的所选的信道上建立了无线链路。在这种情况下，所选的信道可使用所描述的用于基于视频的信道选择的技术来选择，或替代地可使用任何其他选择技术(例如，只需选择默认信道)来选择。
示例过程700在步骤702处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络来传输视频流的数据。基于接收到的数据，计算系统确定所选的信道是否仍然可以容纳视频流。例如，基于接收到的数据，计算系统可以确定所选的信道已经不能再容纳视频流，或干扰基于阈值水平而增加，或利用率已增加，或视频流的吞吐量要求已增加。出于多种原因，先前所选的信道可能不再能够容纳来自无线摄像头110的视频流。
如果先前所选的信道不再能够容纳视频流的传输，则该过程进行到步骤704以基于步骤720处接收到的更新数据来选择另一信道。步骤704处的信道选择可以类似于关于过程500的步骤504所描述的信道选择。然后，示例过程在步骤706处继续，将无线(例如，在无线摄像头110和无线AP 120之间)移动至所选的其他信道。
然而，如果先前所选的信道仍然能够容纳视频流，则计算系统可以确定是否有比当前所选的信道更好的另一可用信道。例如，该过程可包括扫描一个或多个可用信道以及识别将导致视频流传输改进的一个或多个信道。例如，如果信道具有较低的延迟、较高的估计吞吐量、较长的范围、较低的干扰、较低的噪声、较低的利用率等，则可以确定该信道好于所选的信道。
如果更好的信道可用，则过程700可在步骤704处继续选择另一信道，并在步骤706处将无线链路移动至所选的其他信道。当流量从一个信道移动至另一信道时，存在与信道改变相关的时间成本。在接收一方，许多数据包可能已经被缓冲，因此例如，如果带宽从2.4GHz频带更改为5GHz频带，则可以刷新缓冲区，并且需要重新发送先前已发送和已缓冲的数据。因此，如果处理系统确定有更好的可用信道，则在将无线链路从一个信道或频带移动至另一信道或频带之前，其可以首先确定最小的改进余量(margin)。
如果没有更好的可用信道，则过程700在步骤708处继续，在先前所选的信道上保持无线摄像头110和无线AP 120(或基站105)之间的通信。
在一些实施方案中，可以在网络连接摄像头系统的操作期间连续不断地执行用于切换信道的示例过程700。换句话说，计算系统可以连续不断地接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的更新数据，并可以基于该更新数据连续不断地重新评估当前信道是否仍然能够容纳视频流和/或是否有更好的可用信道。进一步，处理系统可被配置为根据需要实时地或接近实时地响应，以将摄像头110和AP 120(或基站105)之间的无线链路移动至不同信道以优化性能。
如前所述，存在与切换信道相关联的时间成本。因此，在一些实施方案中，图7中所描述的过程可代替地以规则或不规则的间隔定期地执行。例如，计算系统可被配置为在一天的过程中接收更新数据，并且每天处理一次接收到的数据，以在当前选定的信道上保持无线链路，或将无线链路移动至另一信道。可以策略性地安排信道的切换在常规停机(downtime)期间发生，以避免服务中断。
在一些实施方案中，系统可被配置为仅在没有活跃视频流进行传输时切换信道，以避免中断视频流。图8示出了用于切换避免在活跃视频流期间进行切换的信道的示例过程800的流程图。如在示例过程700中，示例过程800从过程500继续并且在步骤802处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。
在步骤804处，例如，响应于确定先前所选的信道不再能够容纳视频流或有更好的可用信道(例如，如过程700所描述的)，计算系统可基于更新的接收到的数据来选择替代信道。
在选择另一信道之后，在移动至步骤808处的新选择的频道之前，步骤806处计算系统首先确定是否存在来自摄像头110的活跃视频流。如果没有活跃视频流，则计算系统将摄像头110和无线AP 120(或基站105)之间的无线链路移动至步骤804处所选的信道。如果存在活跃视频流，在再次确定该视频流是否仍然有效之前，计算系统可以在步骤806处等待一段时间(例如，60秒)。一旦视频流不再有效，则计算系统可能将无线链路移动至新选择的信道。
如果当前信道上的故障是严重的(例如，信道已经发生故障或非常差)，则数据丢失或性能不佳的成本可能超过切换到另一信道的时间成本。因此，在一些实施方案中，系统可被配置为响应于检测到当前信道上的严重故障而立即选择新的信道，并将通信移动至该新的信道。图9示出了用于响应检测到严重故障而立即切换信道的示例过程900的流程图。如在示例过程700中那样，示例过程900从过程500继续，并且在步骤902处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。过程900在步骤904处继续，基于更新数据检测到当前信道上的严重故障。过程900在步骤906处继续，即使无线摄像头110当前正在通过无线链路传输视频流，也能响应于检测到的故障立即将无线摄像头110和无线AP 120(或基站105)之间的无线链路移动至所选的替代信道。
信道切换通告
在一些实施方案中，在将通信从一个信道移动至另一信道或从一个频带移动至另一频带时，可以使用信道切换通告。在这种情境下的信道切换通告通常是指传输到在多频带无线网络中进行操作的设备的任何种类的消息或信号，为设备提供有关当前信道上的通信正被切换至另一信道或频带的信息。图10示出了具有信道切换通告的信道切换的示例过程1000的流程图。示例过程1000从过程500继续并且在步骤1002处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。
在步骤1004处，例如，响应于确定先前所选的信道不再能够容纳视频流或有更好的可用信道(例如，关于过程700所描述的)，计算系统可基于更新的接收到的数据来选择替代信道。
在选择另一信道之后，在将无线链路从先前所选的信道移动至步骤1004处所选的信道之前，步骤1006处计算系统首先传输一个信道切换通告，该信道切换通告表示切换到步骤1004处所选的信道。例如，无线AP 120可将信道切换通告传输至无线摄像头，表示无线摄像头110和无线AP 120之间当前的无线链路将从当前信道移动至新的信道或新的频带。
在步骤1006处进行传输的信道切换通告可以包括信号，消息，信标，通知或被配置为由诸如无线摄像头110的客户端接收和解释的任何其他格式的信息。IEEE 802.11标准界定了可在基于Wi-Fi无线网络中使用的信道切换通告元素；然而，普通技术人员应当理解可以类似地采用其他通知技术。
在包括动作激活无线摄像头的网络连接的摄像头系统中，使用信道切换通告可能特别有益。例如，在一些实施方案中，无线摄像头110由电池供电并被配置为通常在低功耗睡眠状态下运行以保存能量。此类摄像头可包括或可耦合至动作传感器，该动作传感器被配置为检测摄像头110附近物理环境中的动作。此类动作传感器可使用任何合适的技术(例如被动红外检测，反射红外检测，微波检测，超声波信号检测，振动检测，计算机视觉处理等)来检测动作。响应于检测到动作，摄像头110可从其低功耗睡眠状态唤醒并开始捕捉视频和传输基于该捕捉的视频流。
在此类系统中，当计算系统(例如，在无线AP 120处)决定选择新的信道并将通信移动至该新的信道时，无线摄像头110可能处于睡眠中。如果未向无线摄像头110提供有关该切换的信息，则在开始视频流的传输之前，它可能必须与无线AP 120建立新的无线链路。为了避免需要建立新的链路，无线摄像头110可以在处于睡眠状态时监听信道切换通知，例如，通过定期地唤醒(例如，每秒一次)以从可能包括信道切换通告的无线AP接收信号(例如，信标)。通过接收信道切换通告，无线摄像头110知道当无线AP 120从低功耗睡眠状态唤醒以传输视频流时其被设置到哪个信道，从而避免必须重新建立与无线AP 120的链路。
在一些实施方案中，在步骤1006处进行传输的信道切换通告可包括表示无线链路何时从一个信道或频带移动至另一信道或频带的时间信息。例如，无线AP 120可以向无线摄像头110传输信道切换通告，该信道切换通告表示无线AP 120何时从当前的信道或频带切换至新的信道或频带的时间。通过包括定时信息，无线摄像头110将知道是继续在当前的信道上进行通信，还是切换至信道切换通告中所表示的新的信道。
5GHz频率频带的接入限制
依据网络连接的摄像头系统的实施细节，在5GHz频率频带中的信道的选择通常优于在2.4GHz频率频带中的信道。图11示出了几个国家的5GHz频率频带中的信道分配的示意图。5GHz频带包括比被包括在2.4GHz频带中更多的可允许的信道，其中2.4GHz频带包括不同带宽的信道(例如，Wi-Fi可用的20MHz至160MHz)。进一步，2.4GHz频率频带比5GHz频率频带具有更大的有效范围，这在某些情况下是有益的，但也会导致来自距离信号发射器的更多的干扰。此外，尤其是在住宅网络环境中，由于许多其他家用设备(例如无线电话(cordless phones)，蓝牙设备，ZigBee设备，微波炉等)的使用，2.4GHz频率频带可能会体验到更多的干扰。
如图11所示，美国和其他国家的法规允许在5GHz频带的某些部分(例如，5150-5250MHz和5735-5835MHz)无限制地接入WiFi，在5GHz频带的某些部分(例如，～5350-5470MHz和5835-5925MHz)完全限制对Wi-Fi的接入，并允许在5GHz频带的其他部分(例如，～5250-5330MHz和5490-5730MHz)使用动态频率选择(DFS)的Wi-Fi。动态频率选择描述了一种允许未经许可的设备使用通常被分配给雷达系统使用而不干扰雷达系统的操作的部分5GHz频率频带的机制。通常，在DFS信道上的操作要求设备监控信道上是否存在雷达传输，并响应于检测到此类传输而腾出信道。
在一些实施方案中，选择5GHz频带中的DFS信道可能是优选的，只要网络设备(例如无线AP 120)被配置用于DFS即可。这种优选是由于较少的住宅设备使用DFS信道，因此他们通常不太容易受到干扰。然而，如上所述，使用DFS信道将要求在检测到雷达存在时选择新的信道。图12示出了在DFS信道上操作的示例过程1200的流程图。示例过程1200从过程500继续并且在步骤1202处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。
在步骤1204处，计算系统检测到在当前所选的信道上有雷达存在的表示。例如，被配置用于DFS的无线AP 120可以频繁地(continually)执行信道外扫描以检测雷达传输的存在。
为符合DFS要求，响应于检测到雷达的存在，处理系统在步骤1206处基于更新数据(例如，使用先前所描述的信道选择技术)来选择另一信道，并且在步骤1208处将无线链路移动至新的所选的其他信道以避免干扰雷达。
如果无线AP 120由于检测到雷达的存在而腾出DFS信道，则无线AP 120必须保持离开信道一段时间，该一段时间为由法规要求的非占用时段(period)(通常为30分钟)。因此，在一些实施方案中，过程1200可包括保持离开先前所选的DFS信道一段时间(例如30分钟)，直到该信道被清空，然后在步骤1210处将无线链路返回至先前所选的DFS信道。
在一些实施方案中，计算系统可以频繁地预清除一个或多个可替代的DFS信道使得在步骤12061208处，它选择并将通信移动至预清除的可替代的DFS信道。如果尚未清除另一DFS信道，则处理系统可选择并将通信移动至5GHz频带中的无限制信道或2.4GHz频带中的信道。
接入点附近的强干扰
在一些情况下，无线AP 120可能经受来自紧邻附近例如由诸如另一无线AP或有线路由器等发射的信号的强干扰。在这种情况下，干扰可能非常严重以至于其使得无线AP处的接收器饱和，并减少了选择另一信道进行通信的好处。如果遇到这种情况，并且干扰设备是Wi-Fi设备，反而选择与干扰设备相同的信道可能更好，从而允许每个根据802.11来解码其他的信号以及时间共享。尽管每个对所选的信道的可用利用率(utilization)较低，但通过这样做，干扰对两者都不具有破坏性。
图13显示了用于响应靠近无线AP 120的强干扰的示例过程1300的流程图。示例过程1300从过程500继续，并在步骤1302处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。
基于步骤1302接收到的数据，如果系统检测到了干扰(例如，高于某个阈值)，并且如果干扰设备是Wi-Fi设备，则系统可在步骤1308处选择并将该无线链路移动至与干扰设备相同的信道。替代地，如果干扰高于阈值并且不是来自Wi-Fi设备，则过程1300可在步骤1310处继续选择并将该无线链路移动至另一信道或另一频带以尝试避免干扰。例如，干扰阈值可以基于所检测到的干扰设备接收的信号强度和/或干扰设备相对于无线AP 120的确定位置。
如前所述，无线AP 120在与干扰Wi-Fi设备相同的信道上共存的能力可取决于信道的利用率。如果干扰Wi-Fi设备高度活跃而导致信道的高百分比利用率，则可选择另一信道或另一频带。
无线摄像头附近的强干扰
在一些情况下，无线摄像头110可能经受来自紧邻附近例如由诸如其他客户端或其他无线AP发射的信号的强干扰。为了减轻这种干扰的影响，系统可以尝试切换至另一频带，如果这样做没有帮助，则可以尝试切换至其他频率频带中的另一信道。图14显示了用于响应靠近无线摄像头110的强干扰的示例过程1400的流程图。示例过程1400从过程500继续，并在步骤1402处开始，继续接收表示无线网络中的条件以及要通过无线网络进行传输的视频流的数据。
基于步骤1402接收到的数据，如果系统检测到了干扰(例如，高于某个阈值)，则系统可在步骤1408处选择并将该无线链路移动至另一频率频带(例如，从2.4GHz频带到5GHz频带，反之亦然)。
将无线链路移动至另一频带后，如果系统仍然检测到高于阈值的干扰，则系统可在步骤1410处选择并将该无线链路移动至新的所选的频率频带中的另一信道。
示例计算系统
图15是可用于实施一些实施方案的某些特征的示例计算系统1500的框图。该计算系统1500可以是服务器计算机，客户端计算机，个人计算机(PC)，用户设备，平板PC，便携式计算机，个人数字助理(PDA)，蜂窝电话，电话，网络设备，网络路由器，交换机或桥接器，控制台，手持控制台，(手持)游戏设备，音乐播放器，任何便携式，移动式，手持设备，可穿戴设备或能够执行一组指令(依次或其它方式)的任何其他机器，该指令指定该机器要采取的动作。
计算系统1500包括一个或多个处理单元(例如，中央处理单元(CPU)和/或图形处理单元(GPU)(统称为“处理器”)1505，一个或多个存储器单元(统称为“存储器”)1510，一个或多个输入/输出设备1525(例如，键盘和指点输入设备，触控设备，显示设备，音频输入/输出设备等)，一个或多个存储设备1520(例如，磁盘驱动器，固态驱动器等)以及可通过互连1515进行通信耦合的一个或多个网络适配器1530(例如，网络界面)。互连1515被示出为一个抽象概念，它代表任何一个或多个单独的物理总线、点对点连接，或者两者都由适当的桥接器，适配器，或控制器连接。因此，互连1515可包括例如系统总线，外设组件互连(PCI)总线或PCI-Express总线，超传输(HyperTransport)或工业标准结构(ISA)总线，小型计算机系统界面(SCSI)总线，通用串行总线(USB)，IIC(I2C)总线，电气和电子工程师协会(IEEE)标准1394总线(也称为FireWire)，或用于促进示例计算系统1500的多个组件之间通信的任何其他合适的系统。
存储器1510和存储设备1520是计算机可读存储介质，其可以存储实施多种实施方式的至少一部分的指令。另外，数据结构和消息结构可以通过数据传输介质(例如，通信链路上的信号)来进行存储或传输。可以使用多种通信链路，例如互联网、局域网、广域网或点对点拨号连接等。因此，计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，例如，非暂时性介质和计算机可读传输介质。
被存储在存储器1510中的指令可被实施为软件和/或固件，以对处理器1505进行编程以执行上述动作。在一些实施方案中，此类软件或固件最初可通过计算系统1500(例如，通过网络适配器1530)从远程系统下载软件或固件而被提供至处理器1505。
本文所介绍的几种实施方案可以通过例如可编程电路(例如，一个或多个微处理器)，利用软件和/或固件进行编程，或完全用于专用硬连线的(不可编程)电路，或这些形式的组合来实施。专用硬连线的电路可以是例如一个或多个ASIC、PLD、FPGA等形式。

Claims (33)

1.一种用于在网络连接摄像头系统中基于视频的信道选择的方法，所述网络连接摄像头系统包括无线接入点(AP)和无线摄像头，所述无线摄像头被配置为通过多频带无线网络捕捉视频并基于所捕捉的视频将视频流传输至无线AP，所述方法包括：
由计算系统接收表示所述多频带无线网络中的条件以及要通过所述多频带无线网络进行传输的视频流的特性的数据；
通过所述计算系统选择所述多频带无线网络的多个信道中的第一信道，所述第一信道能够基于接收到的数据容纳所述视频流；以及
通过所述计算系统使得在所述第一信道上的所述无线摄像头和所述无线AP之间建立无线链路用于所述视频流的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统基于接收到的数据来确定所选的第一信道不再能容纳所述视频流；
响应于所述确定，通过所述计算系统基于接收到的数据来选择可以容纳所述视频流的第二信道；以及
通过所述计算系统使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路从所述第一信道移动至所述第二信道。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统基于接收到的数据来确定经由所述第二信道的所述视频流的传输相对于所述第一信道将得到改进；
响应于所述确定，通过所述计算系统来选择所述第二信道；以及
通过所述计算系统使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路从所述第一信道移动至所述第二信道。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一信道和所述第二信道在所述多频带无线网络的第一频带中；或
所述第一信道在所述第一频带中，而所述第二信道在所述多频带无线网络的第二频带中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
所述无线AP包括被配置为在所述第一频带中运行的第一无线电以及被配置为在所述第二频带中运行的第二无线电；并且
所述无线摄像头包括被配置为在所述第一频带和所述第二频带之间进行切换的可切换无线电。
6.根据权利要求4所述的方法，其中：
所述第一频带为5GHz频带；并且
所述第二频带为2.4GHz频带。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统基于接收到的数据来选择所述多频带无线网络的所述多个信道中的第二信道；
在使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路从所述第一信道移动至所述第二信道之前，通过所述计算系统等待所述无线摄像头完成所述视频流的传输。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线摄像头是动作激活的，并被配置为在未检测到动作时在低功率睡眠状态下进行操作，所述方法进一步包括：
当所述无线摄像头在所述低功率睡眠状态下进行操作时，通过所述计算系统基于接收到的数据来选择所述多频带无线网络的所述多个信道中的第二信道；
通过所述计算系统使信道切换通告传输至所述无线摄像头，该信道切换通告表示所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路将从所述第一信道移动至所述第二信道；
其中接收到的所述信道切换通告使得所述无线摄像头能够在从所述低功率睡眠状态唤醒之后通过所述第二信道来发送，而无需和所述无线AP建立新的无线链路。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述信道切换通告包括表示所述无线摄像头与所述无线AP之间的所述无线链路何时将从所述第一信道移动至所述第二信道的时间信息。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所选的第一信道是调节动态频率选择(DFS)信道，所述方法进一步包括：
通过所述计算系统监控所述第一信道上的雷达活动；
通过所述计算系统基于所述监控来检测所述第一信道上的雷达活动的表示；
响应于检测所述第一信道上的雷达活动的所述表示，通过计算系统选择所述多频带无线网络的所述多个信道中的第二信道；以及
通过所述计算系统使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路从所述第一信道移动至所述第二信道。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路在指定的时间段之后从所述第二信道移动返回至所述第一信道。
12.根据权利要求1所述的方法，其中表示所述多频带无线网络中的条件的所述数据基于由所述无线摄像头和/或所述无线AP执行的测量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述无线摄像头和所述无线AP协调执行测量以不干扰所述视频流的传输。
14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统使得所述无线摄像头和/或所述无线AP执行所述测量。
15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统基于接收到的数据的变化周期性地选择所述多个信道中的替代信道；以及
如果没有来自所述无线摄像头的活动视频流，则响应于周期性的选择，通过计算系统使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路移动至替代信道。
16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述计算系统基于接收到的数据来检测由阈值接近所述无线AP的设备而引起的高于阈值干扰水平的干扰；
响应于所述检测，通过所述计算系统来选择第二信道；以及
通过所述计算系统使得所述无线摄像头和所述无线AP之间的所述无线链路从所述第一信道移动至所述第二信道。
17.根据权利要求1所述的方法，其中表示所述多频带无线网络中的条件的数据包括干扰，利用率，带宽，吞吐量，噪声，丢包，延迟，信号范围或信号强度中的任一个的测量。
18.根据权利要求1所述的方法，其中表示所述多频带无线网络中的条件的数据包括所述多频带无线网络中的可用信道以及可用频带的表示。
19.根据权利要求1所述的方法，其中表示要通过所述多频带无线网络进行传输的所述视频流的数据包括：
用于编码所述视频流的编码器参数；
所述视频流的格式；
用于所述视频流的传输的功率要求；或
在所述视频流中捕捉到的场景的特性。
20.一种用于在无线网络中基于视频的信道选择的系统，该系统包括：
处理器；以及
被耦合至所述处理器的存储器，所述存储器在其上存储有指令，当所述指令由所述处理器执行时，使所述系统：
接收表示所述无线网络中的条件以及要通过所述无线网络由所述无线摄像头进行传输的视频流的特性的数据；
基于接收到的数据，选择能够容纳所述视频流的所述无线网络的多个信道中的第一信道；以及
使得与所述无线网络相关联的无线接入点(AP)与所述第一信道上的所述无线摄像头建立无线链路以接收所述视频流的传输。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述存储器在其上存储有进一步指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述系统进一步：
基于接收到的数据，确定所选的第一信道不再能够容纳所述视频流；
基于接收到的数据，响应于所述确定，选择能够容纳所述视频流的第二信道；以及
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述存储器在其上存储有进一步指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述系统进一步：
基于接收到的数据，确定相对于所述第一信道将改进经由第二信道的所述视频流的传输；
响应于所述确定，选择所述第二信道；以及
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道。
23.根据权利要求20所述的系统，其中所述存储器在其上存储有进一步指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述系统进一步：
基于接收到的数据，选择所述无线网络的所述多个信道中的第二信道；以及
在将具有所述无线摄像头的无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道之前，使得所述无线AP等待所述无线摄像头完成所述视频流的传输。
24.根据权利要求20所述的系统，其中所述无线摄像头是动作激活的并被配置为在未检测到动作时于低功率睡眠状态下进行操作，并且其中所述存储器在其上存储有进一步指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述系统进一步：
在所述无线摄像头于所述低功率睡眠状态下进行操作时，基于接收到的数据来选择所述无线网络的所述多个信道中的第二信道；
使得所述无线AP向所述无线摄像头传输信道切换通告，表示所述无线链路将从所述第一信道移动到所述第二信道；
其中接收到所述信道切换通告使得所述无线摄像头在从所述低功率睡眠状态唤醒之后能够通过所述第二信道进行传输，而无需与所述无线AP建立新的无线链路。
25.根据权利要求20所述的系统，其中所选的第一信道是调节动态频率选择(DFs)信道，并且其中所述存储器在其上存储有进一步指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述系统进一步：
监控所述第一信道上的雷达活动；
基于所述监控来检测所述第一信道上的雷达活动的表示；
响应于检测到所述第一信道上的雷达活动的所述表示，选择所述无线网络的所述多个信道中的第二信道；
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道；以及
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路在指定的时间段后从所述第二信道移动返回至所述第一信道。
26.根据权利要求20所述的系统，其中所述存储器在其上存储有进一步指令，当所述指令被所述处理器执行时，使得所述系统进一步：
基于接收到的数据的变化，周期性地选择所述多个信道中的替代信道；以及
如果没有来自所述无线摄像头的活跃视频流，则响应于周期性选择，使所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路移动到所述替代信道。
27.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使计算系统执行以下操作的指令：
接收表示无线网络中的条件以及要通过所述无线网络由无线摄像头进行传输的视频流的特性的数据；
基于接收到的数据，选择能够容纳所述视频流的所述无线网络的多个信道中的第一信道；以及
使得与所述无线网络相关联的无线接入点(AP)与所述无线摄像头在所述第一信道上建立无线链路以接收所述视频流的传输。
28.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使所述计算系统进一步执行以下操作的进一步指令：
基于接收到的数据，确定所选的第一通道不再能够容纳所述视频流；
基于接收到的数据，响应于所述确定，选择能够容纳所述视频流的第二信道；以及
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道。
29.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使所述计算系统进一步执行以下操作的进一步指令：
基于接收到的数据，确定经由第二信道的所述视频流的传输相对于所述第一信道将有所改进；
响应于所述确定，选择所述第二信道；以及
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道。
30.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使所述计算系统进一步执行以下操作的进一步指令：
基于接收到的数据，选择所述无线网络的所述多个信道中的第二信道；
在将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道之前，使得所述无线AP等待所述无线摄像头完成所述视频流的传输。
31.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使所述计算系统进一步执行以下操作的进一步指令：
在所述无线摄像头于低功率睡眠状态下进行操作时，基于接收到的数据，选择所述无线网络的所述多个信道中的第二信道；
其中所述无线摄像头是动作激活的，并被配置为在未检测到动作时于低功率睡眠状态下进行操作；并且
使得所述无线AP向所述无线摄像头传输信道切换通告，表示所述无线链路将从所述第一信道移动到所述第二信道；
其中接收到所述信道切换通告使得所述无线摄像头在从所述低功率睡眠状态唤醒之后能够通过所述第二信道进行传输，而无需与所述无线AP建立新的无线链路。
32.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使所述计算系统进一步执行以下操作的进一步指令：
如果所述第一信道是调节动态频率选择(DFS)通道，则监控所述第一信道上的雷达活动；
基于所述监控，检测所述第一信道上的雷达活动的表示；
响应于检测到所述第一信道上的雷达活动的所述表示，选择所述无线网络的所述多个信道中的第二信道；
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路从所述第一信道移动到所述第二信道；以及
使得所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路在指定的时间段后从所述第二信道移动返回至所述第一信道。
33.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使所述计算系统进一步执行以下操作的进一步指令：
基于接收到的数据的变化，周期性地选择所述多个信道中的替代信道；以及
如果没有来自所述无线摄像头的活跃视频流，则响应于周期性选择，使所述无线AP将具有所述无线摄像头的所述无线链路移动到所述替代信道。
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