CN111225192A - 一种双模式视频采集传输方法及传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，公开了一种双模式视频采集传输方法及传输系统，双模式视频采集传输方法包括：视频摄像头通过有线网线或者无线局域网联入双模式视频采集传输装置；根据配置参数，选择不同的采集传输模式；针对不同采集传输模式采用不同视频采集传输方法分别进行视频采集传输。本发明利用3G/无线局域网/有线以太网多方式数据传输，并且可以设置为再编码模式同时兼容多种品牌的摄像头简化监控中心的软件，灵活应对不同情况下的监控需求，确保监控范围内视频的正常传输，可以用于建筑安防/人流监控。

Description

一种双模式视频采集传输方法及传输系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种双模式视频采集传输方法及传输系统。

背景技术

视频监控网络现有技术是通过有线传输达到实时监控的，目前视频监控可以方便地通过有线局域网实现整个建筑物的全面覆盖，但在个别死角位置，或者预先未设计的监控位置，布设难度和成本会大大增加，这种个别位置往往通过短距离无线局域网桥接十分方便，但不匹配现有方案的有线摄像头，而且二次建设过程中该监控方法将会产生巨大的浪费——二次建设一旦更换摄像头厂商，两个厂商的产品并入一个监控系统，往往出现软硬件兼容困难，因此需要一种多联网方式，并兼容多类型摄像头厂商软硬件的采集单元，将小范围的视频监控网络联入整个监控网络，确保监控的效果并将多厂商产品的兼容成本控制在合理的范围内。

综上所述，现有技术存在的问题是：传统视频监控系统有线布设新增或更新摄像头难度很大、监控网络扩展的难度大、多个厂商摄像头厂商产品处于一个监控系统兼容不佳、传输网络有线布设一旦出现网络问题监控停止造成空白时间、一次性建设后无法更改布局不能重复使用且扩建投入大。

解决上述技术问题的难度：目前的有限视频监控网络布设之后无法更改布局，特别是新增设摄像头难度很大；如果新增设的摄像头为不同厂家的摄像头难度更大；而且在系统的使用过程中如果需要更换清晰度更高速度更快的新型摄像头难度就更大。而在实际应用中常常会遇到需要扩大监控区域以及在原监控区域增加监控摄像头的问题，以及新型号高清摄像头更新问题。采用有线布设的传输网络不论是增加监控区域或是增加摄像头，都要增加很多布线，众多的布线，在网络出现故障时很难排查故障点和故障原因。

解决上述技术问题的意义：采用本发明提供的双模式视频采集传输方法可以对原有监控网络进行便捷的重新布局和摄像头的调换更新，无需进行二次建设，既可以节约金钱成本也可以节省网络更新或扩建的时间成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双模式视频采集传输方法及传输系统。

本发明提供的双模式视频采集传输方法如图1所示，具体包括：

步骤一，视频摄像头通过网线或者无线局域网联入双模式视频采集传输装置；

步骤二，根据配置参数，选择不同的采集传输模式；

步骤三，针对不同采集传输模式采用不同视频采集传输方法分别进行视频采集传输。

其中，步骤二中所述采集传输模式具体包括如下两种模式：

模式1：转发模式。当监控网络中只用一个厂商的视频监控摄像头则采用转发模式：此时双模式视频采集传输装置作为一个用于桥接的软路由，将视频摄像头所在的地址——端口映射到自身向监控中心开放的地址——端口上；

模式2：再编码转发模式。当监控网络中有一个或多个厂商的视频监控摄像头时则采用再编码模式：此时双模式视频采集传输装置通过厂商各自的SDK访问监控摄像头，获取影像数据后再次统一编码为统一格式并转发给监控中心，同时也对云台/光圈控制以及触发报警及相关功能进行统一封装。

所述转发模式的视频采集传输方法具体包括以下步骤：

步骤1：启动装置，初始化wifi模块、网卡、以太网口；

步骤2：检查网络，首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈；

步骤3：检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备；

步骤4：启动端口映射，将摄像头的端口映射到采集单元自身的另一个端口上，监控中心通过端口访问到监控局域网中的指定摄像头。

步骤5：定时检查网络。

所述再编码模式的视频采集传输方法具体包括：

步骤1：启动装置，初始化wifi模块、网卡、以太网口；

步骤2：检查网络，基于有线>无线>3G的联网优先级寻找可用的网络，为联网后首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈；超时无反馈则切换联网方式为无线，再次失败则切换3G网络，当三个都无法连接服务器则重新联网；

步骤3：检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备；

步骤4：访问摄像头的指定端口，通过厂商SDK调用提取视频流数据并解码，再次编码统一压缩成H264编码视频流；

步骤5：启动发送进程，通过UDP方式将视频流发送到监控中心；

步骤6：开放控制端口，接收控制中心的控制指令，再经由厂商SDK调用发送指令至摄像头，完成云台/光圈/红外灯控制。

本发明提供的双模式视频采集传输方法的双模式视频采集传输系统如图3所示，具体包括：

(1)初始化模块：用于初始化wifi模块、网卡、以太网口；

(2)网络检查模块：用于通过向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，接受监控中心服务器反馈的方法进行网络检查；

(3)设备检查模块：用于检查摄像头同时遍历整个监控局域网查找所有设备；

(4)视频监控中心：用于下发控制指令以及控制各个模块正常工作；

(5)视频采集模块：包括转发采集单元与再编码采集单元；用于基于不同配置参数进入相应的采集单元进行视频采集；

(6)通讯模块：用于利用无线局域网、3G网络、有限局域网进行网络通讯传输。

其中，转发采集单元包括：采集单元用于通过启动端口映射，将摄像头的端口映射到采集单元自身的另一个端口上。再编码采集单元用于访问摄像头的指定端口，通过厂商SDK调用提取视频流数据并解码，再次编码统一压缩成H264编码视频流；同时启动发送进程，通过UDP方式将视频流发送到监控中心；还用于开放控制端口，接收控制中心的控制指令，再经由厂商SDK调用发送指令至摄像头，完成云台/光圈/红外灯控制。

本发明提供的双模式视频采集传输装置如图4所示，具体包括：

(1)用于处理数据的主板：主板搭载一处理器；主板的MINI PCI-E接口上接入一无线模块；主板USB口上外接一个网卡。

(2)外设接口：包括4个USB接口；所述4个USB接口具体包括：USB1.1/2.0，2个；USB2.0，1个；USB3.0接口，2个；

(3)HSUART即High Speed UART；3个I2S音频口；1个三线SPI口；7个I2C接口；4个PCIe接口；2个SATA硬盘接口；3个SD/MMC卡接口；3路MIPI-CSI数字相机接口以及其他显示屏及普通IO接口。

本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述双模式视频采集传输方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的双模式视频采集传输方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明提供了一种建设过程中灵活布设的主动/被动双模式视频采集监控终端，利用3G/无线局域网/有线以太网多方式数据传输，并且可以设置为再编码模式同时兼容多种品牌的摄像头简化监控中心的软件，灵活应对不同情况下的监控需求，提供了一种监控范围内视频的正常传输方法，可以用于建筑安防/人流监控。

本发明兼容多类型摄像头厂商软硬件的采集单元，可将已经布设好的视频监控网络进行扩展，或将小范围的视频监控网络联入整个监控网络，确保了不同批次，不同厂商的摄像头共用于一个视频监控网络同时确保监控的效果并将多厂商产品的兼容成本控制在合理的范围内。

本发明通信采用华为EC122电信3G上网卡，采用了CSMA/CA协议，传输速率达300Mbps,采用了DSSS(直接序列扩频)，发射功率最大20dBm。该无线网卡支持IEEE802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac协议，同时支持2.4G与5.8G的无线网络以及蓝牙4.0，统一了云台/光圈控制，以及触发报警等功能的简单封装，简化了监控中心的监控软件复杂度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的双模式视频采集传输方法流程图。

图2是双模式视频采集传输系统原理图。

图3是本发明实施例提供的双模式视频采集传输示意图。

图4是本发明实施例提供的双模式视频采集传输装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

传统视频监控系统有线布设新增或更新摄像头难度很大、监控网络扩展的难度大、多个厂商摄像头厂商产品处于一个监控系统兼容不佳、传输网络有线布设一旦出现网络问题监控停止造成空白时间、一次性建设后无法更改布局不能重复使用且扩建投入大。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双模式视频采集传输方法及传输系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的双模式视频采集传输系统的图像传输装置工作流程图如图1所示：

S101，视频摄像头通过网线或者无线局域网联入双模式视频采集传输装置。

S102，根据配置参数，当监控网络中只用一个厂商的视频监控摄像头采用转发模式，当监控网络中有一个或多个厂商的视频监控摄像头时则采用再编码模式。

S103，针对不同采集传输模式采用不同视频采集传输方法分别进行视频采集传输。

在步骤S102中，采集传输模式为双模式：

当监控网络中只用一个厂商的视频监控摄像头则采用转发模式：此时双模式视频采集传输装置作为一个用于桥接的软路由，将视频摄像头所在的地址——端口映射到自身向监控中心开放的地址——端口上。

当监控网络中有一个或多个厂商的视频监控摄像头时则采用再编码模式：此时双模式视频采集传输装置通过厂商各自的SDK访问监控摄像头，获取影像数据后再次统一编码为统一格式并转发给监控中心，同时也对云台/光圈控制以及触发报警及相关功能进行统一封装。

其中转发模式的视频采集传输模式的传输流程如下：

(1)启动装置，初始化wifi模块、网卡、以太网口。

(2)检查网络，首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈。

(3)检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备。

(4)启动端口映射，将摄像头的端口映射到采集单元自身的另一个端口上，监控中心通过端口访问到监控局域网中的指定摄像头。

(5)定时检查网络。

其中再编码模式的视频采集传输模式的传输流程如下：

(1)启动装置，初始化wifi模块、网卡、以太网口。

(2)检查网络，基于有线>无线>3G的联网优先级寻找可用的网络，为联网后首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈；超时无反馈则切换联网方式为无线，再次失败则切换3G网络，当三个都无法连接服务器则重新联网。

(3)检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备。

(4)访问摄像头的指定端口，通过厂商SDK调用提取视频流数据并解码，再次编码统一压缩成H264编码视频流。

(5)启动发送进程，通过UDP方式将视频流发送到监控中心。

(6)开放控制端口，接收控制中心的控制指令，再经由厂商SDK调用发送指令至摄像头，完成云台/光圈/红外灯控制。

在本发明实施例中，双模式视频采集传输系统结构如图2所示，视频摄像头通过网线或者无线局域网联入视频采集单元，根据配置参数，采集单元仅转发摄像头的地址——端口到本地向监控中心开放的另一地址——端口，或者采集单元本地运行视频采集程序并解码重新压缩为统一格式转发到监控中心，同时通过各摄像头厂商SDK的支持各品牌摄像头云台控制/触发报警等附加监控功能。

当系统采用模式1转发模式传输时系统运行流程如下：

1)启动操作系统，初始化intel 7260hmw wifi模块、华为EC122 3G网卡、以太网口。

2)检查网络，首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈。

3)检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备。

4)启动端口映射，将摄像头的端口映射到采集单元自身的另一个端口上，使得监控中心通过采集单元的端口访问到监控局域网中的指定摄像头。

5)定时检查网络。

当系统采用模式2再编码模式传输时运行流程如下：

1)启动操作系统，初始化intel 7260hmw wifi模块、华为EC122 3G网卡、以太网口。

2)检查网络，寻找可用的网络，联网优先级为有线>无线>3G,联网后首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈。超时无反馈则切换联网方式为无线，再次失败则切换3G网络，三个都无法连接服务器则重新联网

3)检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备。

4)访问摄像头的指定端口，通过厂商SDK调用提取视频流数据并解码，再次编码统一压缩成H264编码视频流。

5)启动发送进程，将视频流发送到监控中心，通过UDP方式。

6)开放控制端口，接收控制中心的控制指令，再经由厂商SDK调用发送指令至摄像头，完成云台/光圈/红外灯控制。

如图3所示，本发明实施例提供的双模式视频采集传输系统由初始化模块1、网络检查模块2、设备检查模块3、视频监控中心4、视频采集模块5、通讯模块6等六个模块组成。各模块功能如下：

初始化模块1：初始化wifi模块、网卡、以太网口。

网络检查模块2：通过向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，接受监控中心服务器反馈的方法进行网络检查。

设备检查模块3：检查摄像头同时遍历整个监控局域网查找所有设备；

视频监控中心4：下发控制指令以及控制各个模块正常工作；

视频采集模块5：包括转发采集单元与再编码采集单元；进行基于不同配置参数进入相应的采集单元进行视频采集；

通讯模块6：利用无线局域网、3G网络、有限局域网进行网络通讯传输。

在本发明实施例中，双模式视频采集传输系统硬件装置如图4所示，具体包括：

用于处理数据的主板，主板搭载一处理器，主板的MINI PCI-E接口上接入一无线模块，主板USB口上外接一个网卡。

装置的外设接口包括：4个USB接口，分别为：USB1.1/2.0接口2个，USB2.0接口1个，USB3.0接口2个。

下面结合具体测试步骤及效果对本发明作进一步描述。

1).测试步骤

总共进行了三种实验以及一次对照实验，第一种为转发模式测试，将视频采集单元与海康威视摄像头连接，再通过3G连接监控中心服务器，服务器访问采集单元的映射端口访问海康威视摄像头，以此检验转发模式的稳定性；第二种为再编码模式，使用摄像头为海康威视，上传服务器链路为3G网络，以此测试再编码模式的稳定性；第三种实验为再编码模式，同时两个摄像头，一个海康威视，一个全景数字，通过网络hub链接到采集单元，采集单元同时采集两个视频监控摄像头，解码并再编码，并上传到服务器；最后的对照实验为两个摄像头一起接入服务器同一网段，服务器直接运行两个摄像头的监控程序。每次测试不参考启动后5秒的图像，以5秒后的视频状态为标准，并且摄像头的数据传输速率，清晰度采用相同或类似配置。

2).测试数据

3).测试数据分析

从以上数据看出，作为对照的实验四，摄像头与服务器同时联入一个网段下，有线以太网速度最佳，时延只体现在视频编码解码上，而实验一采用端口转发由于采用3G，网络延时0.7秒，属于正常范围。实验二、实验三都使用了解码再编码的方式，编码解码时间加倍，再加上视频在3G网络传输的时间，延时较高，但控制在4秒内。

4).以上测试数据显示，视频采集单元在建筑的各种情况下，可提供监控范围内视频的正常传输，代价仅提升了2～3秒的视频延时，并且简化了视频监控中心软件的复杂度，确保了不同批次，不同厂商的摄像头共用于一个视频监控网络。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双模式视频采集传输方法，其特征在于，所述双模式视频采集传输方法具体包括：

步骤一，视频摄像头通过网线或者无线局域网联入双模式视频采集传输装置；

步骤二，根据配置参数，选择不同的采集传输模式；

步骤三，针对不同采集传输模式采用不同视频采集传输方法分别进行视频采集传输。

2.权利要求1所述双模式视频采集传输方法，其特征在于，步骤二中，所述采集传输模式具体包括如下两种模式：

模式1：转发模式，监控网络中只用一个厂商的视频监控摄像头则采用转发模式：双模式视频采集传输装置作为一个用于桥接的软路由，将视频摄像头所在的地址端口映射到自身向监控中心开放的地址端口上；

模式2：再编码模式，监控网络中有一个或多个厂商的视频监控摄像头时则采用再编码模式：双模式视频采集传输装置通过厂商各自的SDK访问监控摄像头，获取影像数据后再次统一编码为统一格式并转发给监控中心，同时对云台/光圈控制以及触发报警及相关功能进行统一封装。

3.权利要求2所述双模式视频采集传输方法，其特征在于，模式1的传输方法具体包括如下步骤：

(1)启动装置，初始化wifi模块、网卡、以太网口；

(2)检查网络，首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈；

(3)检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备；

(4)启动端口映射，将摄像头的端口映射到采集单元自身的另一个端口上，监控中心通过端口访问到监控局域网中的指定摄像头。

(5)定时检查网络。

4.权利要求2所述双模式视频采集传输方法，其特征在于，模式2的传输方法具体包括如下步骤：

(1)启动装置，初始化wifi模块、网卡、以太网口；

(2)检查网络，基于有线>无线>3G的联网优先级寻找可用的网络，为联网后首先向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，等待监控中心服务器反馈；超时无反馈则切换联网方式为无线，再次失败则切换3G网络，当三个都无法连接服务器则重新联网；

(3)检查摄像头，遍历整个监控局域网查找所有设备；

(4)访问摄像头的指定端口，通过厂商SDK调用提取视频流数据并解码，再次编码统一压缩成H264编码视频流；

(5)启动发送进程，通过UDP方式将视频流发送到监控中心；

(6)开放控制端口，接收控制中心的控制指令，再经由厂商SDK调用发送指令至摄像头，完成云台/光圈/红外灯控制。

5.一种实施权利要求1～4任意一项所述双模式视频采集传输方法的双模式视频采集传输系统，其特征在于，所述双模式视频采集传输系统包括：

初始化模块：用于初始化wifi模块、网卡、以太网口；

网络检查模块：用于通过向监控中心服务器的IP地址发送UDP数据包，接受监控中心服务器反馈的方法进行网络检查；

设备检查模块：用于检查摄像头同时遍历整个监控局域网查找所有设备；

视频监控中心：用于下发控制指令以及控制各个模块正常工作；

视频采集模块：包括转发采集单元与再编码采集单元；用于基于不同配置参数进入相应的采集单元进行视频采集；

通讯模块：用于利用无线局域网、3G网络、有限局域网进行网络通讯传输。

6.如权利要求5所述的双模式视频采集传输系统，其特征在于，转发采集单元用于通过启动端口映射，将摄像头的端口映射到采集单元自身的另一个端口上；再编码采集单元用于访问摄像头的指定端口，通过厂商SDK调用提取视频流数据并解码，再次编码统一压缩成H264编码视频流；同时启动发送进程，通过UDP方式将视频流发送到监控中心；还用于开放控制端口，接收控制中心的控制指令，再经由厂商SDK调用发送指令至摄像头，完成云台/光圈/红外灯控制。

7.一种实施权利要求1～4任意一项所述双模式视频采集传输方法的双模式视频采集传输装置，其特征在于，所述双模式视频采集传输装置包括：

用于处理数据的主板，主板搭载一处理器；主板的MINI PCI-E接口上接入一无线模块；主板USB口上外接一个网卡；

外设接口：包括4个USB接口；所述4个USB接口具体包括：USB1.1/2.0，2个；USB2.0，1个；USB3.0接口，2个；

3个I2S音频口；1个三线SPI口；7个I2C接口；4个PCIe接口；2个SATA硬盘接口；3个SD/MMC卡接口；3路MIPI-CSI数字相机接口、显示屏及普通IO接口。

8.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～4任意一项所述双模式视频采集传输方法。

9.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4任意一项所述的双模式视频采集传输方法。

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