CN1874501A - 一种用于3g移动通信中的视频数字监控系统及方法 - Google Patents

一种用于3g移动通信中的视频数字监控系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工作在3G(第三代移动通信技术)频段上、通过3G移动通信网络的视频及语音信道进行实时图像监控的系统和方法，主要是通过3G视频通话连接至一个移动视频监控媒体平台，并通过RTP协议及设备，传送至该平台指定的IP地址及端口，当移动用户使用3G视频通话时，系统便会根据用户权限，显示可监控的音视频信号源于菜单上，进而使用户进行选择，并实时播放被选择视频信号源获取的声音及图像，实现了高效的个人化数字视频监控服务。

Description

一种用于3G移动通信中的视频数字监控系统及方法
技术领域
本发明涉及3G(第三代移动通信技术)移动通信技术领域，特别指利用3G移动通信网络中的视频及语音信道进行视频监控的系统和方法。
背景技术
随着移动通信技术和数字压缩技术的发展，数字视频监控设备以其应用方便、直观并可以忠实记录内容信息等特性而逐渐被广泛应用于交通、公安、生产管理等行业领域，成为安全部门、交通、商业、电力、海关、机场车站乃至住宅等公共场所或领域进行安全防范和管理的重要手段。
较传统的技术方法是，在上述应用场所安放一个或多个摄像头进行现场的拍摄，然后将获取的音视频信号通过特定的传输网络传输到一个指定的中央控制室，再通过相应的存储设备，将监控所得的音视频信息资料存储到存储介质上，同时还可以根据不同需要和途径在应用现场安装其他的探测装置作为监控系统的辅助应用设备。
然而随着用户业务需求的不断提高，对数字视频监控设备的技术要求也逐渐提升，例如用户需要使用体积小，便于操作的图像监控终端；用户需要在移动过程或环境中实时地进行监控图像等。这就对音视频传输监控系统的传输形式和终端的显示形式提出了新的要求。
现有技术中通过移动通信终端进行手机视频图像监控的技术，一种是基于短信息(SMS)传输系统进行视频监控，利用了短信息传输图像信号损失少，清晰准确的特点，但却不能实时传输视频图像，例如，中国授权公告号为CN 2481096Y、公告日为2002年3月6日的发明《数字式手机收发监控装置》所公开的技术方案；另一种是基于GSM/GPRS数字通信传输网络进行实时监控的视频图像监控，但并没有针对3G通信网络进行设计，不能自主进行监控设定，而且必须安装相应解码软件及复杂的接口设备，如中国授权公告号为CN 2724334Y、公告日为2005年9月7日的实用新型《手机视频图像监控装置》所公开的技术方案。
虽然上述方法都可以实现数字视频监控，但是其或不能达到信号是时传输的要求，或系统接入及兼容技术复杂，软件安装不便于操作，并且对于无线资源带宽的需求较高，这些都成为与用户需求相矛盾的技术瓶颈。
发明内容
有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种利用3G移动通信网络中的视频及语音信道，通过视频电话呼叫进行数字视频监控的系统和方法。
为达到上述目的，本发明技术方案如下：
一种用于3G移动通信中的视频数字监控系统，该系统包括：3G移动通信网络MSC及使用该网络的移动通信终端(如：手机，或其他便携无线通信装置)，移动视频监控媒体平台，及用于获取数字图像的视频信号源(RTP)。其中，移动通信终端通过3G移动通信网络，利用3G视频通话连接至移动数字监控媒体平台，并通过RTP(Real Time Protocol)协议，对视频信号源获取的音视频文件进行实时地传输，并最终显示于上述移动通信终端。
较佳地，所述移动视频监控媒体平台包括：
1.移动数字监控应用设备，其进一步包括：移动数字监控应用服务模块、用户/管理员网站服务模块、呼叫控制模块、摄像头管理模块及用户属性管理模块。
2.视频服务网关，实现数字监控音视频信号信息的传递。
3.RTP代理服务设备，在输入方收集所有视频信号源RTP数据流，在输出方将被选择的摄像头数据流通过视频服务网关传送给用户。
4.流媒体服务设备，支持通过互联网进行数字监控的终端，然后对互联网用户进行数字音视频信息的实时播放。
一种用于3G移动通信中的视频数字监控方法，其包括如下步骤：
1.具有网络功能的视频监控摄像头将获取的声音及图像经过编码及压缩，变为标准3GPP(第三代移动通信标准化合作项目)格式的数据流，并传送给移动视频监控媒体平台；
2.3G注册用户拨打视频服务号码，将手机连接至视频服务网关；
3.呼叫控制模块播放菜单视频文件，供用户选择可进行视频监控的摄像头；
4.用户按键选择后，呼叫控制模块通知RTP代理将相应的摄像头数据发送给用户；
5.用户接收并浏览来自视频监控摄像头的实时图像和声音；
6.用户按其他键选择收看另一个监控摄像头的视频信号，或者选择挂机结束视频监控。
本发明所应用的移动视频监控媒体平台基于现有3G网络的视频电话呼叫来实现网络连接并进行视频监控，由于是进行普通的视频电话呼叫，大大降低了监控时接入系统的难度。用户只需要记住一个服务号码，拨打视频电话，就可以进行视频监控和各种操作；用户可简单地使用手机按键，用DTMF方式进行对摄像镜头的方向的遥控、影像近/远的遥控，以及对不同监控地点的选择；本发明显示终端是普通3G手机，用户不需要在其中安装任何软件就可进行监控使用，因此，不存在与系统兼容的问题；本发明所述视频监控系统可在带宽很小的无线网络中传送连续的图像及声音，节省无线资源，其同样支持使用手机上网的方式或使用计算机终端上网的方式进行视频监控操作。
附图说明
图1为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控系统框图；
图2为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控系统物理连接图；
图3为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控方法流程图；
图4(4A，4B)为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控系统及方法的两个应用实例。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图及具体实施例再对本发明做进一步地详细说明。
图1为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控系统框图。
如图所示，本发明所述用于3G移动通信中的视频数字监控系统主要由以下几个部分构成：基于3G移动通信技术的通信网络MSC，使用上述移动通信网络的移动通信终端(如：手机、PDA或其他具有图像处理功能的便携无线通信装置)，移动视频监控媒体平台，及用于获取数字图像的视频信号源(RTP流1-N)，该数字图像视频信号获取装置可以是摄像头或其他与监控需要相应的探测辅助设备。
其中，移动视频监控媒体平台是通过IP视讯硬件和驱动软件组合，配合移动视频监控应用软件开发而成。系统通过3G-324M界面，经多重发讯连接至交换机，保证实时通信质量。3G-324M界面包含了H.245 stack及H.223多重发讯应用，实现整个移动视频监控媒体平台的视频通话。
如图，该移动视频监控媒体平台包括：移动数字监控应用设备，其具体包括移动数字监控应用服务模块，这是该视频监控媒体平台最上层的设备，负责控制其他各设备模块并协调相互关系，驱动整个呼叫过程按照预先设定的流程进行；用户/管理员网站服务模块，用来提供用户/管理员界面，使他们能够方便地维护用户数据及摄像头数据；呼叫控制模块，其对于用户拨打3G电话的视频呼叫进行应答、终止或拒绝等操作，并对用户的DTMF(双音多频)输入播放相应的视频文件或进行画面的远程控制；摄像头管理模块，其记录摄像头的位置、IP地址、服务端口、视频编码、速率等相关数据，为上层应用服务设备提供选择，另外还对摄像头等其他探测辅助设备的方向(上、下、左、右等)及影像远、近的遥控操作；用户属性管理模块，记录使用该视频监控系统的3G用户(一个或多个手机号码)可观看的任意一个或多个监视镜头，为上层应用服务设备提供控制数据。
如图，该移动视频监控媒体平台进一步还包括：视频服务网关，该网关内装有NMS CG6565视频处理卡以及NMS TX4000信令处理卡，分别通过3G-324M接口以及7号信令接口(SS7)，使网关直接与移动运营公司的3G网络相连，这样3G电话的视频呼叫能直接连至上述平台，另一方面，该网关负责把要监控的视讯数据流打包后发送至用户手机。对于用户的DTMF输入，该视频服务网关将相关信息传递给呼叫控制模块；
RTP代理服务设备，其具有RTP接口，在输入方面，收集所有监控摄像头或其他探测辅助设备的视讯RTP数据流(1-N)；在输出方面，将被选择的摄像头数据流通过视频服务网关送给一个或多个用户，同时，还将每个摄像头的数据流分发给流媒体服务设备；
流媒体服务设备，用于支持由互联网上进行监控的终端操作，该操作可由标准的流媒体服务器来完成，例如：Helix Server，Darwin Streaming Server；RTP代理以SDP(SessionDescription Protocol)信息接口将摄像头获取的数据流(1-N)送入流媒体服务器，然后对互联网用户进行实时地音视频播放。
本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控系统实现于3G视频通话过程中，实时信号格式为3GPP，视讯速率30~43kbps，声讯速率10~12.2kbps AMR格式，支持QCIF图像尺寸，视频监控设备把获取的影像及声讯数据，通过编码软件转换为3GPP格式，通过RTP协定及设备，传送至移动视频监控媒体平台指定之IP地址及端口，移动视频监控媒体平台内之RTP讯号分配装置便会把信息源分类，当移动用户通过3G视频通话，系统便会根据移动用户接入时的MSISDN判断用户的权限，显示可监控的讯号源于菜单上，实现个人化的监控服务。
图2为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控系统的物理连接图。其是基于上述系统框图及具体实施方式，为了使该系统实现更加清晰明了而提供的物理连接参考图示。
图3为本发明所提供的用于3G移动通信中的视频数字监控方法流程图。
如图所示，该方法包括如下步骤：
具有网络功能的视频监控摄像头把获取的图像及声音经过编码及压缩，变为标准3GPP格式数据流，通过互联网/专用网发送给移动视频监控媒体平台的RTP代理服务设备；对于不支持网络功能的视频监控摄像头，可在其主机系统上，如WindowsXP，安装编码、传送软件，如Helix Mobile Producer，同样把截取的图像转换为3GPP格式的数据流并传送给移动视频监控媒体平台；
使用移动数字视频监控系统的3G用户A拨打视频服务号码(一个或多个)，将手机连接到移动视频监控媒体平台的视频服务网关，启动视频监控服务；
系统根据移动用户接入时的MSISDN判断用户权限，如果用户A为注册用户，则让其选择可监控的摄像头；如果用户A为非注册用户，则系统拒绝呼叫；
呼叫控制模块播放菜单视频文件，供注册用户A选择他可监控的摄像镜头；
用户按键触发选择，呼叫控制模块通知RTP代理设备将相应的摄像头数据流(可以是一个或多个)发送给用户；如果该用户无选择，则返回上一操作步骤；如果用户选择挂机，则结束该监控操作；
用户通过其使用的3G移动通信终端显示器看到视频监控摄像头X(一个或多个摄像头中的任意一个)传送的实时图像并同时通过扬声器收听画面现场的声音；如果摄像头X没有将相应的音视频文件发送给用户，则需要网络摄像头X截取图象并将其压缩打包，以流的形式发送给移动视频监控媒体平台。
用户还可以用同样的方式，按键选择接收另一个摄像头，观看其获取的视频信息，也可以选择挂机或结束监控操作。
针对上述实施例，移动视频监控媒体平台使用标准的3GPP格式进行数据传送，在网络上应用RTP的方式进行实时传送；在与交换机的连接方面，使用3G网络标准的3G-324M界面，进行呼叫控制及流程。这种标准的选择，使得移动视频监控媒体平台与其它系统的连接更加简易、可靠；其编码在图像方面采用H.263 Baseline Level 10或MPEG-4 Simple ProfileLevel 0，可提供最多43kbps的视频流，以及8～15帧/秒的帧速率，视频图像的解析度达到QCIF(176X144)；在音频方面采用AMR-NB编码，其速率为10.2～12.2kbps，对大部分声音的压缩、还原得到优质效果。
至此，应用上述系统和流程实现3G移动用户对数字视频图像的实时监控，并达到了前述的技术效果。
图4(4A，4B)是本发明应用于路面交通(4A)及地区监察(4B)的实例，通过使用本发明所述系统和方法，只须一人便可实时地实现对目标环境任意角度与方向的流动监察。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用于限定本发明，凡在本发明的技术原理和规律之内，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 (12)

1.一种用于3G移动通信中的视频数字监控系统，其特征在于，该系统包括以下部分：
基于3G移动通信技术的通信网络；
使用上述移动通信网络进行通信的移动通信终端；
数字图像视频信号获取装置，用于获取数字图像，并经过编码、压缩传送给上述移动视频监控媒体平台；
移动视频监控媒体平台，该平台进一步包括：
由移动数字监控应用服务模块、用户/管理员网站服务模块呼叫控制模块、摄像头管理模块及用户属性管理模块共同构成的移动数字监控应用设备，其用于驱动并管理移动视频监控媒体平台对上述使用3G网络进行通信的移动终端的视频呼叫过程按照预先设定的流程进行；
视频服务网关，实现数字监控音视频信号信息的传递；
RTP代理服务设备，在输入方收集所有视频信号源RTP数据流，在输出方将被选择的摄像头数据流通过视频服务网关传送给用户。
流媒体服务设备，支持通过互联网进行数字监控的终端，然后对互联网用户进行数字音视频信息的实时播放。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中的移动视频监控媒体平台是通过IP视讯硬件和驱动软件组合，配合移动视频监控应用软件开发而成，系统通过3G-324M界面，经多重发讯连接至交换机。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中的移动通信终端可以是手机、PDA或其他具有图像处理功能的便携无线通信装置。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中的数字图像视频信号获取装置可以是摄像头或其他与监控需要相应的探测辅助设备。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中的视频服务网关进一步包括3G-324M通信接口，7号信令接口(SS7)，使网关直接与移动运营公司的3G网络相连，使3G电话的视频呼叫直接连至上述平台。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，其中的RTP代理服务设备进一步包括RTP接口，收集所有监控摄像头或其他探测辅助设备的视讯RTP数据流，将被选择的摄像头数据流通过视频服务网关送给一个或多个用户。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，其中的移动数字监控应用服务模块用于负责控制其他各设备模块并协调相互关系，驱动整个呼叫流程；
用户/管理员网站服务模块用于提供用户/管理员界面，方便维护用户数据及摄像头数据；
呼叫控制模块，对于用户3G视频呼叫进行应答、终止或拒绝等操作，并对用户输入播放相应的视频文件或进行画面的远程控制；
摄像头管理模块，其记录摄像头的位置、IP地址、服务端口、视频编码、速率等相关数据，为上层应用服务设备提供选择，另外还对摄像头等其他探测辅助设备进行遥控；
用户属性管理模块，其记录使用该视频监控系统的3G用户可观看的任意一个或多个监视镜头，为上层应用服务设备提供控制数据。
8.一种用于3G移动通信中的视频数字监控方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
具有网络功能的视频监控摄像头把获取的图像及声音经过编码及压缩，变为标准3GPP格式数据流，通过互联网/专用网发送给移动视频监控媒体平台的RTP代理服务设备；
3G移动用户拨打视频服务号码，将手机连接到移动视频监控媒体平台的视频服务网关，启动视频监控服务；
系统根据移动用户接入时的MSISDN判断用户权限，用户是否为注册用户，如果是才让其选择可监控的摄像头；
呼叫控制模块播放菜单视频文件，供注册用户选择他可监控的摄像镜头；
用户按键触发选择，呼叫控制模块通知RTP代理设备将相应的摄像头数据流(可以是一个或多个)发送给用户；
用户通过其使用的3G移动通信终端显示器看到视频监控摄像头传送的实时图像并同时通过扬声器收听画面现场的声音；
用户还可以用同样的方式，按键选择接收另一个摄像头，观看其获取的视频信息，也可以选择挂机或结束监控操作。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步还包括如下步骤：对于不支持网络功能的视频监控摄像头，可在其主机系统上安装编码、传送软件，同样把截取的图像转换为3GPP格式的数据流并传送给移动视频监控媒体平台。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步还包括如下步骤：在判断用户权限的步骤中，如果进行视频呼叫的用户为非注册用户，则系统拒绝呼叫。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步还包括如下步骤：如果该用户没有进行按键选择，则返回上一操作步骤；如果用户选择挂机，则结束该监控操作。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步还包括如下步骤：在用户接收音频视频数据的步骤，如果摄像头没有将相应的音视频文件发送给用户，则需要网络摄像头截取图象并将其压缩打包，以流的形式发送给移动视频监控媒体平台。
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