CN217985239U - 一种智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能监控系统，包括：第一监控前端设备、解码器集群、电视墙和中央管理平台；第一监控前端设备与所述管理服务器连接；第一监控前端设备用于采集监控范围内的第一视频数据；解码器集群包括至少一个解码器，每一个解码器均与管理服务器连接；流媒体服务器集群包括至少一个流媒体服务器，每一个流媒体服务器均与管理服务器连接；电视墙与解码器集群连接，用于显示解码器集群对视频处理后的图像信息。本实用新型提出的一种智能监控系统，对传统监控中心的视频应用技术方案进行改造升级，整合监控中心具备视频处理能力的主要硬件模块的资源能力，通过调度这些硬件模块共同对采集的视频进行处理，减少硬件资源浪费、减少投入成本。

Description

一种智能监控系统

技术领域

本实用新型涉及监控技术领域，具体涉及一种智能监控系统。

背景技术

视频监控目前在生产生活中得到了广泛应用。其技术发展历经了模拟视频监控时代、半数字视频监控时代、全数字(网络)视频监控时代。现阶段，网络视频监控系统的构成主要包括：监控前端设备、监控客户端、传输网络。网络视频监控系统的功能除了传统的安防视频监控、录像等功能，伴随着图像处理、机器视觉等智能技术的发展。而随着网络视频监控的发展，现有的监控系统已经不能满足需求。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种智能监控系统，以解决现有技术中的至少一个缺陷。

本实用新型提供一种智能监控系统，包括第一监控前端设备、解码器集群、电视墙和中央管理平台；其中，所述中央管理平台包括流媒体服务器集群和管理服务器；

所述第一监控前端设备与所述管理服务器连接；所述第一监控前端设备用于采集监控范围内的第一视频数据；

所述解码器集群包括至少一个解码器，每一个所述解码器均与所述管理服务器连接；

所述流媒体服务器集群包括至少一个流媒体服务器，每一个所述流媒体服务器均与所述管理服务器连接；

所述电视墙与所述解码器集群连接，用于显示所述解码器集群对视频处理后的图像信息。

可选地，该系统还包括：第二监控前端设备，所述第二监控前端设备与所述管理服务器连接，所述第二监控设备用于采集监控范围内的第二视频数据，并对所述第二视频数据进行处理。

可选地，所述中央管理平台还包括：数据库服务器、业务服务器和媒体存储设备；

所述数据库服务器、所述业务服务器均与所述管理服务器连接；

所述媒体存储设备与所述流媒体服务器连接。

可选地，所述解码器包括SOC芯片板卡、本地信号输入板卡、本地信号输出板卡、主控板卡；上述本地信号输入板卡、SOC芯片、本地信号输出板卡、主控板卡通过总线相互连接。

可选地，所述电视墙包括多块显示屏幕，多块显示屏幕组合拼接而成显示器阵列；每一块显示屏幕与一个解码器连接。

可选地，所述监控前端设备至少包括网络摄像机IPC、硬盘录像机DVR、网络硬盘录像机NVR中的一种。

可选地，所述本地信号输入板卡与所述本地信号输出板卡上均配置有高清多媒体接口HDMI、数字视频接口DVI、VGA接口中的一种或多种。

如上所述，本实用新型的一种智能监控系统，具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种智能监控系统，包括第一监控前端设备、解码器集群、电视墙和中央管理平台；其中，所述中央管理平台包括流媒体服务器集群和管理服务器；所述第一监控前端设备与所述管理服务器连接；所述第一监控前端设备用于采集监控范围内的第一视频数据；所述解码器集群包括至少一个解码器，每一个所述解码器均与所述管理服务器连接；所述流媒体服务器集群包括至少一个流媒体服务器，每一个所述流媒体服务器均与所述管理服务器连接；所述电视墙与所述解码器集群连接，用于显示所述解码器集群对视频处理后的图像信息。本实用新型提出的一种智能监控系统，对传统监控中心的视频应用技术方案进行改造升级，整合监控中心具备视频处理能力的主要硬件模块(监控前端设备、流媒体服务器集群、解码器集群)的资源能力，通过这些硬件模块共同对采集的视频进行处理，减少硬件资源浪费、减少投入成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所提供的一种智能监控系统结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例所提供的一种智能监控系统结构示意图；

图3为机器视觉智能算法调度流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。

本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本领域技术人员可以理解的是，本实用新型中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或者有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本实用新型的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

本领域技术人员可以理解的是，所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。

本领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一个元件时，它可以直接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且排除像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

网络视频监控系统的功能除了传统的安防视频监控、录像等功能，伴随着图像处理、机器视觉等智能技术的发展，视频智能化应用逐渐成为网络视频监控技术的重要发展方向。

视频监控中心项目的设计、设备采购等现行传统方案存在一些局限性，例如：

监控前端设备、后端服务器、解码器系统相对独立，没有整体考量硬件资源的全局调度；

上述各模块独立估算硬件资源需求，且各模块都会配置一些冗余的硬件资源，从而造成整体硬件资源的过多浪费。

如图1所示，本申请实施例提供一种智能监控系统，包括第一监控前端设备、解码器集群、电视墙和中央管理平台；其中，所述中央管理平台包括流媒体服务器集群和管理服务器；

所述第一监控前端设备与所述管理服务器连接；所述第一监控前端设备用于采集监控范围内的第一视频数据；

所述解码器集群包括至少一个解码器，每一个所述解码器均与所述管理服务器连接；

所述流媒体服务器集群包括至少一个流媒体服务器，每一个所述流媒体服务器均与所述管理服务器连接；

所述电视墙与所述解码器集群连接，用于显示所述解码器集群对视频处理后的图像信息。

在一实施例中，所述第一监控前端设备至少包括网络摄像机IPC(IP Camera,简称IPC)、硬盘录像机DVR(Digital Video Recorder，简称DVR)、网络硬盘录像机NVR(NetworkVideo Recorder,简称NVR)中的一种。也就是说，监控前端设备可以是网络摄像机IPC或硬盘录像机DVR或网络硬盘录像机NVR；监控前端设备可以包括网络摄像机IPC和硬盘录像机DVR，或网络摄像机IPC和网络硬盘录像机NVR，或者网络摄像机IPC和网络硬盘录像机NVR；监控前端设备还可以同时包括网络摄像机IPC、硬盘录像机DVR、网络硬盘录像机NVR。具体的配置可以根据实际需求进行设定，此处不作任何限定。

中央管理平台是整个系统的控制中枢，整合各模块资源并控制各模块相互配合，以实现多种业务功能。如：系统配置、实时视频预览、录像回放、前端设备控制、视频智能应用、告警管理等。

流媒体服务器集群主要处理音视频媒体接入、媒体分发，以及被管理服务器调度执行视频智能应用处理。

解码器由中央管理平台的管理服务器调度其SOC芯片的视频处理能力。基础能力包括：电视墙输出画面的开窗、分割、拼接、缩放、漫游等。高级能力包括：视频智能应用。例如，在GPU模块做机器视觉智能分析算法；在视频解码模块对视频流做解码得到每帧图像；在图像处理模块对图像画面做二次叠加渲染处理(如：叠加文字、画面闪烁、动态画框、叠加图片等)；处理后的图像输出至电视墙屏幕、或者通过视频编码模块编码后对外推送标准的视频流(如rtsp流)给其他模块使用。解码器的SOC芯片板卡、本地信号输入板卡、本地信号输出板卡数量可根据业务需求动态调整。

前述的机器视觉智能分析算法可以是人脸检测算法或“进入人员是否佩戴口罩”的智能分析算法。此处的人脸检测算法或“进入人员是否佩戴口罩”的智能分析算法属于现有技术，此处不再进行赘述。

在本实施例中，所述中央管理平台包括管理服务器，所述管理服务器是全局业务管理及视频智能应用调度单元，即管理服务器根据相应监控点位的第一前端监控设备、流媒体服务器集群、解码器集群的当前状态和剩余服务能力来确定具体由哪个部分执行机器视觉智能分析算法应用。

例如，在第一前端监控设备中没有集成机器视觉智能分析算法。所述的第一前端监控设备均采集到现场视频，管理服务器会依次检查相应监控点位的前端设备的当前状态和剩余服务能力(即是否能执行相应的机器视觉智能分析算法)，由于第一前端监控设备没有集成机器视觉智能分析算法，则管理服务器会检测流媒体服务器集群当前是否具备执行机器视觉算法的能力，若具备，则在流媒体服务器集群当中选择一个流媒体服务器执行相应的机器视觉智能分析算法。当然若具备多个能执行机器视觉算法的流媒体服务器，则进一步结合负载均衡算法，以确定每个流媒体服务器需要处理第一前端监控设备采集到的现场视频的数量，即哪个流媒体服务器处理哪些第一前端监控设备采集的现场视频。若流媒体服务器集群仍然不能对相应的视频进行处理，则管理服务器会检测解码器集群当前是否具备执行机器视觉算法的能力，若具备，则在解码器集群当中选择一个解码器执行相应的机器视觉智能分析算法。当然若具备多个能执行机器视觉算法的解码器，则进一步结合负载均衡算法，以确定每个解码器需要处理第一前端监控设备采集到的现场视频的数量，即哪个解码器处理哪些第一前端监控设备采集的现场视频。其中，这里的负载均衡算法，可以灵活选择，例如：轮询法、随机法、随机轮询法等。

在一实施例中，该系统还包括：第二监控前端设备，所述第二监控前端设备与所述管理服务器连接，所述第二监控设备用于采集监控范围内的第二视频数据，并对所述第二视频数据进行处理。所述第二监控前端设备至少包括网络摄像机IPC(IP Camera,简称IPC)、硬盘录像机DVR(Digital Video Recorder，简称DVR)、网络硬盘录像机NVR(NetworkVideo Recorder,简称NVR)中的一种。也就是说，监控前端设备可以是网络摄像机IPC或硬盘录像机DVR或网络硬盘录像机NVR；监控前端设备可以包括网络摄像机IPC和硬盘录像机DVR，或网络摄像机IPC和网络硬盘录像机NVR，或者网络摄像机IPC和网络硬盘录像机NVR；监控前端设备还可以同时包括网络摄像机IPC、硬盘录像机DVR、网络硬盘录像机NVR。具体的配置可以根据实际需求进行设定，此处不作任何限定。在该应用场景中，包括第一监控前端设备、第二监控前端设备，第一监控前端设备集成有机器视觉智能分析算法且剩余服务能力满足需求，第二监控前端设备没有集成机器视觉智能分析算法。

管理服务器会依次检查相应监控点位的前端设备的当前状态和剩余服务能力(即是否能执行相应的机器智能分析算法)，由于第一监控前端设备集成有机器视觉智能分析算法且剩余服务能力满足需求，第二监控前端设备没有集成机器视觉智能分析算法，因此管理服务器会检测流媒体服务器集群当前是否具备执行机器视觉算法的能力，若具备，则在流媒体服务器集群当中选择一个流媒体服务器执行相应的机器视觉智能分析算法。当然若具备多个能执行机器视觉算法的流媒体服务器，则进一步结合负载均衡算法，以确定每个流媒体服务器需要处理第二前端监控设备采集到的现场视频的数量，即哪个流媒体服务器处理哪些第二前端监控设备采集的现场视频。若流媒体服务器集群仍然不能对相应的视频进行处理，则管理服务器会检测解码器集群当前是否具备执行机器视觉算法的能力，若具备，则在解码器集群当中选择一个解码器执行相应的机器智能分析算法。当然若具备多个能执行机器视觉算法的解码器，则进一步结合负载均衡算法，以确定每个解码器需要处理第二前端监控设备采集到的现场视频的数量，即哪个解码器处理哪些第二前端监控设备采集的现场视频。

在一实施例中，所述中央管理平台还包括：数据库服务器、业务服务器和媒体存储设备；

所述数据库服务器、所述业务服务器均与所述管理服务器连接；

所述媒体存储设备与所述流媒体服务器连接。

数据库服务器保存各类配置信息及系统上线运营后产生的信息。业务服务器处理具体的业务逻辑。业务服务器存储有各种业务规则。流媒体服务器集群主要处理音视频媒体接入、媒体分发，以及被管理服务器调度执行视频智能应用处理。媒体存储系统主要是将图片、音视频流持久化存储到物理介质。

在一实施例中，所述解码器包括SOC芯片板卡、本地信号输入板卡、本地信号输出板卡；其中，本地信号输入板卡、SOC芯片、本地信号输出板卡、主控板卡通过总线相互连接；

本地信号输入板卡是外接本地信号的，比如通过HDMI线直连电脑的HDMI输出接口；

SOC芯片板卡带网络通讯接口，通过IP网络接入监控实时视频流并进行解码、图像处理与分析；

本地信号输出板卡带有多个视频输出接口，每一个接口通过线缆(如HDMI线)与电视墙的显示屏幕连接；

主控板卡对本地信号输入板卡、SOC芯片、本地信号输出板卡进行设备内的控制协调；

解码器还包括：总线、机箱、电源、网口等。SOC芯片板卡主要包括：中央处理器、视频解码模块、视频编码模块、图像处理模块，GPU模块(可选配)、外围接口(网口等)。可以市场已有的SOC芯片板卡为基础进行定制开发，例如海思Hi35系列板卡等产品。这类SOC芯片板卡自带嵌入式软件操作系统。在本发明申请方案中，还具备网络通讯软件控制接口，由中央管理平台根据其硬件配置能力，调度其执行特定的视频智能应用。

在一实施例中，所述电视墙包括多块显示屏幕，多块显示屏幕组合拼接而成显示器阵列；每一块显示屏幕与一个解码器连接。

电视墙是由很多块显示屏幕组合拼接而成的显示器阵列。由视频线缆(例如：HDMI、DVI、VGA等)将每一块屏幕的输入端连接到解码器的本地信号输出端。

以下以一个具体实施方式对本实用新型进行说明。本系统需要监控的园区内有100幢大楼。其中，监控前端设备若干个，重要的位置部署有监控前端设备，每一幢大楼大厅入口处部署了摄像机，但其中有70处的前端设备为利旧的老旧设备，即第二前端监控设备，只具备基本的视频监控能力，不具备执行机器视觉智能算法的能力；30处前端设备(第一前端监控设备)除提供基本的监控能力外还各具备做1路机器视觉智能算法处理的能力。中央管理平台的3台流媒体服务器组成集群，每台流媒体服务器除提供基本的流媒体接入与分发能力外还可以进行20路机器视觉智能算法的分析处理。3台解码器组成集群，3面3*5规格(即3行5列)的电视墙。每台解码器除提供基本的现场监控点视频流解码上墙显示外还可以进行10路机器视觉智能算法的分析处理。

需求：对园区每一幢大楼的大厅入口进行布防，监测进入的人员是否佩戴口罩。

本实施例的智能监控系统中的机器视觉智能算法调度流程示意图如图3所示。

步骤1，在中央管理平台配置上述各模块的能力参数，以及业务需求规则，即：对100幢大楼大厅入口处监控点位进行24小时布防，监测进入的人员是否佩戴口罩。

步骤2，业务规则执行后，业务服务器向管理服务器发送上述100处大楼大厅监控点的24小时机器视觉算法调度请求。

步骤3，管理服务器按照调度算法，尝试选择合适的硬件模块执行上述每一处大楼大厅监控点位的机器视觉算法，用以检测进入人员是否佩戴口罩。

步骤4，管理服务器先检查上述100处大楼大厅监控点前端设备是否具备执行机器视觉算法的能力：

a)针对30处第一监控前端设备，它们具备执行“进入人员是否佩戴口罩”的机器视觉智能算法的能力，则直接命中对应的第一监控前端设备，并通过网络通讯软件控制接口向命中的第一监控前端设备下发控制命令，进行24小时布防并执行智能算法检测。至此，本次机器视觉智能算法调度流程结束。

被命中的第一监控前端设备对实时监控画面进行智能分析，当检测到人员进入大楼大厅时，将检测结果通过网络通讯软件控制接口上报给管理服务器，并可进行后续的业务逻辑处理。相应描述请参见技术方案，此处不再赘述。

b)针对70处第二监控前端设备，它们不具备执行“进入人员是否佩戴口罩”的机器视觉智能算法的能力，则进入步骤5。

步骤5，管理服务器检查流媒体服务器集群当前是否具备执行机器视觉算法的能力：

a)如前所述，中央管理平台的3台流媒体服务器组成集群，每台流媒体服务器除提供基本的流媒体接入与分发能力外还可以进行20路机器视觉智能算法的分析处理。因此，针对前60路智能算法调度请求，管理服务器采用负载均衡算法(如：轮询法、随机法、随机轮询法等)依次命中流媒体服务器集群中的每一台服务器，最终每台流媒体服务器执行20路智能算法的处理。至此，本次机器视觉智能算法调度流程结束。

被命中的流媒体服务器通过传输网络获取对应前端设备的实时视频流并进行“进入人员是否佩戴口罩”的智能分析，当检测到人员进入大楼大厅时，将检测结果通过网络通讯软件控制接口上报给管理服务器，并可进行后续的业务逻辑处理。相应描述请参见技术方案，此处不再赘述。

b)由于流媒体服务器集群最多能够并发处理60路机器视觉算法，则针对剩余的10路机器视觉智能算法调度请求，进入步骤6。

步骤6，管理服务器检查解码器集群当前是否具备执行机器视觉算法的能力：

如前所述，3台解码器组成集群，3面3*5规格(即3行5列)的电视墙。每台解码器除提供基本的现场监控点视频流解码上墙显示外还可以进行10路机器视觉智能算法的分析处理。因此，针对剩余的10路机器视觉智能算法调度请求，管理服务器采用负载均衡算法(如：轮询法、随机法、随机轮询法等)依次命中解码器集群中的每一台设备，最终这3台解码器分别执行4、3、3路智能算法的处理。至此，本次机器视觉智能算法调度流程结束。

被命中的解码器通过传输网络获取对应前端设备的实时视频流并进行“进入人员是否佩戴口罩”的智能分析，当检测到人员进入大楼大厅时，将检测结果通过网络通讯软件控制接口上报给管理服务器，并可进行后续的业务逻辑处理。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种智能监控系统，其特征在于，包括第一监控前端设备、解码器集群、电视墙和中央管理平台；其中，所述中央管理平台包括流媒体服务器集群和管理服务器；

所述第一监控前端设备与所述管理服务器连接；所述第一监控前端设备用于采集监控范围内的第一视频数据；

所述解码器集群包括至少一个解码器，每一个所述解码器均与所述管理服务器连接；

所述流媒体服务器集群包括至少一个流媒体服务器，每一个所述流媒体服务器均与所述管理服务器连接；

所述电视墙与所述解码器集群连接，用于显示所述解码器集群对视频处理后的图像信息；

该系统还包括：第二监控前端设备，所述第二监控前端设备与所述管理服务器连接，所述第二监控设备用于采集监控范围内的第二视频数据，并对所述第二视频数据进行处理；

所述解码器包括SOC芯片板卡、本地信号输入板卡、本地信号输出板卡、主控板卡；上述本地信号输入板卡、SOC芯片、本地信号输出板卡、主控板卡通过总线相互连接；

所述中央管理平台还包括：数据库服务器、业务服务器和媒体存储设备；

所述数据库服务器、所述业务服务器均与所述管理服务器连接；

所述媒体存储设备与所述流媒体服务器连接；

所述电视墙包括多块显示屏幕，多块显示屏幕组合拼接而成显示器阵列；每一块显示屏幕与一个解码器连接；

所述监控前端设备至少包括网络摄像机IPC、硬盘录像机DVR、网络硬盘录像机NVR中的一种；

所述本地信号输入板卡与所述本地信号输出板卡上均配置有高清多媒体接口HDMI、数字视频接口DVI、VGA接口中的一种或多种。

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