[發(fā)明專(zhuān)利]基于網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210380564.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103248868A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃雷;杜俊峰;王旺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 科騰科技（北京）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N7/18
• 分類(lèi)號(hào): H04N7/18;H04N21/643
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于安全防護(hù)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)（video?Surveillance?System，以下簡(jiǎn)稱(chēng)VSS）是現(xiàn)代安全防護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分。圖1示出了一個(gè)典型的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常可以分為3個(gè)組成環(huán)節(jié)。第一個(gè)環(huán)節(jié)是視音頻采集和編碼設(shè)備，例如IP攝像機(jī)和/或攝像頭，而在一些系統(tǒng)中，也可使用傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)搭配視音頻編碼器（或叫視頻服務(wù)器）來(lái)達(dá)到使其數(shù)字化的目的。第二個(gè)環(huán)節(jié)是視音頻的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)和系統(tǒng)控制，例如用于存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)陣列（NAS/SAN等）、用于負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)度和管理的視頻管理系統(tǒng)（VMS，Video?Management?System）等。第三個(gè)環(huán)節(jié)是視音頻解碼呈現(xiàn)和客戶(hù)端控制，例如用于觀看視頻的顯示器，用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置的客戶(hù)端設(shè)備、硬件解碼器等等。如圖1所示，在VSS中視頻傳輸通常采用流媒體傳輸技術(shù)，典型的是采用客戶(hù)端/服務(wù)器（C/S）結(jié)構(gòu)的RTSP/RTCP/RTP協(xié)議族。例如可以在諸如攝像機(jī)等的視頻采集設(shè)備中內(nèi)建RTSP服務(wù)器，以等待客戶(hù)端向其請(qǐng)求視音頻數(shù)據(jù)。而在VSS中所有的命令和控制信息是基于HTTP協(xié)議進(jìn)行的，采用的是瀏覽器/服務(wù)器（B/S）結(jié)構(gòu)。例如在攝像頭內(nèi)建HTTP服務(wù)器，VSS廠(chǎng)家可以將定制的基于HTTP的控制協(xié)議封裝成API，并將其提供給想要對(duì)攝像頭進(jìn)行控制的用戶(hù)。

圖2給出了常見(jiàn)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的邏輯框圖。根據(jù)系統(tǒng)的功能，將其劃分為采集編碼、中心管理、存儲(chǔ)、解碼播放和設(shè)備控制5個(gè)邏輯單元。有些邏輯單元可以覆蓋多個(gè)設(shè)備，而有些設(shè)備可能同時(shí)涵蓋了多個(gè)邏輯單元的功能。其中，采集編碼單元負(fù)責(zé)采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)視音頻數(shù)據(jù)，并進(jìn)行視音頻壓縮。中心管理單元向采集編碼單元發(fā)起請(qǐng)求，以接收視音頻數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給解碼播放單元或存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。例如中心管理單元充當(dāng)RTSP客戶(hù)端來(lái)向采集編碼單元發(fā)出對(duì)視音頻數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，采集編碼單元收到請(qǐng)求之后通過(guò)RTSP協(xié)議將視音頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓芾韱卧Ｈ缓螅行墓芾韱卧鶕?jù)實(shí)時(shí)播放或錄制播放的需求來(lái)確定是將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到解碼播放單元還是存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元負(fù)責(zé)視音頻內(nèi)容和其他元數(shù)據(jù)內(nèi)容的實(shí)際存儲(chǔ)。中心管理單元還可以充當(dāng)RTSP服務(wù)器，等待來(lái)自解碼播放單元的播放視音頻數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。解碼播放單元負(fù)責(zé)向中心管理單元請(qǐng)求實(shí)時(shí)的或錄制的視音頻數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行解碼后，在各種顯示設(shè)備上播放呈現(xiàn)這些數(shù)據(jù)。設(shè)備控制單元接收用戶(hù)操作，負(fù)責(zé)發(fā)起信息查詢(xún)（GET）、配置更改（SET）等各種控制邏輯。所有的控制命令將統(tǒng)一發(fā)送至中心管理單元，由后者向其他各單元發(fā)起HTTP請(qǐng)求，在設(shè)置完成或獲取信息后將其返回給設(shè)備控制單元。

但是在現(xiàn)有的VSS系統(tǒng)中還存在下列問(wèn)題：

1）由于采集編碼單元需要擔(dān)當(dāng)RTSP和HTTP服務(wù)器的職責(zé)，它的IP地址和對(duì)應(yīng)TCP端口必須要可以被中心管理單元訪(fǎng)問(wèn)到。因此它不能被部署在使用動(dòng)態(tài)IP地址的場(chǎng)合，也不能部署在一個(gè)與中心管理單元所在網(wǎng)絡(luò)完全不相關(guān)的另一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。也就是說(shuō)部署采集編碼單元的地點(diǎn)具有局限性。當(dāng)然也可以通過(guò)建立域名服務(wù)器（針對(duì)動(dòng)態(tài)IP）或設(shè)置路由器對(duì)外網(wǎng)影射IP地址和端口（針對(duì)內(nèi)網(wǎng)）來(lái)打破一些局限性，但這會(huì)加大安裝和維護(hù)的難度，有些甚至需要改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，不僅施工成本高，而且對(duì)施工人員和用戶(hù)的技能要求都較高。

2）所有的視音頻數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)中心管理單元來(lái)管理和調(diào)度，因此即使網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)容量足夠，中心管理單元的CPU運(yùn)算能力仍會(huì)成為性能瓶頸。而且，中心管理單元是系統(tǒng)的控制核心，中心管理單元一旦失效，整個(gè)系統(tǒng)立即將停止運(yùn)轉(zhuǎn)（即單點(diǎn)故障問(wèn)題）。

3）從圖2的視音頻數(shù)據(jù)流向可以看到，所有的數(shù)據(jù)流在錄制寫(xiě)入時(shí)，是從采集編碼單元傳輸?shù)街行墓芾韱卧購(gòu)闹行墓芾韱卧獋鬏數(shù)酱鎯?chǔ)單元；在被讀取時(shí)，是從存儲(chǔ)單元到中心管理單元，再到解碼播放。當(dāng)中心管理單元和存儲(chǔ)單元同在一地時(shí)，他們之間產(chǎn)生的流量只是內(nèi)部流量，不影響對(duì)出口帶寬的需求。但當(dāng)中心管理單元和存儲(chǔ)單元在地域或經(jīng)營(yíng)主權(quán)分離時(shí)，現(xiàn)有的VSS系統(tǒng)將會(huì)付出多一倍的網(wǎng)絡(luò)出口帶寬代價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以在任何聯(lián)網(wǎng)的地方布置采集編碼單元，消除了中心管理單元的性能瓶頸，且在節(jié)約成本的同時(shí)使存儲(chǔ)和中心管理可分離。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供了一種數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括采集編碼單元、中心管理單元、存儲(chǔ)單元，其中：