专利名称：宽带数字视频监控网络系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种视频监控网络系统，具体涉及一种基于宽带网络和纯软件实现的宽带数字视频监控网络系统。
视频监控矩阵是将模拟视频数据通过该网络和视频分割设备/方法在监控终端的屏幕上显示出来，并提供对各个监控点的和切换能力。它要求能在一个屏幕上显示多个画面，并对各个画面分别控制，要求该网络有处理和传输大量数据的能力。
传统的视频监控矩阵是使用模拟设备来实现。从监控点采集来的模拟视频数据直接进入视频矩阵网络，通过视分仪的切换来控制不同路视频。换句话说，传统的系统从采集到显示到控制传输的都是模拟数据，因此在视频矩阵网络中传输的即是不作处理的原始视频数据。
这样的监控网络系统存在很大的缺陷首先，现有以硬件为主的模拟视频数据网络系统的建立成本比较大；其次，该种网络一旦建设完成之后，所有的设备便都已经固定，没有办法再对系统进行动态的配置和调整，其所使用的监控终端也只能是位置固定的非智能终端，其只能在接收和播放视频流，不能通过计算机对视频在屏幕上进行调整；再者，现有技术中各网络服务者提供的矩阵协议互不兼容，造成系统的维护和升级都很不方便，系统的升级不仅会影响到原有的监控终端，在控制部分的重复开发也需要额外的硬件成本开销。
另外，优点显著的宽带网络的普及已经是大势所趋，然而传统技术中这样的模拟视频网络和宽带的IP网络是不兼容的，因此如果要完成这两个不同网络功能的实现和结合，则需要作重复的网络建设。
本发明的目的是建立一个消除了以上缺点的视频监控网络系统，该系统利用视频技术将模拟数据数字化，并通过宽带IP网络进行传输，应用各种数据传输技术和视频处理技术，在实现和现有技术中模拟视频矩阵完全一致的功能的同时，将视频矩阵网络扩展到整个宽带网络。并设计开放的视频矩阵监控协议以利于和其它系统兼容。
在监控主机上安装视频采集和MPEG-4编码软件，在监控终端上安装视频显示和MPEG-4解码软件。
根据网络的性能和监控性能的要求，视频数据经过MPEG-4技术编码后成为相应码率的数据流。各个监控点的数据汇集到监控主机后传输到宽带IP网络。MPEG-4算法为视频流信息内容帧与帧之间的变化而提供了一个关键帧(I帧)和变化帧(P帧)组成的帧序列。通过主动舍弃P帧的数据，我们可以在监控终端建立多路分割画面，同时提供其中部分的大画面视频。
每个监控主机依据安装视频采集卡的数量进行一路或多路的视频采集，采集的数据通过MPEG-4编码后经过RTP协议封装成为可以在网络传输的实时视频流。监控主机可以采用广播、组播和单播等方式发送数据流。每台监控主机在运行后首先在监控服务器上进行注册。
监控服务器作为整个系统的目录服务器和监控点黄页存在，在系统中起调控作用。如果监控矩阵网络提供服务给整个宽带网络，那么监控服务器还将作为控制中心，控制网络中传输的视频数据流不超过额定的网络带宽。
宽带网络和数字传输的运用使监控终端可以灵活地位于宽带网络上的任何位置，接收若干路视频流。这些视频流可以是一个或多个不同监控主机上发出的视频流的组合。监控终端接收多路视频流，在计算机(或数字投影设备)上显示多路分割画面。
监控终端计算机连接到宽带网络，和监控服务器连接并确定监控主机的位置后，直接接收组播或单播的视频数据。终端可以接收多路(M)的视频流，其可以是一个或多个监控主机的视频数据流的组合。终端计算机屏幕提供多路(M)的分割画面(QCIF)显示，同时其中部分画面(N)可以全画面在的屏幕中分割显示，或者1路画面可以放大为全屏幕显示。
终端计算机为了节省进行多路解码的计算能力，QCIF的小画面显示时，主动丢弃P帧，只进行每两秒或每秒1帧的I帧显示。多路(M)的QCIF画面的I帧合在同一个解码器中进行计算，因此一个终端实际只需要N+1个解码器(M路QCIF+N路全画面解码)或1个解码器(全屏幕解码)同时运行。
视频监控矩阵的协议采用类似HTML的开放的描述性协议。对监控点的控制和切换用DTD的格式传输，当系统升级或和其他系统互连时，不兼容的指令可以直接忽略。
本发明所提供的这种数字视频监控网络矩阵，其视频质量和矩阵中传输的视频数量是随网络性能而变化的，如果宽带网络中的其他应用占据带宽过多，就可能影响视频矩阵输出的视频质量，导致丢包或图象马赛克；同样监控终端进行多路视频解码和显示时，受不同终端计算机性能的影响，会出现不同的监控视频质量。但对比于现有视频监控网络系统，其优点是显而易见的。
对比现有的视频监控网络系统，本发明的优点在于采用数字的IP网络视频矩阵可以建立灵活的监控网络，监控终端可以分布在宽带网络的任何地方，监控服务器可以智能的调控视频流的带宽、尺寸和帧率等属性。
描述性的矩阵控制协议能很快和其他系统兼容，系统的升级也不会影响到原有的监控终端。避免现有矩阵协议各厂家不兼容造成的监控系统在控制部分的重复开发。
采用纯软件的数字视频监控网络主要依赖计算机的CPU资源，从现有的内部IP网基础上就能建立起来，成本也远远低于现有硬件为主的模拟系统，系统的维护和升级都很简便，不需要额外的硬件成本开销。
图2是监控主机运行后和监控服务器注册过程图。
图3是监控终端通过监控服务器定位的过程图。
图4是监控终端分割显示32路画面的过程图。
图2是监控主机运行后和监控服务器注册过程图。
步骤1，监控主机对视频采集设备初始化，确定能提供的视频流格式；步骤2，监控主机向监控服务器注册，进行监控视频格式和质量的数据的握手；步骤3，监控服务器更新目录数据库；
步骤4，监控服务器通知监控主机初始化和注册成功；步骤5，监控服务器通知主机组播或单播某路视频流到指定地址；步骤6，监控主机确定视频流播放成功；步骤7，监控服务器更新目录数据库。图3是监控终端通过监控服务器定位的过程图。
步骤1，监控终端启动后先登陆到监控服务器；步骤2，监控服务器根据终端用户的权限，提供可以访问的监控点目录；步骤3，用户选择监控某路视频；步骤4、5，服务器通过目录数据库查询该路视频是否已经开始组播；步骤6’，如果该路视频没有进行组播，服务器通知相应监控主机发送该路视频；步骤6，向监控终端返回操作结果。
图4是监控终端分割显示32路画面的过程图。
终端为每路大视频数据流分别建立解码器，所有QCIF显示的视频流用一个统一的解码器。
数据到达终端后，程序首先判断该路视频是以QCIF大小分割显示，还是以640×480全画面显示。如果是后者，则把数据传递给解码线程，解码后显示实时视频；如果是前者，判断该帧是是I帧还是P帧，如果是P帧，则直接丢掉；如果是I帧，则传递给统一解码线程，解码后只显示I帧，效果是每秒1帧左右。
显而易见，本发明所述的宽带数字视频监控网络系统，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般的概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
权利要求
1.一种视频监控网络系统，其特征在于，该系统包括一个宽带网络，一个监控服务器，一个或多个监控主机，一个或多个监控终端。
2.如权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，在监控终端上安装有视频显示和MPEG-4解码软件。
3.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，在监控主机上安装有视频采集和MPEG-4编码软件。
4.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，监控主机可以采用广播、组播和单播等方式发送数据流。
5.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，每台监控主机在运行后首先有一个在监控服务器上进行注册的过程，其注册过程包含下列步骤步骤1，监控主机对视频采集设备初始化，确定能提供的视频流格式；步骤2，监控主机向监控服务器注册，进行监控视频格式和质量的数据的握手；步骤3，监控服务器更新目录数据库；步骤4，监控服务器通知监控主机初始化和注册成功；步骤5，监控服务器通知主机组播或单播某路视频流到指定地址；步骤6，监控主机确定视频流播放成功；步骤7，监控服务器更新目录数据库。
6.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，监控终端可以位于宽带网络上的任何位置，接收若干路视频流。
7.权利要求6所述的视频监控网络系统，其特征在于，监控终端和监控服务器连接并通过监控服务器确定监控主机的位置，以直接接收组播或单播的视频数据。
8.权利要求7所述的视频监控网络系统，其特征在于，监控终端通过监控服务器定位的过程包含以下步骤步骤1，监控终端启动后先登陆到监控服务器；步骤2，监控服务器根据终端用户的权限，提供可以访问的监控点目录；步骤3，用户选择监控某路视频；步骤4、5，服务器通过目录数据库查询该路视频是否已经开始组播；步骤6’，如果该路视频没有进行组播，服务器通知相应监控主机发送该路视频；步骤6，向监控终端返回操作结果。
9.权利要求6所述的视频监控网络系统，其特征在于，该些视频流可以是一个或多个不同监控主机上发出的视频流的组合。
10.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，监控服务器可以智能的调控视频流在全网占用的带宽以及尺寸和帧率等属性。
11.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，视频监控矩阵的协议采用类似HTML的开放的描述性协议。
12.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，对监控点的控制和切换用DTD的格式传输。
13.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，终端计算机屏幕提供多路(M)的分割画面(QCIF)显示。
14.权利要求13所述的视频监控网络系统，其特征在于，该些分割画面中的部分画面(N)可以全画面在的屏幕中分割显示。
15.权利要求13或14所述的视频监控网络系统，其特征在于，终端计算机屏幕显示的画面路数N＜M。
16.权利要求13所述的视频监控网络系统，其特征在于，该些分割画面中的一路画面可以放大为全屏幕显示。
17.权利要求1所述的视频监控网络系统，其特征在于，监控服务器可作为在系统中起调控作用的整个系统的目录服务器和监控点黄页存在。
18.权利要求17所述的视频监控网络系统，其特征在于，在监控矩阵网络提供服务给整个宽带网络时，监控服务器还可作为控制网络中传输的视频数据流不超过额定的网络带宽的控制中心。
全文摘要
本发明公开了一种基于宽带网络和纯软件实现的宽带数字视频监控网络系统。本发明提供的宽带数字视频监控网络系统包括一个宽带网络，一个监控服务器，一个或多个监控主机和一个或多个监控终端。该系统利用视频技术将模拟数据数字化，并通过宽带IP网络进行传输，应用各种数据传输技术和视频处理技术，在实现和模拟视频矩阵完全一致的功能的同时，将视频矩阵网络扩展到整个宽带网络，此外该系统还利用开放的视频矩阵监控协议以利于和其它系统兼容。本系统成本低，容易与其它系统兼容，维护和升级都比较简便，监控终端可在网络系统内部灵活分布，并能接收多路视频流，显示多路分割画面。
文档编号H04N7/015GK1469560SQ0212551
公开日2004年1月21日 申请日期2002年7月17日 优先权日2002年7月17日
发明者怀千江, 邓中翰, 薛天雄 申请人:北京中星微电子有限公司