专利名称：一种数字化视频联网监控管理控制方法
技术领域：
本发明属于公里管理技术领域，涉及一种数字化视频联网监控管理平台技术，具体的说是一种基于视频联网和事件监控相结合的公路交通事件视频联网监控方法，涉及交通智能检测和管理、监控等技术。
背景技术：
自1998年楚大高速(楚雄-大理)通车起，截止到2010年底，云南已建高路公路35条，总里程达到2831公里。按照规划，2011年云南省再建成4条高速公路，新增里程414公里。视频监控系统作为高速公路安全管理重要技术手段之一，在云南省高速公路收费、监控两大机电系统中均有视频监控子系统。自1998年起至2010年，视频监控技术所经历的技术变革在云南省不同年份的高速公路视频监控系统建设均有所体现。总结起来，云南省高速公路路段视频监控系统有以下三种模式:
I) MPEG-2压缩编码系统。该类视频监控系统设计、建设年份最远，如楚大高速。该类系统采用MPEG-2编码技术，将视频信号转为MPEG-2编码格式，通过SDH通信系统传输组网。该类系统因为MPEG-2技术的没落同时也因为系统使用寿命已到改造年限而逐渐为H.264新技术所替代。2)模拟视频监控系统。该类视频监控系统利用光端机或粗波分光端机作为传输手段，在中心采用模拟视频矩阵作为核心控制设备构建路段视频监控系统。其建设年份自2000年至2010年在云南省高速公路均有应用。在省级联网时因为光端机传输模式不可行，而必须的视频进行编解码数字化改造。3)非标准H.264压缩视频监控系统。这类视频监控系统在视频压缩编解码协议框架方面采用H.264标准，但对于视频封装传输采用自定义格式，而设备及控制信令更是根据各厂家自行定义。在视频联网监控时各厂家设备不能互联互控。由此可以看出:云南省高速公路目前视频监控系统存在多种技术类型，尚无标准，联网存在极大困难。
发明内容
本发明的目的在于面对高速视频监控系统多种技术并存、联网困难的现状，在建设应急指挥中心平台时，统筹规划，确定好视频监控系统建设目标，稳步推进视频监控系统的联网中心平台建设和下级路段中心的逐步升级改造。本发明公开了一种公路数字化视频联网监控管理控制方法，路段分中心与应急中心间的视频互联，应急中心采用支持SIP协议的系统，采用SIP和非SIP两种方式进行信令和数据传输。其中，应急中心所接收到的各片区路段分中心的视频码流均为通过流媒体服务器转发过来的数字码流。
进一步，包括将摄像机的图像实时在视频监控客户端和解码器后的电视上播放出来的业务流程，包括如下步骤
1)首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面，选定编码器下的摄像机为视频源，客户端和解码器下的电视为显示设备；
2)业务申请提交之后，视频管理服务平台通过SIP协议，向编码器下发指令:按照指定格式编码后将媒体流发送到某组播地址上；向客户端件和解码器发送指令:在某组播地址上接收媒体流，视频监控客户端和解码器向交换机发送IGMP报文，加入组播组，交换机上即刻建立转发表，用于组播报文的转发；
3)摄像机采集图像后，以模拟视频信号方式传送给视频编码器；
4)视频编码器进行A/D转换，使用内部的专用芯片，编码压缩为高分辨率的视频媒体流数据，使用组播报文的形式发送到视频监控专网；
5)接收端的视频解码器使用IGMP申请加入对应的组播组，接收到特定摄像机的组播媒体流数据，经过解码器的解码，然后进行D/A转换，将现场图像实时的还原到监视器上进行显示；或者，通过客户端接收组播媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。其中显示流程为:
解码器接受到流媒体组播报文，使用内部专用解码芯片将压缩过的视频信息解码，并进行D/A (数字到模拟)转换，将高效还原后的模拟图像实时送到监视器上显示出来；
或者，视频监控客户端接收到流媒体组播报文后，调用高效的软件解码软件，利用CPU的多媒体处理功能将压缩后的视频信息解码，将模拟图像通过显卡的数字VGA接口输出到显示器上显示出来。进一步，通过解码器解出60路路段分中心上传的视频接入视频拼接处理器，由彩色图形工作站上的大屏控制系统提供的各种显示策略将拼接画面投射大拼接大屏显示，通过24个解码器输出24路视频给拼接大屏两侧的各12个监视器墙使用，同样由彩色图形工作站控制，实时监视24路视频图像。进一步，所述联网采用的联网系统是基于IP网络在应用层上实现的，包括对基于SIP的监控网络和非SIP监控网络的互联，基于SIP的监控网络可以直接连接到联网系统，基于非SIP监控网络则需通过SIP网关连接到联网系统。进一步，系统视频工作站或办公计算机上的授权用户可以通过内部局域网络调用实时视频或历史视频通过WEB页面软件解码显示查看，信息发布系统可以推送实时视频为因特网用户通过WEB客户端访问。进一步，在实时播放的过程中，支持图像的抓拍、录像，并可以将本地抓拍和手动中心存储到存储设备中。进一步，可进行计划存储，所述计划存储包括如下步骤:
I)、用户通过数据管理服务给每一个摄像机配置存储计划，并指定存储资源，配置中需要指定摄像机对应的IP SAN设备、存储空间以及数据保留期及录像存储时段。2)、视频管理平台给摄像机对应的视频编码器下发存储资源和存储计划信息。3)、视频编码器与指定的存储设备建立iSCSI数据通道，开始按照存储计划进行数据的存储。
进一步，还可进行手动存储和报警存储。采用本发明的方法，能够实现省级监控网互联，提高监控效率。
图1:本发明的高速公路视频应用联网总结构；
图2:本发明的监控平台系统的业务流程逻辑关系图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明:
路段分中心一级采取视频数据进行H.264全数字化，通过计算机软件实现路段分中心与应急中心间的视频互联。在应急中心所接收到各片区路段分中心的视频码流均为通过流媒体服务器转发过来的数字码流，该码流可以方便地传输、IP SAN存储、网络调用、外网发布、集成处理。通过配置硬件解码设备即可满足上电视墙监视器显示的需求。应急中心采用支持SIP协议系统，以兼容不同路段分中心的数据格式和协议，实现全监控范围内的视频路段分中心向应急中心的视频汇集，采用SIP和非SIP两种方式进行信令和数据传输。联网系统的互联是基于IP网络，在应用层上实现的，包括对基于SIP的监控网络和非SIP监控网络的互联。基于SIP的监控网络可以直接连接到联网系统，基于非SIP监控网络则需通过SIP网关连接到联网系统。H.264码流可以通过IP SAN存储设备直接进行数字化存储，并支持检索、查询、调用等功能。平台支持手动存储、事件触发存储、时间触发存储、群组设定存储等满足应急指挥中心平台存储的需求。各路段分中心的H.264视频存储流通过流媒体服务器可以被应急中心调用。通过解码器解出60路分中心上传的视频接入视频拼接处理器，由彩色图形工作站上的大屏控制系统提供的各种显示策略将拼接画面投射大拼接大屏显示。通过24个解码器输出24路视频给拼接大屏两侧的各12个监视器墙使用，同样由彩色图形工作站控制，实时监视24路视频图像。系统视频工作站或办公计算机上的授权用户可以通过内部局域网络调用实时视频或历史视频通过WEB页面软件解码显示查看。信息发布系统可以推送实时视频为因特网用户通过WEB客户端访问。如图1所示。图2为平台业务关系流程图，具体包括:实时视频播放在管理员的控制下，将摄像机的图像实时在视频监控客户端和解码器后的电视上播放出来的业务流程如下:
控制环节:
首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面，选定编码器下的摄像机为视频源，客户端和解码器下的电视为显示设备。业务申请提交之后，视频管理服务平台通过SIP协议，向编码器下发指令:按照指定格式编码后将媒体流发送到某组播地址上；向客户端件和解码器发送指令:在某组播地址上接收媒体流，视频监控客户端和解码器向交换机发送IGMP报文，加入组播组，交换机上即刻建立转发表，用于组播报文的转发。视频采集: 摄像机采集图像后，以模拟视频信号方式传送给视频编码器；
编码器进行A/D (模拟到数字)转换，使用内部的专用芯片，编码压缩为高分辨率(最高支持1080P)的视频媒体流数据，使用组播报文的形式发送到视频监控专网；
传输环节:
接收端的视频解码器只要使用IGMP申请加入对应的组播组，就可以接收到特定摄像机的组播媒体流数据，经过解码器的解码，然后进行D/A转换，就可以将现场图像实时的还原到监视器上。如果不使用视频解码器，也可以通过客户端接收组播媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。视频监控专网的交换机通过专用交换芯片，根据转发表对IP报文进行高性能转发，组播报文被复制到监控客户端和解码器所在的端口，而其它端口上没有这些组播报文。显示环节:
解码器接受到流媒体组播报文，使用内部专用解码芯片将压缩过的视频信息解码，并进行D/A (数字到模拟)转换，将高效还原后的模拟图像实时送到监视器上显示出来。视频监控客户端接收到流媒体组播报文后，调用高效的软件解码软件，利用CPU的多媒体处理功能将压缩后的视频信息解码，将模拟图像通过显卡的数字VGA接口输出到显示器上显示出来。在实时播放的过程中，支持图像的抓拍、录像，并可以将本地抓拍和手动中心存储到存储设备中。以上是用组播流程完成多对一监控；如果使用单播，编码器支持同时发送多路(最多4路)单播媒体流；如果同时观看的用户超过编码器的上限，可以通过流媒服务软件进行转发。云台控制
视频监控客户端选择一个云台摄像机后，可以进行远程控制。首先系统会判断用户对摄像机是否有控制权限，如果没有，视频管理平台软件会拒绝用户的控制请求，并在视频监控客户端上提示出来。在用户操作云台控制后，监控客户端将控制指令通过该云台的云台控制协议的信令格式，以SIP协议的方式发送给视频管理平台，视频管理服务器将控制报文转发给编码器；编码器收到云台控制指令后，通过RS485总线将控制命令发送到云台。全部用户对云台的控制权限分为9个等级，高优先级的用户可以抢占低优先级用户的控制权限；如果一个用户正在进行重要的操纵，可以选择锁定云台，此时高优先级客户也无法抢占，操纵完成后，用户释放云台或者admin管理员强制释放云台，其他用户才可以进行操作和抢占。因为所有云台控制都是通过IP网络，经由视频管理平台进行中转，因此可以实现全网的云台控制权限的统一分配；云台控制只有信令部分，数据量非常小，对视频管理平台的性能没有影响。历史录像存储 计划存储
1、用户通过数据管理服务给每一个摄像机配置存储计划，并指定存储资源。配置中需要指定摄像机对应的IP SAN设备、存储空间以及数据保留期(天数或空间大小)及录像存储时段等；
2、视频管理平台给摄像机对应的视频编码器下发存储资源和存储计划信息； 3、视频编码器与指定的存储设备(IPSAN)建立iSCSI数据通道，开始按照存储计划进行数据的存储；
4、当存储的数据达到预先分配的空间后，覆盖最早写入的数据，循环存储；
5、用户可以对配置的存储计划进行使能/不使能操作。如果执行了不使能操作，则视频管理平台通知视频编码器暂停录像存储，使能后则重新恢复存储。手动存储
1、用户首先通过数据管理服务给摄像机配置存储资源；
2、在用户界面上，用户首先调阅指定摄像机的实况。建立实况后，用户可以启动和关闭手动存储。手动存储的录像数据共用计划存储的存储空间。报警存储
1、用户首先通过数据管理服务给摄像机配置存储资源；
2、用户配置告警联动，指定联动动作为录像存储。告警出发后，则启动执行报警联动录像存储，每次报警联动录像的时间(时间可以配置)。存储的录像数据共用计划存储的存储空间。客户端本地录像
1、客户端首先请求建立一路摄像头的实况到客户端；
2、实况建立后，客户端可以启动/停止该摄像头的客户端本地录像存储，用户在客户端上可以指定录像的存储路径；
3、客户端本地的录像以文件方式存放，直接将TS流写入文件。录像回放
1、中心存储的录像回放采用标准的RTSP协议完成。媒体流为标准的TS流；
2、Web客户端根据指定的时间段信息，先向视频管理平台发起查询对应时间段的录像rtsp url信息。视频管理平台转发该请求给数据管理服务，DM返回正确的rtsp url信息给视频管理平台，视频管理平台收到给返回给客户端；
3、客户端根据得到的rtspurl直接先视频解码器发起录像回放请求；
4、数据管理服务将IPSAN存储的数据块转换为TS流通过RTSP协议发送给客户端。回放过程中，客户端可以通过标准的rtsp信令进行录像的回放控制。录像下载
当前系统中，中心录像下载采用回放流程实现。用户在客户端上指定录像文件的保存路径，启动下载流程，客户端通过RTSP回放流程获取中心录像数据，获取到的TS流数据直接写入文件中。语音对讲和广播
1、语音对讲流程和实时视频播放流程相同，语音对讲不经过流媒管理服务转发；
2、语音广播，实际上是有客户端同时发起多个语音对讲的会话。
权利要求
1.一种公路数字化视频联网监控管理控制方法，路段分中心与应急中心间的视频互联，应急中心采用支持SIP协议的系统，采用SIP和非SIP两种方式进行信令和数据传输。
2.根据权利要求1所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:应急中心所接收到的各片区路段分中心的视频码流均为通过流媒体服务器转发过来的数字码流。
3.根据权利要求2所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:包括将摄像机的图像实时在视频监控客户端和解码器后的电视上播放出来的业务流程，包括如下步骤 1)首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面，选定编码器下的摄像机为视频源，客户端和解码器下的电视为显示设备； 2)业务申请提交之后，视频管理服务平台通过SIP协议，向编码器下发指令:按照指定格式编码后将媒体流发送到某组播地址上；向客户端件和解码器发送指令:在某组播地址上接收媒体流，视频监控客户端和解码器向交换机发送IGMP报文，加入组播组，交换机上即刻建立转发表，用于组播报文的转发； 3)摄像机采集图像后，以模拟视频信号方式传送给视频编码器； 4)视频编码器进行A/D转换，使用内部的专用芯片，编码压缩为高分辨率的视频媒体流数据，使用组播报文的形式发送到视频监控专网； 5)接收端的视频解码器使用IGMP申请加入对应的组播组，接收到特定摄像机的组播媒体流数据，经过解码器的解码，然后进行D/A转换，将现场图像实时的还原到监视器上进行显示；或者，通过客户端接收组播媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。
4.根据权利要求3所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:显示流程为: 解码器接受到流媒体组播报文，使用内部专用解码芯片将压缩过的视频信息解码，并进行D/A (数字到模拟)转换，将高效还原后的模拟图像实时送到监视器上显示出来； 或者，视频监控客户端接收到流媒体组播报文后，调用高效的软件解码软件，利用CPU的多媒体处理功能将压缩后的视频信息解码，将模拟图像通过显卡的数字VGA接口输出到显示器上显示出来。
5.根据权利要求4所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:通过解码器解出60路路段分中心上传的视频接入视频拼接处理器，由彩色图形工作站上的大屏控制系统提供的各种显示策略将拼接画面投射大拼接大屏显示，通过24个解码器输出24路视频给拼接大屏两侧的各12个监视器墙使用，同样由彩色图形工作站控制，实时监视24路视频图像。
6.根据权利要求1-5任一项所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:所述联网采用的联网系统是基于IP网络在应用层上实现的，包括对基于SIP的监控网络和非SIP监控网络的互联，基于SIP的监控网络可以直接连接到联网系统，基于非SIP监控网络则需通过SIP网关连接到联网系统。
7.根据权利要求1-6任一项所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:系统视频工作站或办公计算机上的授权用户可以通过内部局域网络调用实时视频或历史视频通过WEB页面软件解码显示查看，信息发布系统可以推送实时视频为因特网用户通过WEB客户端访问。
8.根据权利要求1-7任一项所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:在实时播放的过程中，支持图像的抓拍、录像，并可以将本地抓拍和手动中心存储到存储设备中。
9.根据权利要求1-8任一项所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:可进行计划存储，所述计划存储包括如下步骤: I )、用户通过数据管理服务给每一个摄像机配置存储计划，并指定存储资源，配置中需要指定摄像机对应的IP SAN设备、存储空间以及数据保留期及录像存储时段； 2)、视频管理平台给摄像机对应的视频编码器下发存储资源和存储计划信息； 3)、视频编码器与指定的存储设备建立iSCSI数据通道，开始按照存储计划进行数据的存储。
10.根据权利要求1-8任一项所述的公路数字化视频联网监控管理控制方法，其特征在于:还可进行手动存储和·报警存储。
全文摘要
本发明公开了一种公路数字化视频联网监控管理控制方法，路段分中心与应急中心间的视频互联，应急中心采用支持SIP协议的系统，采用SIP和非SIP两种方式进行信令和数据传输。采用本发明的方法，能够实现省级监控网互联，提高监控效率。
文档编号H04L29/06GK103179387SQ20131011421
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者邵宗凯, 吴建德, 王晓东 申请人:昆明联诚科技有限公司