网络视频录影的快速历史回放及事件锁定的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种网络视频录影的播放技术，尤指一种能大幅缩减录影的历史回放时间，且使监视人员能在海量的回放影像数据中，快速地监看到少量真正需关注的影像，进而大幅减少监视人员所耗费的时间、精神及视力，并令监视人员有充分时间，仔细监看事件发生始末，并据此快速且正确地判断出事件原因的播放方法。
【背景技术】
[0002]一般言，影像监视系统均被设置在需要录影存证的特定地点，以拍摄及录制该特定地点的影像，供监视人员监看在该特定地点发生的异常事件，并据此启动必要应变措施，因此，在设定及架设影像监视系统时，安装人员必须将摄影机架设在特定地点的正确位置，以确保摄影机所获取的影像区域能涵盖欲监看的全部范围，进而确保摄影机所获取的影像能供监视人员或影像辨识系统据此判断异常事件发生的全貌，此外，摄影机的正确架设位置亦包括能方便调整摄影机角度及对摄影机进行维护保养的位置。二十年前，传统影像监控系统均建构在模拟影像监视平台上，模拟影像监视平台利用5C2V同轴线，将摄影机所获取的美国国家电视标准委员会(Nat1nal Televis1n System Committee,简称NTSC)影像信号，传输至矩阵式监视主机，再经选择切换后，输出至监视墙进行实时监看，或存储至录影设备，模拟影像监视平台不仅体积庞大，价格昂贵，还需额外布线，且无法提供多人同时且任意调阅实时影像，导致模拟影像监视平台已逐渐被市场淘汰。
[0003]近年来，由于数字影像监视设备及网络软件的不断推陈出新，且价格日趋便宜，各界(包括机关、公司、社区及个人)基于对环境、公共及个人安全的日渐重视，数字影像监视系统的应用及需求乃不断扩大及增加，且已取代前述传统模拟影像监视平台，确定成为影像监视市场的主流。数字影像监视平台主要采用网络摄影机(IP CAM)获取数字影像，或将传统摄影机所获取的模拟影像压缩数字化后，再通过IP网络平台，传输数字影音信号，令监视人员能在IP网域内的任一点，监看及录存摄影机所获取的影像。此外，为节省数字影像监视平台的视频带宽，数字影像监视系统还必须能对摄影机所获取及传送的影音数据流，进行适当的压缩处理；目前，市场上较常使用的数字影音压缩规格虽概为H.264、MPEG-4、M-JPEG等，但由于影像像素较高的摄影机能拍摄出较清晰的影像，以有效提升监视人员或影像辨识系统对人物的辨识率，且有助于进行犯罪侦防时对人脸或车牌的辨识准确性，因此，在数字影像监视平台中使用影像像素较高的摄影机，几乎已被认为是势不可挡的市场主流。然而，高像素摄影机亦意味着，数量庞大的影音数据流未来必然充斥在IP网域内，不仅占据了大部分的网络带宽，亦会占用录影设备中大量的存储空间，且导致影像辨识系统的运算变得难度更高、更为复杂及更耗费时间。此外，由于摄影机获取的影像品质极易受到拍摄角度及环境光亮度变化的影响，一旦摄影机所获取的影像解析度不佳时，将因无法使用影像辨识系统，对影像进行自动辨识分析与后端数据库比对，而无法在连续影像中实时且精准地找出目标，而必须在事件发生后，以人工方式，对影像逐一进行监看、比对及判断，不仅耗工，亦极为费时。有鉴于此，使用更高解析度的摄影机，以适应不同拍摄角度及环境光变化，遂成为许多业者对高阶数字影像监视平台的共同要求，然而，诚如前述，更高解析度摄影机所产生的更大量的影像数据流，又占据了更多的网络带宽及存储空间，且势必导致影像传输及自动辨识变得更为效率不彰，而需借额外增设更高速且昂贵的网络设备及中央处理器才能弥补，如此，恶性循环，最终导致高阶数字影像监视平台的价格始终居高不下，而无法被普遍使用于各界。
[0004]目前，市场上较常使用的影像压缩及解压缩技术有H.264、MPEG-4、M-JPEG等不同规格，不同规格对应于不同的影像解析度、每秒显示帧数、传输速率及存储容量等特性，针对于租用一般电信公司专线带宽传输数字监视影像的用户而言，均基于下列原则，选用其数字影像监视平台所使用的压缩及解压缩技术:
[0005]1、因H.264具有最佳的压缩率，且带宽及存储容量的要求皆较小，故适合于自建的有线网络，然而，当影像传输于不稳定的带宽网络时，极易造成画面模糊。
[0006]2,M-JPEG所需带宽虽较大，但带宽不稳定时，却不易影响其录影品质，故适合于自建的无线网络。
[0007]目前，录影技术皆以数字化为主，影像录存架构对于系统的后续维护及传输带宽亦有相当影响，依现有技术，影像存储及调阅架构主要可分为下列两种类型:
[0008]1、前端分散式存储架构:又称“数字视频录影”(Digital Video Recorder,简称DVR)分散式管理架构1，参阅图1所示，其摄影机10及数字录影机11等设备均布设于前端的监视现场，摄影机10所获取的影像利用数字录影机11直接压缩后，立即存储，一般以4?16支摄影机10共用一台数字录影机11为最普遍的作法，因此，较适合布设于监视地点分散，监视现场面积较大，且历史影像以较常在现场直接复制取用为主，通过网络调阅为辅。此种前端分散式存储架构，因现场设备体积大、空间取得不易、施工难度较高、设备影响观瞻、不适合高湿高热的户外环境、不易维护管理、影像调阅不便及后端监视平台12加值功能受限等缺点，一般仅适用于特定室内区域，如:大楼中庭或停车场内，应用于监看大楼中庭或停车场的环境。
[0009]2、后端集中式存储架构:又称“网络视频录影”(Network Video Recorder,简称NVR)分散式管理架构2，参阅图2所示，网络摄影机20于现场端所获取的影像，立即直接或通过数字视频服务器(Digital Video Server，简称DVS) 21，被压缩且传送至远端机房22存储，各工作站23能直接或通过网络随意调阅影像。由于现场端仅架设有网络摄影机20，现场设备体积小，安装简易，且较不影响观瞻，录影主机221则共同集中安装于远端机房22内，各工作站23能直接或通过网络，连线至远端机房22，进行影像获取及调阅，因此，不仅能同时供多人至远端机房22中调阅影像，录影主机221亦易于管理、维护，且安全性高，此夕卜，若录影主机221采用高性能服务器，不仅能提供智能影像辨识及比对、加值应用，亦易于扩充录影功能及容量，且能针对特定现场的需求，延长特定网络摄影机20的录影时间、调整影像传输带宽及每秒显示张数，较适合应用于邻里、交通、路口、港湾等大范围的监视环境。
[0010]本发明主要针对前述NVR分散式管理架构，进行改良，现以各大机构所普遍使用的数字录影监视系统的影像平台为例，说明目前NVR分散式管理架构的运作形态，参阅图3所示，各数字录影监视系统3会在各大机构内外的治安重要地点分别建置多支网络摄影机30，录影广播服务器321等设备则分别安装于警卫室或中控室32，其中，网络摄影机30所获取的影像皆以数字化方式，被压缩为H.264(720X480，15FPS)或H.264 (1280 X 960，7FPS)等格式，再经由租用的虚拟私人网络(Virtual Private Network,简称VPN)影像传输网络33，立即传送且存储至各警卫室或中控室32机房内的录影广播服务器321，各警卫能通过系统中预设的使用权限，或其他人也能凭证通过所属单位的工作站34，登入该录影广播服务器321后，即能直接于网络上调阅影像及操作各项功能，某些系统除包括图控、机构位置信息、设备监视与维护管理等系统功能外，还具有智能影像辨识功能，其中，图控系统功能提供整体资源服务，主要具有平台权限控管、资源分配、事件管理及电子地图等功能，采用分散式多层架构，使用者可通过图控界面进行实时影像监看及录制影像的历史回放。
[0011]由以上所述可知，各数字录影监视系统均是利用录影广播服务器的演算软件，对网络摄影机所获取的影像进行判断，以自动检测监视区域内发生的事件状态，再将所辨识的事件传送至中控室的中央电脑系统，且发出警告，以便中央电脑系统进行