视频存储控制和优化的方法及其装置、视频监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种视频存储控制和优化的方法及其装置、视频监控系统，尤其涉及视频监控系统中的视频优化存储的方法和装置。
【背景技术】
[0002]视频监控系统在社会安防方面得到了广泛的应用。在各个城市，每年均有数十万摄像头被部署。一般视频监控的主管部门均需要将视频监控系统所取得的视频内容存储一定的时间(如三个月到两年)，这些视频内容的存储会给视频监控系统的运营者带来很大的负担。针对目前视频内容的数据量巨大的情况，一部分视频监控系统采用集中化存储，这会需要很大的网络和中心存储的投资；一部分系统采用完全分布化存储，利用前端的DVR等设备，将相关的摄像头的内容进行本地存储，这会带来很大的业务开销，同时网络投资也会非常大。与此同时，虽然视频监控系统的迅速发展，摄像头的数目激增，而且摄像头的质量(像素数等)也逐步提升，这些都会带来视频存储内容的暴增。因此，迫切需要有新的方法和设备来提高视频存储的运营效率，降低运营成本，同时平衡存储、网络、运营等多方面的要求。
[0003]另一方面，在如今的视频监控系统中，实时或离线的智能分析功能已经开始被使用起来，在提升监控效率，有效监控关键人物或事件，以及在高速视频检索方面都得到了一些应用。这些分析的结果可以与视频存储的控制有效地结合起来，达到最优的配置和调度。
[0004]但是在视频库的实践中，仍然存在一些效率和成本的问题。视频库中往往存储监控系统中留存的压缩过的视频内容。这些视频存储内容往往要求留存3个月到两年时间，需要大量的存储资源来维护。例如，一个中等城市全年的视频存储量需要3500万小时，如果按照2Mbps的码率来计算的话，也有近70TB的存储需求。随着摄像头数目的增加和摄像头的升级换代，这个存储需求仍然非常大。同时，压缩域视频往往是按照时间序列连续存储，由于压缩的原因，从中提取一些片段或者找寻一些片段都要耗费很多资源，且需要等待比较久的时间。同时，这些视频的转移和调度都需要很多计算和网络资源。
[0005]之前的一些工作已经涉及到这方面的内容。
[0006]美国专利US 2013/0050522 Al中提出了检测关键事件(如人的身体、行为等)并存储中间结果，该专利中还提到如何有效提供这些关键事件。但是，在这项专利中，如何基于事件监测进行视频存储的调度并没有提及。
[0007]美国专利US 2012/0208064 Al中提到了基于视频内容的重要程度(成为内容重要度评分)来进行视频存储内容的处理(如保留、消除、降低质量)，同时支持视频内容的处理复用。视频内容的重要程度基于视频监控系统的报警。但是在这篇专利中，视频内容的重要度无法进行细粒度的区分，也无法进行分层次的处理。
[0008]美国专利US 8479242 BI中提到将用户上传的视频内容进行处理，用户的需求可以作为视频转码和切分的参考。但是每个视频切片的大小均为固定的，而且只有转码作为降低视频容量的唯一方法。
[0009]以上这些方法，从各个层面开始解决视频库中的内容的优化存储和调度的问题，但是没有有效解决现有监控系统中面临的存储瓶颈。
[0010]专利文献
[0011]专利文献I美国专利US 2012/0208064 Al
[0012]专利文献2美国专利US 8479242 BI
【发明内容】
[0013]为解决上述技术课题，在本发明中，提出了一种基于智能视频分析的分层视频存储控制和优化的方法。在这种方法中，不同层次的设备被赋予不同量级的视频分析能力并配以不同的视频存储处理的策略。在实际运营的过程中，分层的方式可以在保证处理性能的基础上，有效降低视频分析所耗费的资源。同时，根据策略，不同性质的视频在切分和处理后被存储在不同级别的视频库中，有效地平衡了视频存储、网络和计算等资源的消耗。最后，各种不同的视频处理方法被应用在本发明中，进一步有效降低视频库的冗余度，提高效率。
[0014]本发明的视频存储控制和优化的装置，具有:组合策略执行控制单元，从前端服务器或分析服务器接收对应视频通道的存储组合策略；视频流接收单元，从前端服务器或分析服务器接收视频流；视频处理单元，根据上述存储组合策略对接收到的视频流进行处理；以及视频复用单元，将经过上述视频处理单元处理后的视频流进行整理组合，生成用于最终存储的整体视频片段，并按照上述存储组合策略将该生成的整体视频片段发送给不同级别的视频库以便进行存储。
[0015]本发明还提供一种视频监控系统，其特征在于，具有:多个摄像头，用来获取视频流；监控中心，至少包括视频分析服务器、应用服务器和检索服务器中的某一个，经由网络与多个摄像头相连；权利要求1所述的视频存储控制和优化的装置，经由网络与监控中心相连；以及视频库，根据上述视频存储控制和优化的装置的优化结果，对生成的整体视频片段进行存储。
[0016]优选的是，本发明的视频监控系统还包括多个前端服务器，对从多个摄像头获取的视频流进行预处理以及汇集和管理。
[0017]优选的是，所述视频库采用分级部署或集中部署。
[0018]本发明还提供一种视频存储控制和优化的方法，其特征在于，包括以下步骤:组合策略接收步骤，从前端服务器或分析服务器接收对应视频通道的存储组合策略；视频流接收步骤，从前端服务器或分析服务器接收视频流；视频处理步骤，根据上述存储组合策略对接收到的视频流进行处理和整理组合，生成用于最终存储的整体视频片段；以及视频存储步骤，按照上述存储组合策略，将经过处理和整理组合后的上述整体视频片段分别存储于不同级别的视频库。
【附图说明】
[0019]图1现有视频监控系统(类型I);
[0020]图2现有视频监控系统(类型2)；
[0021]图3本发明中的视频监控系统架构(类型I)；
[0022]图4本发明中的视频监控系统架构(类型2)；
[0023]图5本发明中前端服务器的内部主要结构；
[0024]图6本发明中分析服务器的内部主要结构；
[0025]图7本发明中应用服务器的内部主要结构；
[0026]图8本发明中视频组合器的内部主要结构；
[0027]图9本发明中前端服务器的内部主要流程；
[0028]图10本发明中视频分析服务器的内部主要流程；
[0029]图11发明中视频组合器的内部主要流程；
[0030]图12本发明的主要系统流程；
[0031]图13本发明所述内容的典型应用场景。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。
[0033]图1描述了现有视频监控系统的一种类型。在当前的一种智能监控系统的系统架构中，在系统前端至少会包括多个监控摄像头I和多个前端服务器2。其中每个前端服务器2会同时支持多个监控摄像头I。根据所支持的智能视频分析的功能的不同，每个前端服务器2所支持的监控摄像头I的数目有所不同。前端服务器2通过专用网络或者互联网3与监控中心4进行交互。在监控中心4管理着整个系统，在其后端会有存储中心5，这里存储着所有的监控视频。监控终端7可以在监控中心4处进行监控工作或者通过网络3远程登录到监控中心4进行监控工作。
[0034]图2描述了现有视频监控系统的另一种类型。在当前的另一种智能监控系统的系统架构中，在系统前端至少会包括多个监控摄像头1，将多路视频通过专用网络或者互联网3传送到监控中心4。在监控中心4会选择是否进行智能视频分析。在其后端同样会有存储中心5，这里存储着所有的监控视频。监控终端7可以在监控中心4处进行监控工作或者通过网络3远程登录到监控中心4进行监控工作。与图1所示的系统架构不同的是，这种架构并不包括前端服务器2。这种方式虽然可以节省很多前端服务器，但是监控中心4如果要进行智能视频分析和搜索的话，所需要耗费的资源和搜索延迟会比图1所示的系统架构更大。
[0035]图3描述了针对图1的视频监控系统，应用本发明所述的方法和设备的网络架构。在图3中，存储节点5分级部署。前端服务器9集群和视频分析服务器10集群下面分别部署有不同级别的存储节点5。原有的监控中心4至少但不限于包括视频分析服务器10，应用服务器11和检索服务器13。存储节点5的存储规则和相关处理由视频组合器12来完成。
[0036]图4描述了针对图2的视频监控系统，应用本发明所述的方法和设备的网络架构。在图4中，存储节点5集中部署。没有前端的分析或者存储设备。视频分析服务器10集群下面部署有存储节点5。原有的监控中心4至少但不限于包括视频分析服务器10，应用服务器11和检索服务器13。存储节点5的存储规则和相关处理由视频组合器12来完成。
[0037]图5为本发明中所述的前端服务器9的内部主要模块。该服务器内部至少需要包括摄像头等前端设备接口模块501，主要用于前端视频流的接入。视频预分析模块502，负责根据存储和调度要求，进行简单的视频预分析处理。内容投递模块503，负责根据存储处理策略将合适的视频片段分发给对应的视频组合器12。与分析服务器集群的接口模块504，至少负责从分析服务器集群10接收本地存储的处理策略和相应视频内容的转发策略，以及将相关的视频片段转发给分析服务器集群10。
[0038]图6是本发明中分析服务器10内部主要模块结构。该服务器至少包括前端服务器接口模块601，负责将存储处理策略转发给对应前端服务器9，以及从前端服务器9接收转发的视频片段。视频分析模块602负责进行所预先配置的视频分析功能