用于视频摄像机的接口设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于视频监控站的接口设备（3），所述视频监控站属于包括视频摄像机（1）和用于视频摄像机（1）的定位单元（2）的类型。设备（3）包括用于连接到远程终端（4）的第一端口（403）、用于连接到视频摄像机（1）的第二端口（503）、用于连接到用于视频摄像机（1）的定位单元（2）的第三端口（603）、以及操作地连接到所述三个端口的微处理器电路（703）以用于将通过第一端口（403）接收到的命令传递到第二端口（503）和/或第三端口（603）。微处理器电路（703）通过在物理或逻辑级别处分离的两个网络（103、203）与视频摄像机（1）以及与远程终端（4）进行通信，以使得仅微处理器电路（703）能够将从远程终端（4）接收到的数据发送到视频摄像机（1）或者到定位单元（2），并且反之亦然，而远程终端（4）不能够与视频摄像机（1）或者与定位单元（2）进行通信。
【专利说明】用于视频摄像机的接口设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于视频监控站的接口设备，所述视频监控站属于包括视频摄像机和用于该站的本地控制系统的类型。本地控制系统包括控制单元，其控制多个设备和致动器，诸如云台单元(pan and tilt unit)、外壳及相关的装备配件。
【背景技术】
[0002]作为用于针对CCTV应用的视频摄像机的定位系统的云台单元是由多年来良好建立的接口来远程控制的设备:用于将视频从视频摄像机(安装在云台单元上)传输到远程视频监控中心的同轴线缆，以及用于交换用于移动云台单元的遥测命令的串行线。串行线可能使用铜双绞线缆作为传送器件或者其可以借助于合适的调制技术在相同的同轴线缆上被传送。
[0003]忽略诸如例如旋转速度和擦拭器(wiper)的存在或不存在的机械特征，云台单元的主要功能特性是其灵活性:云台单元允许视频摄像机由安装者优选而安装，以及选择连接到视频摄像机本身的聚焦(focus)是可能的。进一步可能的是依赖于需要而利用诸如例如白光灯或红外照明器之类的可选装备配件来定制云台单元。最终，可能的是基于应用类型来开发云台单元的不同设计:用于城市中应用的云台单元、用于沿着必须承受腐蚀剂的海岸而安装的云台单元、用于在危险环境中安装的防爆云台单元等等。
[0004]近些年来，已经出现了基于IP技术的CCTV的新产品。这些数字产品为用户提供不能在常规模拟系统(即提供要被传送的模拟视频的系统)中实现的新功能。
[0005]令人遗憾的是，从这些模拟系统到数字系统的转移也提供了与常规系统的典型架构的一些不兼容的出现。
[0006]特别地，云台单元已经是最能经受此类改变的产品。事实上，在数字世界中，作为它的代替，半球型摄像机已经变得很常用，所述半球型摄像机是在其中嵌入视频摄像机、聚焦和移动系统这二者的内置型视频摄像机。
[0007]必须在用于管理和显示视频流的系统中找到这种替换的原因。在模拟系统中，监视器被用于显示，并且视频矩阵被用于改变视频流的比例并用于在监视器上显示作为棋盘布置的它们。视频矩阵的输出还可以被重定向到视频记录器，并且视频摄像机的控制和移动被托付给用于(专用于)CCTV的键盘。相反地，数字系统由合适地开发的软件(所谓的视频管理系统(VMS))所控制。此类软件从视频摄像机接收视频流，并且执行针对处理并显示视频必需的处理。以相同方式，移动的控制不再要求强制使用专用的键盘，而是可以使用计算机键盘。
[0008]此类VMS程序的设计通常基于以下理论:不管视频摄像机是静止的还是其能够移动的事实，例如摇摄(pan)、倾斜、变焦的所有功能必须由相同对象来执行。因此，VMS必须仅与由网络上的单个IP地址所标识的一个对象进行通信。VMS软件能够操作由多于一个物理对象构成的宏对象并且因此操作多于一个IP地址的情况是罕见的。
[0009]这种限制还在已经被提议用于摄像机和半球型摄像机的控制的协议中找到，除其他外尤其诸如例如PSIA和ONVIF，这是因为它们同样开始于相同理论而被开发。
[0010]特别地，作为能够通过IP网络对接的完全数字设备的半球型摄像机是内置且完整的产品。它们是属于已经针对其设计了许多VMS的类型的产品。然而，尽管半球型摄像机非常简单且因此立即使用，但是它们是具有良好精确构造细节的系统并且因此它们在安装中不具有作为承载常规外壳或者云台单元的系统的主要特性的此类灵活性。现在，必须添加简单的评论:保护帽不是平的，因此半球型摄像机不能具有擦拭器，并且因此它们不能自动清洁。
[0011]为了将常规模拟系统(即传送模拟视频的系统)的优势与数字半球型摄像机的连接和控制的容易性相组合，已经出现了具有遥测控制的所谓的编码器，其是设法将模拟系统集成在数字机器中的第一设备。
[0012]为此，编码器被装配有串行端口和视频输入以用于与常规云台单元以及与网络连接器进行对接，以将数字信号发送到远程VMS。编码器接收对网络连接器的数字命令并且其采用串行方式将相关控制传送到云台单元。从连接到云台单元的视频摄像机接收到的模拟视频被编码并且通过网络数字接口而传送到远程VMS。
[0013]编码器通常已经被发证书以用于在室内环境中安装，因此系统不管怎样都必须提供模拟布线，这因此限制机器(plant)的未来扩展。如果它们被发证书以用于在室外环境中使用，则必要的是安装接近云台单元放置的接线盒；这种安装并不能总是容易实现。此夕卜，这些设备不允许视频摄像机作为半球型摄像机即借助于通过IP网络发送的命令而被控制，这是因为与摄像机本身的连接是属于借助于仅用于接收一旦编码则在IP网络上定向的视频流的同轴线缆的模拟类型。在实践中，编码器设备使用网络用于将命令仅发送到云台单元并且用于接收视频数据流，但是它们不能够如在半球型摄像机的情况中所发生的那样向视频摄像机发送用于控制经压缩的视频的质量的命令。
[0014]出于此原因，模拟云台单元/数字摄像机的混合系统已经出现，其中视频摄像机操作云台单元的控制。在实践中，可能的是通过IP网络向视频摄像机发送命令，视频摄像机继而将把它们发送到云台系统。此类解决方案的缺陷主要在于以下事实:云台单元的控制与对于视频摄像机和云台单元常见的协议的支持相关。一旦此类常见协议被限定，则存在对能够发送的命令的限制，这是因为并不是所有的云台单元的命令将不管怎样都由视频摄像机支持，从而导致云台单元仅操作其功能性的子集。例如，移动云台单元是可能的，但是控制擦拭器或者外壳的或云台单元的任何其他装备配件是不可能的，这是因为管理此类设备的协议不能是与管理视频摄像机的相同。这导致维持云台单元与摄像机相分离或者不管怎样单独可控以获得最大的使用灵活性是必需的。
[0015]在W02007/030689中，已知视频监控装置和方法，其使用具有网状节点的网络。诸如模拟和数字视频摄像机之类的通常类型的设备连接到充当网络接口的网络节点。用户可以从控制终端监视并控制视频摄像机或者连接到网络节点的其他设备。网络设备(例如视频摄像机)与控制终端之间的通信是直接的，该终端将数据发送到被分配给要受控制的设备的IP地址(例如172.016.000.013)，网络节点可能地在使它们通过之前执行IP地址的转换。
【发明内容】
[0016]本发明的目的是提供一种用于视频摄像机的接口设备，其能够同时组合数字半球型摄像机和模拟云台系统的优点，而保证使用和安装的最高灵活性。此类灵活性例如由以下事实表示:安装者或最终用户必须自由选择最佳地满足他/她的需要的要被安装的IP视频摄像机，诸如用于在用于安装在黑暗环境中的低亮度的情况下的高对比帧或性能的宽动态范围或者使用热视频摄像机用于专用的应用。
[0017]本发明通过包括所附权利要求的特性的接口设备来实现该目的。
[0018]特别地，一般想法是用于视频监控站的接口设备，所述视频监控站属于包括视频摄像机和用于视频摄像机的定位单元的类型。定位单元包括用于该站的本地控制系统，本地控制系统包括控制诸如例如云台单元、外壳的加热元件、外壳的通风和制冷风扇、擦拭器等等的多个设备和致动器的控制单元。
[0019]接口设备包括用于连接到网络的第一端口、用于连接到视频摄像机的第二端口、通常网络一个、用于连接到本地控制系统的第三端口。此外，接口设备包括微处理器电路，其被配置用于向第一和/或第三端口传递并可能地转换通过第一端口从网络接收到的命令，这依赖于视频摄像机的和连接或要连接到所述端口的本地控制系统的类型。
[0020]具体来说，当设备的第一端口被连接到第一 LAN网络(例如与远程控制PC对接)并且第二端口被连接到第二 LAN网络(例如与IP视频摄像机对接)，第一 LAN网络和第二 LAN网络彼此物理分离时，两个网络之间的数据交换通过电路而发生。这允许连接到网络的视频控制终端如在仅存在视频摄像机之下、如在混合系统的情形中那样操作，而维持云台单元与视频摄像机完全分离，这是因为接口设备可能地通过操作转换或者甚至通过将相同命令分成要被发送到云台单元和到视频摄像机的一系列子命令来提供以易懂的方式在两个对象之间分类命令，以用于以更高效的方式进行特定控制。这明显依赖于云台单元的和所安装的视频摄像机的类型。例如考虑机动化的聚焦。在该情形中，必要的是将用于移动变焦的命令发送到云台单元，而如果变焦被集成在视频摄像机中，则命令应当被发送到摄像机本身。
[0021 ] 设备的第三端口有利地是用于连接到本地控制系统的串行端口。
[0022]关于从视频摄像机接收视频/音频流，根据本发明的接口设备有利地被配置用于向第一端口传递、并且可能地转换和/或处理来自视频摄像机和/或来自本地控制系统的数据，特别地其被配置用于接收来自视频摄像机连接到或可连接到的第二端口的数据流并且将输出数据流发送到PC或者视频控制终端连接到或可连接到的第一端口。
[0023]具体来说，设备能够被配置用于执行作为客户端而从视频摄像机下载数据和作为服务器将数据实时地发送到PC或视频控制终端这两种功能，这是因为它们从视频摄像机接收至PC或视频控制系统的输出数据流(包括在单个流中传递的音频、视频和/或元数据)以用于允许将所有信息存储在单个文件中。
[0024]在优选实施例中，此类数据流包括从视频摄像机接收到的音频和视频以及云台单元的定位坐标(如果被管理的话，摇摄、倾斜和可能地变焦)。从若干设备和输入(在以上示例中，视频摄像机和云台单元)接收到的数据因此由接口设备在该接口设备与视频控制远程终端的通信期间插入在相同的会话中。
[0025]在优选实施例中，接口设备通过使用RTSP (实时流协议)协议与视频控制远程终端进行通信，然而可以使用其他通信协议。例如，视频控制终端可以被记录在接口设备处并且数据能够通过根据HTTP协议的ad hoc (点对点)连接而被发送到其。记录能够以不同方式进行，优选地其根据WS-基础通知标准(由OASIS在2006年十月建议的标准)或者根据由0NVIF的实时拉点通知接口标准而进行。
[0026]这允许解决与从视频摄像机传递到PC的简单视频有关的附加缺陷。现代视频摄像机提供视频内容分析(VCA)的几乎所有功能以用于生成分析视频的警报或者不管怎样用于将元数据发送到PC，诸如例如每一个帧的时间戳或者关于所发送的帧的真实性的信息。然而，这发生在不同的数据流中，而同时越来越经常需要此类音频、视频和元数据流必须在相同会话中由相同设备同时发送。这是因为音频、视频和元数据的记录经常在试验中被用作证据，并且主要要求在于包括由视频监控系统所记录的文件的证据不必经受任何操纵，否则记录将被宣告为无效。存在考虑记录的许多判断，其中音频和视频在一个文件内并且元数据在另一个中，并且其中它们从记录系统的提取要求混合程序与证据一样非有效。在其中并入视频摄像机的云台单元能够向从视频摄像机发送的信息添加元数据的附加踪迹。然而，此类添加可能是复杂的，只是因为使单个传送会话具有来自视频摄像机的所有的流加上由云台单元所生成的流。针对此类问题的解决方案在本发明中通过提供一种优选地根据RTSP协议的代理而给出，该代理不对来自视频摄像机的流做出确切复制，但是当其创建用于客户端的流会话时，其打开与视频摄像机的那些一样多的子会话(通常视频一个、音频一个以及VCA元数据一个)加上坐标元数据(摇摄、倾斜、变焦)之一。因而，存储其已经接收到的流的所有子会话的任何程序观察在相同文件中存储所有数据的要求。此外，此类数据可以由于以下事实而包括非常不同类型的信息:云台单元/外壳与视频摄像机独立地进行管理。例如考虑存储坐标的机会。将可能的是在每一时刻知晓云台单元在对关于要被使用的公平证据(例如在试验中)的清楚结果进行记录的期间所指的方向。
[0027]根据特别有利的实施例，接口设备包括或者其关联于装配有至少三个端口的网络开关，所述三个端口中的第一个和第二个分别与设备的第一和第二端口一致，所述开关的第三端口通过微处理器电路连接到设备的第三端口，所述开关被编程成操作开关的第一和第三端口之间的第一 VLAN网络以及第二和第三端口之间的第二 VLAN网络中的网络的划分。开关的端口例如可以被配置有根据IEEE 802.1 q标准的两种标记类型的VLAN。
[0028]通过使用在联网扇区中通常使用的、但是合适地被编程用于做出分成如以上所述的子网络的开关，可能的是减少针对做出根据本发明的设备而必需的硬件和软件，而不出于该原因而省去考虑实现旨在用于该目的的在单个电子电路中分类和切换分组的完整功能的可能性。
[0029]优选地，开关被配置用于从网络接收数据分组，特别地从VMS接收，并且用于依赖于它们的目的地而表示(或者标记它们，如行话中所说的那样)。VMS不将云台单元与视频摄像机相区分，相反它将所有命令发送到由单个IP地址在网络上所标识的单个对象(接口设备)。开关被配置用于实现两个VLAN，一个管理接口设备和远程终端之间的数据分组，并且一个管理接口设备和视频摄像机之间的分组。当开关从第一端口处的远程终端接收命令时，其利用第一标记来标记它们并且使它们仅可用于接口设备的微处理器电路，反之亦然接口设备将使用相同标记以用于向远程终端发送数据。开关从微处理器电路接收经标记的数据，并且一旦退出网络，其就移除标记。对接口设备和视频摄像机之间的通信进行相同的处理，然而本文使用与被用于与远程终端的通信的标记不同的第二标记，这使得数据仅可用于第二端口处。尽管在正常开关中数据(不管是否被标记)经过所有端口，但是在本发明的该实施例中，开关被配置用于将分组从未看到它们的端口移除。旨在用于视频摄像机的数据分组因此将在被呈现于第一或第三端口处时被合适地标记并移除，而其将在被呈现于第二端口处时可用于视频摄像机。
[0030]根据实施例，根据本发明的接口设备被集成和/或插入在视频摄像机的云台单元中以用于实现集成有单个输入/输出端口的视频摄像机/云台单元系统。该端口在实践中是设备的第一端口，可能的是经由网络将诸如例如PC的视频控制终端连接到所述端口而实现非常紧凑的系统并且同时是关于使用和安装这两者的非常灵活的系统。对于安装，工人仅必须放置云台单元并将其连接到视频摄像机的一侧，并且在另一侧处连接到网络线缆。
[0031]因此，本发明还涉及用于视频摄像机的定位单元，其包括被适配成控制多个设备和致动器(例如机械和电子的设备)的控制单元，其包括属于以上所表示的并且在以下更好地描述的类型的接口设备。因此，定位单元包括用于连接到视频摄像机的端口和用于连接到远程终端的端口。
[0032]根据另一方面，本发明涉及视频控制系统，其包括视频控制终端、以上所述的接口设备、以及视频监控站，所述视频监控站包括视频摄像机和用于该站的本地控制系统，本地控制系统包括控制多个设备和致动器的控制单元。终端通过网络连接到第一端口，视频摄像机连接到第二端口，并且本地控制系统连接到设备的第三端口。来自视频控制终端的命令由接口设备依赖于视频摄像机的类型并依赖于相关的本地控制系统而分成要通过第二端口发送到视频摄像机的命令和要通过第三端口发送到本地控制系统的命令，视频摄像机/本地控制系统组合以易懂的方式作为单个对象由视频控制终端进行管理。关于来自视频摄像机的数据流，它们能够被下载在接口设备中，以用于可能地通过将元数据添加在相同视频流内而实时地被发送到视频控制终端。
[0033]根据另一方面，本发明涉及用于控制视频监控站的方法，所述视频监控站属于包括视频摄像机和用于视频摄像机的定位单元的类型，其中视频监控站包括从远程视频监控终端接收命令的本地微处理器电路，此类命令旨在用于视频摄像机和/或用于站定位单元。微处理器电路通过在物理或逻辑级别处分离的两个单独网络与视频摄像机并与远程终端进行通信，以使得仅微处理器电路能够将从连接到第一端口的远程终端接收到的数据发送到连接到第二端口的视频摄像机或者发送到连接到第三端口的定位单元，并且反之亦然，而连接到所述第一端口的远程终端不能够与连接到所述第二端口的视频摄像机或者与连接到所述第三端口的定位单元进行通信。
[0034]这种解决方案提供以下优势:允许远程终端在安全条件下发送命令，而不知晓哪种类型的云台单元或视频摄像机将必须执行所述命令。视频摄像机是隐藏的并且不可由远程终端到达；接口设备充当“防火墙”并且其针对通过网络做出的攻击而保护视频摄像机。
[0035]有利地，接口设备的微处理器电路通过两个单独的网络段(特别是借助于两个网卡)与远程终端并与视频摄像机进行通信。
[0036]根据有利的实现，微处理器电路(703):
从视频摄像机(1)接收视频数据流，
向所述视频数据流添加附加的元数据流，所述附加流来自视频监控站之内的且不同于视频摄像机的源，
向远程终端(4)发送数据流，所述数据流包括从视频摄像机接收到的所述元数据和所述视频数据，这使得允许将视频数据和元数据存储在单个文件中。
[0037]有利地，元数据包括定位单元的定位坐标，所述坐标由微处理器电路通过询问所述定位单元的控制单元来获得。
[0038]进一步的特性和改进是从属权利要求的目标。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]本发明的特性以及从其导出的优点将根据附图的以下详细描述变得更加清楚，其中:
图1示意性地是根据现有技术的在其顶部具有视频摄像机的云台单元。
[0040]图2是先前的图的相同的云台单元/视频摄像机系统，但是其借助于根据本发明的设备进行对接。
[0041]图3是根据本发明的视频控制系统的框图。
[0042]图4是具有接口设备上的更多细节的先前的图的相同系统。
[0043]图5是其中安装了两个视频摄像机的图3的视频控制系统的框图。
【具体实施方式】
[0044]与该部分的术语相一致，在本发明的以下描述中，我们通过“云台单元”来指代用于设备(特别是视频摄像机)的定位的单元，其设有电可控的机械器件并且允许远程用户至少对安装在其上的设备的位置(摇摄和倾斜)进行控制和改变。
[0045]图1示意性地示出模拟类型的云台单元/视频摄像机组合。此类组合是可以被用于监视环境的视频监控站的示例。
[0046]安装在云台单元的顶部上的视频摄像机1具有同轴线缆101上的输出，监视器或者视频记录器可以连接到所述同轴线缆(在图中未示出)。云台单元2继而具有由附图标记102所表示的线缆所代表的输入。在实践中其为铜双绞线缆，在其上由键盘(在图中未示出)发送的遥测命令串行地通过以用于移动设备。最常使用的串行通信为RS485，即使也可以使用其他类型的串行接口，诸如例如经典的那种RS232。
[0047]视频监控站的另一示例可以由视频摄像机来表示，其具有或者不具有安装到保护外壳中的云台单元。在该情形中，外壳的本地控制系统被适配用于管理相关装备配件，诸如擦拭器、洗涤泵、照明器、加热系统、制冷系统、防盗报警、用于玻璃的去雾风扇等等。
[0048]可能的是还提供只包括视频摄像机但是具有一个或多个相关联的设备(通常是模拟设备)的视频监控站。这是例如直接安装在可以固定到视频摄像机的支架上的擦拭器或者用于夜间监控的照明器的情形。
[0049]因此通常，视频监控站包括视频摄像机和定位单元，其可以是云台单元也就是机械化的定位单元，或者更简单地为诸如例如灯之类的设备连接到或者能够连接到的外壳或者甚至仅仅一个托架。
[0050]尽管参照其中视频监控站包括视频摄像机和云台单元的优选实施例来描述以下发明，但是以下发明能够应用于不同的视频监控站，例如属于以上所述的类型的视频监控站。
[0051]图2示出如图1中的包括相同云台单元/视频摄像机组合但具有附加元件3的视频监控站，所述附加元件3示意性地为根据本发明的接口设备。在实践中，这是与视频摄像机1和云台单元2对接的电子电路，其允许通过网络103 (通常为IP网络)与外部环境(具体地是视频管理系统)交换数据。不像具有遥测控制的编码器，设备3能够经由网络203与所谓的IP视频摄像机1进行对接，从而使摄像机/云台单元组合对于视频管理软件完全透明，这如针对半球型摄像机所发生的那样。
[0052]接口设备3然后经由网络303与云台单元2对接。也就是说，当其为由单个IP地址所标识的单个对象时，视频管理软件借助于接口设备3通过网络103与视频监控站进行通信。这允许以下优势:模拟云台单元要与那些数字摄像机组合以用于使用和安装的最高灵活性。
[0053]图3示出视频控制系统的框图。设备3经由网络连接103通过端口 403与远程终端4对接。终端4是视频管理系统(VMS)，通常为在其上运行远程摄像机的控制和显示程序的个人计算机(PC)。终端4与设备3之间的连接是网络连接，例如通过LAN或WAN网络或者其组合。网络支持可以属于任何类型。通常，其为有线以太网网络，但是无线连接也是可能的，例如WiF1、蓝牙、GPRS、UMTS或者线缆/无线组合。数据交换网络协议通常为属于TCP/IP类型，但是显然也可以使用其他协议，诸如IPX/SPX、Novell/Netware、AppleTalk、DLC/LLC，而不会由于该原因而改变本发明的内容。终端4与设备3之间的网络数据交换可以属于专用类型和/或具有合适地开发的ad hoc协议。同样应用于网络主干，其也可以是具有合适的过滤器的电力线，诸如在铁路应用的情形中。特别有利的情况是在终端4为远程的且因特网网络被用于到达设备3的端口 403的时候。
[0054]关于与摄像机1对接，有利的是通过端口 503的网络对接。经由网络对接的摄像机通常称作IP。显而易见的是并不排除还连接不遵循IP协议的摄像机的可能性。网络可以属于与以上所述的相同的类型或者不同的类型。通常，其为RJ45线缆上的以太网连接，但是显而易见地不同的连接也是可能的，例如属于无线类型。在其中设备3被插入在云台单元中或外壳中并且因此靠近视频摄像机的特别有利的情况下，通过线缆的连接是优选于所有的。
[0055]与云台单元2的对接属于串行类型，通常是RS485。显而易见地，也可以使用其他类型的串行对接，诸如例如经典的RS232。
[0056]图2中的云台单元由框2概示。云台单元包括控制一个或多个设备和致动器202的本地控制单元302，例如以用于移动云台单元本身并且用于定位视频摄像机。此类设备和致动器可以属于非常不同的类型。例如它们可以包括遥测系统、机动化的聚焦、外壳和相关的装备配件、擦拭器、照明器、加热系统、制冷系统、警报、用于外壳玻璃的去雾风扇等等。
[0057]本地控制单元302和致动器202因此为视频监控站的本地控制系统的一部分，即本地地控制该站的一些设备(例如擦拭器、齿轮、风扇、电阻器等等)的系统。
[0058]接口设备的若干端口之间的通信由附图标记703表示的包括处理器的电路来管理。其可以从最简单的直接可编程的微控制器到要求诸如RAM、R0M、EPR0M、EEPR0M、闪存之类的旨在用来容纳程序和数据这二者的外部存储介质的最复杂的微处理器。由处理器运行的控制程序示意性地由附图标记803表示。
[0059]图4是本发明的特别有利的实施例。微处理器电路703与具有三个端口 403、205、503的开关5对接。通过对开关5进行编程以便操作端口 403与端口 405之间的第一 VLAN网络以及端口 503与端口 205之间的第二 VLAN网络中的网络的划分，可能的是将所述端口403和503直接用作终端4和摄像机1分别连接到的设备3的端口。相反地，开关5的端口205直接与在所交换的分组上操作适当的处理的电路703对接。
[0060]特别地，开关的端口 503被配置用于自动地插入用于标识来自视频摄像机1的分组203’’的VLAN标记，并且用于从旨在用于视频摄像机1的分组203’移除VLAN标记。这种标记操作在图4中以附图标记605和705示意性地示出。类似地，开关5的端口 403被配置用于自动地插入用于标识来自终端4的分组103’ ’的不同的VLAN标记(405)，并且用于从旨在用于终端4的分组103’移除VLAN标记(505)。
[0061]开关5的端口 205使分组从端口 403和503转移到微处理器电路703，并且反之亦然。分组上的电路干预依赖于目标以及依赖于分组的类型而操作标记中和/或分组中的改变，这是的以对于连接到其的设备而言易懂的方式将命令/状态发送到合适的端口。
[0062]通过使用由开关5自动地插入和移除标记的机制以及所标记的分组仅可以由相关端口 403、503看到的事实，获得了将网络物理划分成两个部分并且视频摄像机对于PC 4是完全隐藏的，从而使云台单元+视频摄像机组合看起来是单个对象。
[0063]通常为印刷电路板的微处理器电路可以有利地具有开关设备，其允许不对开关5进行编程并且允许板保持关断。通过操作该开关设备，开关表现为正常网络开关，并且其不再管理用于从远程终端4或者从视频摄像机1接收到的分组的标记操作以及管理在其端口处被标记的分组的操作；这因而允许远程终端直接与视频摄像机交谈。
[0064]因此，微处理器电路被配置用于依赖于连接或者要连接到所述端口的本地控制系统的和视频摄像机的类型来向第二和/或第三端口传递并且可能地转换通过第一端口从网络接收到的命令。
[0065]操作可以如下进行总结。设备具有三个物理接口:借助于开关5而获得的两个网络接口 403、503和串行接口 603，其借助于所述串行接口 603与云台单元2通信，特别是与云台单元的控制系统进行通信。由PC 4在端口 403上接收到的命令通过在处理器上运行的软件803进行分析并且被发送到云台单元2和/或到视频摄像机1。如以上所述，接口设备使视频监控站看起来为单个对象，因此PC 4发送控制命令而不在作为命令的真实目标的对象之间进行区分。接口设备的目的是解释所接收的命令并将它们发送到目标设备。可能发生的是命令必须都由云台单元进行管理(诸如例如在纵轴上的旋转)，或者完全由摄像机进行管理(诸如例如视频流的请求)。然而，可以来自PC的命令中的大多数要求所请求的功能要通过生成合适的命令来实现，所述命令中的一些被发送到视频摄像机并且其他被发送到云台单元。例如可能的是，提供来自PC的命令被分成到云台单元的两个命令以及到视频摄像机的两个命令。
[0066]划分命令的操作基于所安装的视频摄像机的类型而发生。在聚焦为机动化的情况中，必需的是将用于移动变焦的命令发送到云台单元，而如果变焦被集成在视频摄像机中，则命令应当被发送到摄像机本身。
[0067]协议转换操作发生在由PC请求的分成用于云台单元和用于摄像机的命令的功能的下游并且在相关接口上发射相关分组之前。
[0068]有利地，去往/来自视频摄像机的命令/状态可以遵循任何IP协议，诸如例如但不限于0NVIF或PSIA，而去往/来自控制和/或命令系统的命令/状态(特别是去往云台单元的)遵循任何串行协议，诸如例如但不限于MACRO或PELCO “D”。这允许使用通常市场上可用的标准控制和/或命令系统以及视频摄像机。显而易见地，还可能提供使用专用的协议以便使资源的更优化受到控制。
[0069]设备的可编程性使得其允许所有的请求的情形随着所安装的视频摄像机和聚焦改变而被管理，这使得继续保证仅模拟云台单元的典型的灵活性。
[0070]除用于管理和转变命令的软件之外，存在另一程序，其由设备的电路的处理器来运行，出于简单的原因而将其称作rtsp_代理。由于视频摄像机位于与PC(在大多数通常情形中是视频控制终端)的网络分离的网络中，所以必需的是软件组件被控以从视频摄像机取得视频流并将其发送到要求它的PC。因此，该软件同时是从视频摄像机下载视频的RTSP客户端(RTSP是用于网络上的视频流的协议并且其包括被称作RTP的子会话)以及当从视频摄像机本身接收到视频时将所述视频实时地发送到PC的RTSP服务器。
[0071]rtsp_代理不对视频摄像机流进行真实拷贝，但是当它创建用于客户端(在该情形中为终端4)的流会话时，其打开与视频摄像机的子会话一样多的子会话(通常为视频一个、音频一个以及VCA的元数据之一)加上坐标元数据(摇摄、倾斜、变焦)之一。换言之,rtsp_代理创建与远程终端4的RTSP通信会话，所述会话包括在rtsp_代理与视频摄像机1之间的通信会话中提供的所有的子会话(并且特别地其包括视频子会话和音频子会话)加上用于传送云台单元2的定位坐标(如果被提供有机动化的聚焦，则是摇摄、倾斜及可能地变焦)的至少一个会话。
[0072]在替代性实施例中，rtsp_代理选择并向远程终端4传送在rtsp_代理与视频摄像机1之间的通信会话中提供的子会话中的仅仅一些，这在一些情形中允许优化传送。
[0073]因而，存储其接收到的流的所有子会话的任何程序满足将所有数据存储在相同文件中的要求，这是在国土安全领域中非常重要的问题。
[0074]这导致一种非常紧凑且易于集成在旧概念的云台单元中的系统，其允许它充当PC和视频摄像机之间的协议转变器，其通过依赖于视频摄像机和/或透镜的类型而在云台单元与视频摄像机之间划分命令来以先进方式管理命令，并且其借助于rtsp代理而允许固定摄像机的音频/视频/元数据流被添加有具有坐标的元数据的附加流，而该添加不会将作为试验中的证据的记录的可接受性置于风险之中。
[0075]作为非限制性的示例，元数据的此类附加流可以包括以下信息中的一个或多个:时间戳、帧真实性信息、坐标、视频内容分析数据、遥测数据、与云台单元和/或与外壳相关联的装备配件的状态。显而易见地可能的是还包括其他类型的元数据，而不会由于该原因而改变本发明的内容。
[0076]在特别有利的实施例中，微处理器电路703通过端口 503从视频摄像机1接收数据流；此类数据流包括音频和/或视频和/或元数据，如由视频摄像机本身所做出的分析(分析论)。在接口设备与视频摄像机之间交换的数据分组利用合适的VLAN标记来进行标记，所述VLAN标记使得它们在开关5的端口 403处不可见。
[0077]微处理器电路703通过串行端口 603询问云台单元2的本地控制系统，并且其要求云台单元的定位坐标，特别地如果云台单元设有机动化的聚焦，则其要求摇摄和倾斜数据以及可能地还有变焦。在接口设备3和云台单元2之间交换的数据分组以串行方式通过端口 603进行交换。
[0078]优选地，通过端口 503和603接收的数据暂时地存储到接口设备3的存储区域中，以使得它们能够在被传送到远程终端4之前再次处理。
[0079]因此，微处理器电路703开始朝向远程终端4的RTSP会话。此类通信会话(如以上所述)包括多个子会话，其中有音频子会话(用于传送来自视频摄像机1的音频数据)、视频子会话(用于传送来自视频摄像机1的视频数据)、坐标子会话(用于传送从云台单元2接收到的坐标)以及可能地用于视频摄像机的分析数据的子会话(分析论)。不未必但优选地，从接口设备3传送到远程终端4的数据流包括从视频摄像机1接收到的并且对于监控服务是有用的所有数据，特别是所有的音频、视频和事件分析数据(诸如例如要被置于视频帧上以突显对象的框)。
[0080]该通信会话的数据分组被合适地标记，并且开关使得这些数据仅在端口 403的出口处可见。在网络103上物理传送之前，开关5移除由微处理器电路703所生成的分组的
己 ο
[0081]图5示出图3的相同的视频控制系统，但是其安装有第二视频摄像机la。为此，接口设备3具有另一端口 503a，视频摄像机la通过线缆经由附图标记203所表示的网络而连接到所述另一端口 503a。该连接可以属于任何类型(类似于视频摄像机1)，其也可以属于无线类型。
[0082]该应用在两种情境中是特别有利的。例如，可能的是将热视频摄像机耦合到常规IP摄像机，以便提供成帧场景的更强图像，这是因为常规视频摄像机能够传送可见细节，而热IP视频摄像机提供不受例如不利的天气条件(诸如例如雾)所干扰的帧。第二应用情境是通过将两个可见视频摄像机用于3D视觉应用以便进行场景的三维重建而给出的。所有这些是通过借助于使用rtsp_代理而使用具有多于一个音频/视频会话的单个流。
[0083]特别有利的是还在该第二实施例中使用开关的可能性，在该情形下所述开关需要具有用于允许到第二视频摄像机的连接的附加端口。操作完全类似于并且基于先前看到的在端口之间划分分组的机制。开关的端口 503也被配置用于自动地插入与其他标记不同且用于标识来自视频摄像机la的分组的VLAN标记，并且被配置成移除旨在用于视频摄像机la的分组的VLAN标记。通过利用由开关自动地插入和移除标记的机制以及所标记的分组仅由相关端口可见的事实，而获得了网络物理分成三个部分(VLAN视频摄像机1、VLAN视频摄像机la、VLAN远程终端4)，并且视频摄像机对于视频控制系统完全隐藏，从而使得视频监控站看起来为单个对象。
[0084]优选地，为了传送视频监控站的数据，接口设备3优选地根据RSTP协议与远程终端4开始通信会话。此类会话包括子会话，包括来自视频摄像机la的视频数据、来自视频摄像机1的视频数据以及来自云台单元2的坐标。
[0085]显而易见地，本发明不限于以上所述和所示的实施例，但是其可以尤其从构造视点而被广泛地改变。例如，可能的是提供使用根据本发明的设备，以便通过使例如擦拭器、照明器、外壳中的加热系统或者其他装备配件经由IP可控而操作从模拟到数字遥测的旧外壳的转换。以及还可能的是提供接口设备具有更多数量的端口以用于连接到相同或不同视频监控站内的多个视频摄像机及相关本地控制系统。
[0086]可以连接到接口设备的云台单元和/或视频摄像机的数量可以通过提供使接口设备具有合适数量的端口而合适地改变。
[0087]尽管在以上所述优选实施例中，接口设备通过使用RTSP协议(实时流协议)与视频远程控制终端进行通信，并且其表现像代理_rtsp，但是明显的是本发明并不限于使用RTSP通信协议并且可以使用其他通信协议。例如，视频控制终端4可以在接口设备3处被记录，并且数据可以通过根据http协议的ad hoc连接被发送到它(例如视频摄像机1的视频和云台单元2的坐标)。记录可以以若干种方式来进行，优选地其根据WS-基础通知标准(由OASIS在2006年10月建议的)或者根据由0NVIF的实时拉点通知接口标准来进行。
[0088]即使不是所期望的，但是来自视频摄像机的视频流与诸如云台单元的定位坐标之类的来自其他源的元数据的丰富性可以省略。
[0089]反之亦然，可以维持丰富视频流的此类功能，而被接口设备用于分别与远程控制终端4以及与视频摄像机1进行通信的网络的(物理或逻辑)划分可以被省略。在该情形中，接口设备的一些优势将丢失而同时维持其他优势。
[0090]因此在一般实施例中，接口设备包括用于通过网络连接到远程终端的第一端口、用于连接到视频摄像机的第二端口、用于连接到视频摄像机定位单元的第三端口、操作性地连接到所述第一端口、到所述第二端口以及到所述第三端口的微处理器电路，以用于向第二和/或第三端口传递并且可能地转换通过第一端口从远程终端接收到的命令。
[0091]微处理器电路被适配成通过在物理或逻辑级别处分离的两个网络与视频摄像机以及与远程终端进行通信，以使得仅微处理器电路能够将从连接到第一端口的远程终端接收到的数据发送到连接到第二端口的视频摄像机或者发送到连接到第三端口的定位单元，并且反之亦然，而连接到所述第一端口的远程终端不能够与连接到所述第二端口的视频摄像机或者连接到所述第三端口的定位单元进行通信。
[0092]有利地，两个网络物理地分离，并且接口设备的微处理器单元包括两个单独的网卡，所述两个网卡中的每一个操作地连接到所述第一和所述第二端口中的一个以用于在所述两个网络上进行通信。
[0093]在一个实施例中，接口设备的第三端口是用于连接到定位单元的串行端口，接口设备因此被配置用于在所述第一端口上接收数字数据、用于提取被定向到所述定位单元的命令、用于操作将所述提取的命令转换成模拟命令、以及用于通过串行端口将所述模拟命令传递到所述定位单元。
[0094]有利地，当设备的第一端口连接到第一 LAN网络(例如与远程控制PC对接)，并且第二端口连接到第二 LAN网络(例如与IP视频摄像机对接)时，第一 LAN网络和第二 LAN网络彼此物理地分离，并且两个网络之间的数据交换借助于接口设备的微处理器电路而发生。
[0095]在另一实施例中，接口设备包括或关联于装配有至少三个端口的网络开关，所述三个端口中的第一个和第二个分别与接口设备的第一和第二端口一致，所述开关的第三端口通过微处理器电路连接到接口设备的第三端口，所述开关被编程用于操作将网络分成开关的第一与第三端口之间的第一 LAN网络和第二与第三端口之间的第二 LAN网络。
[0096]在提供开关的该实施例中，优选地开关的第二端口被配置用于自动地插入用于标识来自视频摄像机的分组的VLAN标记，并且用于从旨在用于视频摄像机的分组移除VLAN标记；相反地，所述开关的第一端口被配置用于自动地插入用于标识来自PC的分组的VLAN标记，并且用于从旨在用于PC的分组移除VLAN标记，两个端口的VLAN标记是不同的，所述开关的第三端口是透明的从而使分组从第一和第二端口朝向微处理器电路转移并且反之亦然，微处理器电路依赖于目标并依赖于分组的类型而操作标记和/或分组的改变，这使得采用对于连接到其的设备而言易懂的方式将数据分组定向到适当的端口。
[0097]然后有利地，开关的第一和第二端口被配置成用于仅接受具有预定VLAN标记的数据分组，并且用于切掉具有与预定标记不同的VLAN标记的数据分组。
[0098]在一个实施例中，接口设备的微处理器电路被配置用于:
从视频摄像机所连接到的或者可连接到的第二端口接收视频数据流，
将元数据的附加流添加到所述数据流，所述附加流由微处理器电路通过与所述第二端口不同的输入而接收，
将输出数据流发送到远程终端所连接到的或者可连接到的第一端口，所述数据流包括所述元数据和从第二端口接收到的视频数据，这使得允许在单个文件中存储视频数据和元数据。
[0099]在一个实施例中，元数据的附加流包括可从包括以下各项的组中选择的一个或多个元素:时间戳、帧真实性信息、坐标、视频内容分析数据、遥测数据、与云台单元相关联的装备配件的状态、与外壳相关联的装备配件的状态。
[0100]在一个实施例中，添加到来自视频摄像机的视频流的元数据从与视频摄像机不同的源而获得，并且特别地它们可以包括连接到接口设备的定位单元的定位坐标(例如，摇摄和倾斜)。此类坐标可以通过询问此类定位单元(2)的控制单元而获得。
[0101]在一个实施例中，接口设备被配置用于执行通过所述第二端口从视频摄像机下载数据的客户端功能(特别是RTSP客户端)以及通过第一端口将数据优选地实时发送到远程终端的服务器功能(特别是RTSP服务器)这二者，包括音频、视频和定位单元的定位坐标的到远程终端的输出数据流在单个流中被传递以用于允许在单个文件中存储它们。
【权利要求】
1.一种用于视频监控站的接口设备(3)，所述视频监控站属于包括视频摄像机(I)和用于所述视频摄像机(I)的定位单元(2)的类型，所述接口设备(3)包括: 用于通过网络(103 )连接到远程终端(4)的第一端口( 403 )， 用于连接到视频摄像机(I)的第二端口(503)， 用于连接到用于所述视频摄像机(I)的定位单元(2)的第三端口(603)， 操作地连接到所述第一端口(403)、到所述第二端口(503)以及到所述第三端口(603)的微处理器电路(703)，其用于向第二端口(503)和/或第三端口(603)传递并且可能地转换通过第一端口(403)从远程终端接收到的命令， 其特征在于所述微处理器电路(703)被适配成通过在物理或逻辑级别处分离的两个网络(103、203)与视频摄像机(I)以及与远程终端(4)进行通信，以使得仅微处理器电路(703)能够将从连接到第一端口(403)的远程终端(4)接收到的数据发送到连接到第二端口(503)的视频摄像机(I)或者发送到连接到第三端口(603)的定位单元(2)，并且反之亦然，而连接到所述第一端口(403)的远程终端(4)不能够与连接到所述第二端口(503)的视频摄像机(I)以及与连接到所述第三端口的定位单元(2 )进行通信。
2.根据权利要求1的设备，其中所述两个网络物理地分离，并且其中电路(703)包括两个单独的网卡，所述两个网卡中的每一个操作地连接到所述第一和所述第二端口中的一个以用于在所述两个网络上通信。
3.根据前述权利要求中的一项或多项的设备，其中第三端口(603)是用于连接到定位单元(2 )的串行端口，所述设备被配置用于在所述第一端口( 403 )上接收数字数据、用于提取被定向至所述定位单元(2)的命令、用于进行将所述提取的命令转换成模拟命令、并且用于通过串行端口将所述模拟命令传递到所述定位单元(2 )。
4.根据前述权利要求中的一项或多项的设备，其中当所述设备的第一端口(403)连接到第一 LAN网络(103)例如与远程控制PC (4)对接，并且第二端口(503)连接到第二 LAN网络(203 )例如与IP视频摄像机(I)对接，第一 LAN网络(103 )与第二 LAN网络(203 )彼此物理分离时，两个网络之间的数据交换借助于微处理器电路(703)而发生。
5.根据前述权利要求中的一项或多项的设备，包括或关联于装配有至少三个端口的网络开关(5 )，所述三个端口中的第一个和第二个分别与所述设备(3 )的第一端口( 403 )和第二端口(503) —致，所述开关(5)的第三端口(205)通过微处理器电路(703)连接到所述设备(3)的第三端口(603)，所述开关(5)被编程用于执行将网络分成开关(5)的第一端口(403)与第三端口(205)之间的第一 LAN网络和第二端口(503)与第三端口(205)之间的第二 LAN网络。
6.根据权利要求5的设备，其中所述开关(5)的端口被配置有根据IEEE802.1q标准的标记类型的两种VLAN。
7.根据权利要求6或7的设备，其中所述开关(5)的第二端口(503)被配置用于自动地插入用于标识来自视频摄像机(I)的分组的VLAN标记(605 )，并且用于从旨在用于视频摄像机(I)的分组移除VLAN标记(705)，并且所述开关(5)的第一端口(403)被配置用于自动地插入用于标识来自PC (4)的分组的VLAN标记(405)，并且用于从旨在用于PC (4)的分组移除VLAN标记(505 )，两个端口的VLAN标记是不同的，所述开关(5 )的第三端口( 205 )是透明的，从而使分组从第一端口(403)并从第二端口(503)朝向微处理器电路(703)转移并且反之亦然，所述微处理器电路(703)依赖于目标并依赖于分组的类型而改变标记和/或分组，以便采用对于连接到其的设备而言易懂的方式将数据分组定向到适当的端口。
8.根据权利要求7的设备，其中所述开关(5)的第一端口(403)和第二端口(503)被配置用于仅接受具有预定VLAN标记的数据分组，并且用于切掉具有与预定标记不同的VLAN标记的数据分组。
9.根据前述权利要求中的一项或多项的设备，其中所述微处理器电路(703)被配置用于: 从视频摄像机(I)连接到的或者可连接到的第二端口(503)接收视频数据流， 将元数据的附加流添加到所述数据流，所述附加流由微处理器电路(703)通过与所述第二端口(505)不同的输入而接收， 将输出数据流发送到移动终端(4)连接到的或者可连接到的第一端口(403)，所述数据流包括所述元数据和从第二端口接收到的视频数据，以便允许将视频数据和元数据存储在单个文件中。
10.根据权利要求9的设备，其中元数据的附加流包括可从包括以下各项的组中选择的一个或多个元素:时间戳、帧真实性信息、坐标、视频内容分析数据、遥测数据、与云台单元相关联的装备配件的状态、与外壳相关联的装备配件的状态。
11.根据前述权利要求中的一项或多项的设备，其中微处理器电路(703)被配置用于: 从视频摄像机(I)连接到的或者可连接到的第二端口(503)接收视频数据流， 通过所述第三端口(603)询问所述定位单元(2)的控制单元(302)以便获得所述定位单元(2)的定位坐标，以及 将输出数据流发送到远程终端(4)连接到的或者可连接到的第一端口(403)，所述数据流包括从第二端口接收到的视频数据和通过所述第三端口(603)获得的定位坐标。
12.根据权利要求11的设备，其中所述电路(703)被配置用于执行通过所述第二端口(503)从视频摄像机(I)下载数据的特别是RTSP客户端的客户端功能和通过第一端口(403)将数据优选地实时发送到远程终端(4)的特别是RTSP服务器的服务器功能这二者，包括音频、视频和定位单元(2)的定位坐标的到远程终端(4)的输出数据流在单个流中被传递以用于允许将它们存储在单个文件中。
13.根据前述权利要求中任一项的设备，还包括用于连接第二视频摄像机(Γ)的第四端口(503’)，来自远程终端(4)的命令由设备(3)依赖于所安装的视频摄像机和相关定位单元(2 )的类型而分成要通过第二端口( 503 )发送到第一视频摄像机(I)的命令、要通过第四端口(503’)发送到第二视频摄像机(I’)的命令、以及要通过第三端口(603)发送到定位单元(2)的命令，来自第一视频摄像机(I)、来自第二视频摄像机(I’)以及来自定位单元(2 )的数据流被下载在接口设备(3 )中，这使得在相同视频流内被实时发送到视频控制终端(4)。
14.一种用于视频摄像机(I)的定位单元(2)，所述定位单元(2)包括被适配成控制多个设备和致动器(202)的控制单元(302)，其特征在于其包括根据权利要求1至13中任一项的接口设备(3)，所述定位单元包括用于连接到视频摄像机(I)的端口、和用于连接到所述远程终端(4)的端口，用于连接到视频摄像机的端口是设备(3)的第二端口(503)，用于连接到远程终端(4)的端口是设备(3)的第一端口(403)。
15.一种用于控制视频监控站的方法，所述视频监控站属于包括视频摄像机(I)和用于所述视频摄像机(I)的定位单元(2)的类型，其中所述视频监控站包括从远程视频监控终端(4 )接收命令的本地微处理器电路(703 )，所述命令旨在用于由视频摄像机(I)和/或由该站的定位单元(2)来运行， 其特征在于: 微处理器电路(703)通过在物理或逻辑级别处分离的两个网络(103、203)与视频摄像机(I)以及与远程终端(4)进行通信，以使得仅微处理器电路(703)能够将从连接到第一端口(403)的远程终端(4)接收到的数据发送到连接到第二端口(503)的视频摄像机(I)或者发送到连接到第三端口(603)的定位单元(2)并且反之亦然，而连接到所述第一端口(403)的远程终端(4)不能够与连接到所述第二端口(503)的视频摄像机(I)以及与连接到所述第三端口的定位单元(2 )进行通信。
16.根据权利要求15的方法，其中微处理器电路(703)通过借助于两个网卡而分离的两个网络段与远程终端(4)以及与视频摄像机(I)进行通信。
17.根据权利要求15或16的方法，其中远程终端将数据发送到与视频监控站相关联的单个IP地址，并且其中微处理器电路选择所接收的数据并将它们传送到视频摄像机(I)或者到定位单元(2)。
18.根据权利要求16或17的方法，其中微处理器电路(703) 从视频摄像机(I)接收视频数据流， 将元数据的附加流添加到所述视频数据流，所述附加流来自视频监控站之内的且与视频摄像机不同的源， 将数据流发送到远程终端(4)，所述数据流包括所述元数据和从视频摄像机接收到的所述视频数据，以便允许将视频数据和元数据存储在单个文件中。
19.根据权利要求18的方法，其中元数据包括定位单元(2)的定位坐标，所述坐标由微处理器电路(703)通过询问所述定位单元(2)的控制单元(302)而获得。
【文档编号】H04N7/18GK104380723SQ201380016810
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年3月27日
【发明者】O.坎帕纳 申请人:视频技术公司