[发明专利]基于网络文件系统的视频监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于安全防护和网络监控领域，尤其涉及一种视频监控系统。

背景技术

视频监控系统（video Surveillance System，以下简称VSS）是现代安全防护系统的重要组成部分。图1示出了一个典型的数字视频监控系统，通常可以分为3个组成环节。第一个环节是视音频采集和编码设备，例如IP摄像机和/或摄像头，而在一些系统中，也可使用传统的模拟摄像机搭配视音频编码器（或叫视频服务器）来达到使其数字化的目的。第二个环节是视音频的存储、转发和系统控制，例如用于存储视频数据的存储阵列（NAS/SAN等）、用于负责整个系统的调度和管理的视频管理系统（VMS，Video Management System）等。第三个环节是视音频解码呈现和客户端控制，例如用于观看视频的显示器，用于对系统进行配置的客户端设备、硬件解码器等等。如图1所示，在VSS中视频传输通常采用流媒体传输技术，典型的是采用客户端/服务器（C/S）结构的RTSP/RTCP/RTP协议族。例如可以在诸如摄像机等的视频采集设备中内建RTSP服务器，以等待客户端向其请求视音频数据。而在VSS中所有的命令和控制信息是基于HTTP协议进行的，采用的是浏览器/服务器（B/S）结构。例如在摄像头内建HTTP服务器，VSS厂家可以将定制的基于HTTP的控制协议封装成API，并将其提供给想要对摄像头进行控制的用户。

图2给出了常见的数字视频监控系统的逻辑框图。根据系统的功能，将其划分为采集编码、中心管理、存储、解码播放和设备控制5个逻辑单元。有些逻辑单元可以覆盖多个设备，而有些设备可能同时涵盖了多个逻辑单元的功能。其中，采集编码单元负责采集监控现场视音频数据，并进行视音频压缩。中心管理单元向采集编码单元发起请求，以接收视音频数据并将这些数据转发给解码播放单元或存储到存储单元。例如中心管理单元充当RTSP客户端来向采集编码单元发出对视音频数据的请求，采集编码单元收到请求之后通过RTSP协议将视音频数据传输到中心管理单元。然后，中心管理单元根据实时播放或录制播放的需求来确定是将这些数据转发到解码播放单元还是存储到存储单元。存储单元负责视音频内容和其他元数据内容的实际存储。中心管理单元还可以充当RTSP服务器，等待来自解码播放单元的播放视音频数据的请求。解码播放单元负责向中心管理单元请求实时的或录制的视音频数据，并对其进行解码后，在各种显示设备上播放呈现这些数据。设备控制单元接收用户操作，负责发起信息查询（GET）、配置更改（SET）等各种控制逻辑。所有的控制命令将统一发送至中心管理单元，由后者向其他各单元发起HTTP请求，在设置完成或获取信息后将其返回给设备控制单元。

但是在现有的VSS系统中还存在下列问题：

1）由于采集编码单元需要担当RTSP和HTTP服务器的职责，它的IP地址和对应TCP端口必须要可以被中心管理单元访问到。因此它不能被部署在使用动态IP地址的场合，也不能部署在一个与中心管理单元所在网络完全不相关的另一个局域网内。也就是说部署采集编码单元的地点具有局限性。当然也可以通过建立域名服务器（针对动态IP）或设置路由器对外网影射IP地址和端口（针对内网）来打破一些局限性，但这会加大安装和维护的难度，有些甚至需要改造现有网络设施，不仅施工成本高，而且对施工人员和用户的技能要求都较高。

2）所有的视音频数据都要经过中心管理单元来管理和调度，因此即使网络带宽和存储容量足够，中心管理单元的CPU运算能力仍会成为性能瓶颈。而且，中心管理单元是系统的控制核心，中心管理单元一旦失效，整个系统立即将停止运转（即单点故障问题）。

3）从图2的视音频数据流向可以看到，所有的数据流在录制写入时，是从采集编码单元传输到中心管理单元，再从中心管理单元传输到存储单元；在被读取时，是从存储单元到中心管理单元，再到解码播放。当中心管理单元和存储单元同在一地时，他们之间产生的流量只是内部流量，不影响对出口带宽的需求。但当中心管理单元和存储单元在地域或经营主权分离时，现有的VSS系统将会付出多一倍的网络出口带宽代价。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于网络文件系统的数字视频监控系统，可以在任何联网的地方布置采集编码单元，消除了中心管理单元的性能瓶颈，且在节约成本的同时使存储和中心管理可分离。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种数字视频监控系统，包括采集编码单元、中心管理单元、存储单元，其中：