專利名稱：一種平安城市視頻監(jiān)控中的媒體連接方式智能切換方法
技術領域：
本發(fā)明應用在基于IP網(wǎng)絡的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，該系統(tǒng)是以《中國電信視頻監(jiān) 控標準3.0版》為標準進行設計，利用會話初始協(xié)議SIP (Session Initiation Protocol) 來傳輸控制信令，利用實時傳輸協(xié)議RTP (Realtime Transport Protocol)來傳輸視頻中 的流媒體信息，做到信令與媒體的分開傳輸與管理。
背景技術：
數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種基于寬帶網(wǎng)絡為用戶提供圖像和各種報警信號遠程采 集、傳輸、儲存、處理的全新監(jiān)控系統(tǒng)。這是一個由前端、中間端、后端三部分組成的網(wǎng)絡視 頻監(jiān)控系統(tǒng)。前端由鏡頭、攝像機、云臺、報警開關、視頻編解碼設備、主機控制設備和監(jiān)控 軟件組成；中間端即是電信運營商提供的中心服務平臺，中心服務平臺具有業(yè)務平臺的管 理功能，并對傳送過來的圖像進行轉發(fā)、分發(fā)或存儲，對報警進行聯(lián)動處理；在后端用戶可 在網(wǎng)絡的任何一個接入點，無論是監(jiān)控現(xiàn)場、監(jiān)控中心或者是遠端，只要通過IE瀏覽器或 客戶端軟件，在通過用戶認證后可任意觀看視頻，還可控制攝像機的角度、拉近拉遠鏡頭、 控制遠端設備，并可接收報警信息。數(shù)字視頻監(jiān)控業(yè)務中的核心協(xié)議為SIP協(xié)議(Session Initiation Protocol)。 它是一個應用層的信令控制協(xié)議，用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。這些 會話可以是Internet多媒體會議、IP電話或多媒體分發(fā)。會話的參與者可以通過組播 (mu 11 i cast)、網(wǎng)狀單播(uni cast)或兩者的混合體進行通信。SIP協(xié)議的基本功能
(1)用戶定位(Userlocation)——確定參與通信的終端；
(2)用戶能力(Usercapabilities)——決定通信所采用的媒體和媒體參數(shù)；
(3)用戶可用性(Useravailability)——決定被叫方是否愿意加入通信過程；
(4)呼叫建立(Callsetup)——主叫方和被叫方的連接和參數(shù)的建立；
(5)呼叫終止(CallTerminated)——釋放與此呼叫相關的資源。SIP協(xié)議在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用可以通過使用SIP+SDP (Session Description Protocol)來建立媒體會話使用INVITE方法來建立呼叫，使用SDP來協(xié)商媒 體格式，傳輸?shù)刂返鹊取Ｊ褂肧IP+XML (Extensible Markup Language)來傳遞信令消息， 使用MESSAGE方法，信令使用XML攜帶。采用SIP消息的重傳來盡力保證消息的可靠傳遞。圖1和2所示的是現(xiàn)有技術中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中用戶與前端編碼設備的直接連接 的視頻傳輸方式。如圖2所示，當利用直連方式時，前端編碼設備直接與客戶端相連，省去了中間環(huán) 節(jié)，降低了因中間環(huán)節(jié)而引起的不穩(wěn)定因素，節(jié)約了帶寬資源。但前端編碼設備一個通道視 頻輸出個數(shù)一般不能超過3-5個，這就使得多個用戶觀看一個前端編碼設備通道時會出現(xiàn) 連接受限，大大降低了視頻的利用率。圖2中的虛線表示連接失敗。圖3-5所示的是現(xiàn)有技術中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中用戶與前端編碼設備的利用平臺分發(fā)服務器來轉發(fā)視頻的方式的視頻傳輸方式。如圖4所示，當使用平臺分發(fā)服務器來轉發(fā)視頻時，在帶寬允許的情況下，一個平 臺分發(fā)服務器最多可以使1000個左右的客戶端瀏覽該視頻，解決了連接受限的問題，使得 視頻能夠充分地得到利用，在允許平臺分發(fā)服務器級聯(lián)的方式工作時，理論上可使更多的 用戶共享此前端編碼設備。這樣就使得前端設備只需輸出一路視頻流給平臺分發(fā)服務器， 由平臺分發(fā)服務器將視頻流轉發(fā)出去，減輕前端設備在傳輸過程中的工作壓力，將視頻傳 輸?shù)墓ぷ鹘唤o功能更為強大的平臺分發(fā)服務器去處理。如圖5所示，在現(xiàn)在實際的工程上，一般是利用平臺分發(fā)服務器來轉發(fā)視頻流，而 當只有1路客戶端瀏覽該視頻時，利用平臺分發(fā)服務器來轉發(fā)視頻又會使IP干線資源浪 費，增加平臺分發(fā)服務器負荷，同時由于中間環(huán)節(jié)的增多，給視頻傳輸增加了額外的不穩(wěn)定 因素。 現(xiàn)有技術中，當利用直連方式時，前端編碼設備直接與客戶端相連，省去了中間環(huán) 節(jié)，降低了因中間環(huán)節(jié)而引起的不穩(wěn)定因素，節(jié)約了帶寬資源。但前端編碼設備一個通道視 頻輸出個數(shù)一般不能超過3-5個，這就使得多個用戶觀看一個前端編碼設備通道時會出現(xiàn) 連接受限，大大降低了視頻的利用率。當使用平臺分發(fā)服務器來轉發(fā)視頻時，在帶寬允許的情況下，一個平臺分發(fā)服務 器最多可以使1000個左右的客戶端瀏覽該視頻，解決了連接受限的問題，使得視頻能夠充 分地得到利用，在允許平臺分發(fā)服務器級聯(lián)的方式工作時，理論上可使更多的用戶共享此 前端編碼設備。這樣就使得前端編碼設備只需輸出一路視頻流給平臺分發(fā)服務器，由平臺 分發(fā)服務器將視頻流轉發(fā)出去，減輕前端編碼設備在傳輸過程中的工作壓力，將視頻傳輸 的工作交給功能更為強大的平臺分發(fā)服務器去處理。在現(xiàn)在實際的工程上，一般是利用平 臺分發(fā)服務器來轉發(fā)視頻流，而當只有1路客戶端瀏覽該視頻時，利用平臺分發(fā)服務器來 轉發(fā)視頻又會使IP干線資源浪費，增加平臺分發(fā)服務器負荷，同時由于中間環(huán)節(jié)的增多， 給視頻傳輸增加了額外的不穩(wěn)定因素。

發(fā)明內容
為克服現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，本發(fā)明提出一種平安城市視頻監(jiān)控中的媒體連 接方式智能切換方法，該監(jiān)控系統(tǒng)包括前端設備、中間端設備和后端設備，智能切換包括后 端設備與前端設備從直接連接方式切換到平臺分發(fā)連接方式以及從平臺分發(fā)方式切換到 直接連接方式。后端設備與前端設備從直接連接方式切換到平臺分發(fā)連接方式包括以下步驟 步驟11 當只有一個后端設備與前端設備訂閱某一前端設備的通道視頻時，SIP代理
服務器就會利用直接連接方式使得與后端設備連接，直接通過前端設備向后端設備傳輸視 頻流；
步驟12 如果此時SIP代理服務器收到另外的針對該前端設備同一通道的視頻訂閱請 求時，SIP代理服務器就會選擇平臺分發(fā)連接方式來傳輸視頻流；
步驟13，當平臺分發(fā)連接方式建立成功后，SIP代理服務器會斷開直連方式的視頻通 道，利用SIP協(xié)議中的MESSAGE方法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給后端設備，通知后端設 備再次申請視頻；步驟14 當SIP代理服務器收到后端設備訂閱該視頻通道的請求時，會利用平臺分發(fā) 連接方式將后端設備與中間端設備連接起來；
后端設備與前端設備從平臺分發(fā)連接方式切換到直接連接方式包括以下步驟 步驟21 當中間端設備上只剩一路視頻播放時，SIP代理服務器就會等待一段時間； 步驟22 在這段時間內如果沒有新的針對該前端視頻通道的視頻申請到來時，SIP代 理服務器就會斷開后端設備與中間端設備的視頻連接，并且利用SIP協(xié)議中的MESSAGE方 法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給后端設備，通知后端設備再次發(fā)送針對該通道的視頻請 求；
步驟23 當SIP代理服務器收到后端設備訂閱該視頻的請求時，會利用直接連接方式 將前端設備與后端設備連接起來。進一步地，中間端設備即對傳送過來的圖像進行轉發(fā)、分發(fā)或存儲，對報警進行聯(lián) 動處理。進一步地，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中使用的協(xié)議為SIP協(xié)議。進一步地，SIP協(xié)議用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。進一步地，會話是Internet多媒體會議、IP電話或多媒體分發(fā)。進一步地，會話的參與者通過組播、網(wǎng)狀單播或兩者的混合體進行通信。本發(fā)明利用智能調度技術可以充分利用直連方式和平臺分發(fā)方式的優(yōu)點而規(guī)避 它們所存在的缺點，做到在不同的情況下調用不同的鏈接方式，做到取長補短。當只有一個 客戶訂閱某一前端編碼設備的通道視頻時，SIP代理服務器就會利用直連方式使得前端編 碼設備與用戶連接，直接通過前端編碼設備向用戶傳輸視頻流。而在此過程中，SIP代理服 務器若收到另外的針對該前端編碼設備同一通道的視頻訂閱請求時，SIP代理服務器就會 選擇平臺分發(fā)方式來傳輸視頻流，同時SIP代理服務器會斷開直連方式的視頻通道，利用 SIP協(xié)議中的MESSAGE方法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給客戶端，通知客戶端再次申請視 頻，當SIP代理服務器收到客戶端訂閱該視頻通道的請求時，會利用平臺分發(fā)方式將客戶 端與平臺分發(fā)服務器連接起來。這樣就使得前端編碼設備該視頻通道上輸出的視頻路數(shù)始 終為1，充分利用平臺分發(fā)服務器強大的視頻轉發(fā)功能來緩解前端輸出設備在視頻輸出上 的壓力。當平臺分發(fā)服務器上只剩一路視頻播放時，SIP代理服務器就會等待一段時間， 在這段時間內如果沒有新的針對該前端視頻通道的視頻申請到來時，SIP代理服務器就 會斷開客戶端與平臺分發(fā)服務器的視頻連接，并且利用SIP協(xié)議中的MESSAGE方法，通過 SIP+XML方式發(fā)送消息給客戶端，通知客戶端再次發(fā)送針對該通道的視頻請求。當SIP代理 服務器收到客戶端訂閱該視頻的請求時，會利用直連方式將前端設備與客戶端連接起來， 這樣就做到了平臺分發(fā)方式向直連方式的切換，釋放平臺分發(fā)服務器上的IP干線資源，緩 解平臺分發(fā)服務器的視頻處理壓力。


圖1 客戶端與前端編碼設備直接連接方式示意圖。圖2 客戶端與前端編碼設備直接連接方式下最大連接數(shù)。圖3 客戶端與前端編碼設備平臺分發(fā)連接方式示意圖。
圖4 級聯(lián)方式下客戶端與前端編碼設備平臺分發(fā)連接方式示意圖。圖5 客戶端與前端編碼設備平臺分發(fā)連接方式下一路視頻的平臺分發(fā)示意圖。圖6 客戶端與前端編碼設備的直接連接方式切換到平臺分發(fā)連接方式的示意 圖。圖7 客戶端與前端編碼設備的平臺分發(fā)連接方式切換到直接連接方式的示意 圖。圖8 客戶端與SIP代理服務器，前端編碼設備間的信令與媒體的傳輸關系。
具體實施例方式利用智能調度技術可以充分利用直連方式和平臺分發(fā)方式的優(yōu)點而規(guī)避它們所 存在的缺點，做到在不同的情況下調用不同的鏈接方式，做到取長補短。下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖(6)說明了從直接連接方式切換到平臺分發(fā)方式的步驟。當只有一個客戶訂閱 某一前端編碼設備的通道視頻時，SIP代理服務器就會利用直連方式使得前端編碼設備與 用戶連接，直接通過前端編碼設備向用戶傳輸視頻流。而在此過程中，SIP代理服務器若收 到另外的針對該前端編碼設備同一通道的視頻訂閱請求時，SIP代理服務器就會選擇平臺 分發(fā)方式來傳輸視頻流，然后SIP代理服務器會斷開直連方式的視頻通道，利用SIP協(xié)議中 的MESSAGE方法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給客戶端，通知客戶端再次申請視頻，當SIP 代理服務器收到客戶端訂閱該視頻通道的請求時，會利用平臺分發(fā)方式將客戶端與平臺分 發(fā)服務器連接起來。這樣就使得前端編碼設備該視頻通道上輸出的視頻路數(shù)始終為1，充分 利用平臺分發(fā)服務器強大的視頻轉發(fā)功能來緩解前端輸出設備在視頻輸出上的壓力。圖(7)說明了從平臺分發(fā)方式切換到直接連接方式的步驟。當平臺分發(fā)服務器上 只剩一路視頻播放時，SIP代理服務器就會等待一段時間，在這段時間內如果沒有新的針對 該前端視頻通道的視頻申請到來時，SIP代理服務器就會斷開客戶端與平臺分發(fā)服務器的 視頻連接，并且利用SIP協(xié)議中的MESSAGE方法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給客戶端，通 知客戶端再次發(fā)送針對該通道的視頻請求。當SIP代理服務器收到客戶端訂閱該視頻的 請求時，會利用直連方式將前端設備與客戶端連接起來，這樣就做到了平臺分發(fā)方式向直 連方式的切換，釋放平臺分發(fā)服務器上的IP干線資源，緩解平臺分發(fā)服務器的視頻處理壓 力。圖(8)說明了信令層與媒體層分離的關系，SIP代理服務器位于信令層，通過SIP 信令來對客戶端與媒體分發(fā)服務器進行管理工作，而在媒體層中，客戶端與媒體分發(fā)服務 器是通過RTP/RTCP協(xié)議進行媒體流的傳輸工作。在實際的工程中應用智能調度技術可以根據(jù)用戶數(shù)量進行直連方式與平臺分發(fā) 方式的自動切換，切換時會有一段時間視頻流斷開的情況，但此過程的延時時間只有幾秒 鐘，不影響整個視頻的觀看與錄制過程，所以可以應用到實際的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實例，本發(fā)明所主張的權利范圍并不局限于此。本發(fā) 明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，本領域技術人員當可 根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權利要 求的保護范圍。
權利要求
一種平安城市視頻監(jiān)控中的媒體連接方式智能切換方法，該監(jiān)控系統(tǒng)包括前端設備、中間端設備和后端設備，智能切換包括后端設備與前端設備從直接連接方式切換到平臺分發(fā)連接方式以及從平臺分發(fā)方式切換到直接連接方式；后端設備與前端設備從直接連接方式切換到平臺分發(fā)連接方式包括以下步驟步驟11當只有一個后端設備與前端設備訂閱某一前端設備的通道視頻時，SIP代理服務器就會利用直接連接方式使得與后端設備連接，直接通過前端設備向后端設備傳輸視頻流；步驟12如果此時SIP代理服務器收到另外的針對該前端設備同一通道的視頻訂閱請求時，SIP代理服務器就會選擇平臺分發(fā)連接方式來傳輸視頻流；步驟13，當平臺分發(fā)連接方式建立成功后，SIP代理服務器會斷開直連方式的視頻通道，利用SIP協(xié)議中的MESSAGE方法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給后端設備，通知后端設備再次申請視頻；步驟14當SIP代理服務器收到后端設備訂閱該視頻通道的請求時，會利用平臺分發(fā)連接方式將后端設備與中間端設備連接起來；后端設備與前端設備從平臺分發(fā)連接方式切換到直接連接方式包括以下步驟步驟21當中間端設備上只剩一路視頻播放時，SIP代理服務器就會等待一段時間；步驟22在這段時間內如果沒有新的針對該前端視頻通道的視頻申請到來時，SIP代理服務器就會斷開后端設備與中間端設備的視頻連接，并且利用SIP協(xié)議中的MESSAGE方法，通過SIP+XML方式發(fā)送消息給后端設備，通知后端設備再次發(fā)送針對該通道的視頻請求；步驟23當SIP代理服務器收到后端設備訂閱該視頻的請求時，會利用直接連接方式將前端設備與后端設備連接起來。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中中間端設備即對傳送過來的圖像進行轉發(fā)、分發(fā) 或存儲，對報警進行聯(lián)動處理。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)中使用的協(xié)議為SIP協(xié)議。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中SIP協(xié)議用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者 的會話。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中會話是Internet多媒體會議、IP電話或多媒體分發(fā)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中會話的參與者通過組播、網(wǎng)狀單播或兩者的混合 體進行通信。
全文摘要
本發(fā)明提出一種平安城市視頻監(jiān)控中的媒體連接方式智能切換方法，該監(jiān)控系統(tǒng)包括前端設備、中間端設備和后端設備，智能切換包括后端設備與前端設備從直接連接方式切換到平臺分發(fā)連接方式以及從平臺分發(fā)方式切換到直接連接方式；本發(fā)明利用智能調度技術可以充分利用直連方式和平臺分發(fā)方式的優(yōu)點而規(guī)避它們所存在的缺點，做到在不同的情況下調用不同的鏈接方式，做到取長補短，緩解前端輸出設備在視頻輸出上的壓力以及平臺分發(fā)服務器的視頻處理壓力。
文檔編號H04N7/14GK101938494SQ20101028846
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者王世偉, 許端, 賀波濤 申請人:武漢虹信通信技術有限責任公司