一种平安城市视频监控中的媒体连接方式智能切换方法

摘要

本发明提出一种平安城市视频监控中的媒体连接方式智能切换方法，该监控系统包括前端设备、中间端设备和后端设备，智能切换包括后端设备与前端设备从直接连接方式切换到平台分发连接方式以及从平台分发方式切换到直接连接方式；本发明利用智能调度技术可以充分利用直连方式和平台分发方式的优点而规避它们所存在的缺点，做到在不同的情况下调用不同的链接方式，做到取长补短，缓解前端输出设备在视频输出上的压力以及平台分发服务器的视频处理压力。

权利要求

1.一种平安城市视频监控中的媒体连接方式智能切换方法，所述视频监控包括前端设备、中间端设备和后端设备，智能切换包括后端设备与前端设备从直接连接方式切换到平台分发连接方式以及从平台分发连接方式切换到直接连接方式；

后端设备与前端设备从直接连接方式切换到平台分发连接方式包括以下步骤：步骤11：当只有一个后端设备与前端设备订阅某一前端设备的通道视频时，SIP代理服务器就会利用直接连接方式使得与后端设备连接，直接通过前端设备向后端设备传输视频流；

步骤12：如果此时SIP代理服务器收到另外的针对该前端设备同一通道的视频订阅请求时，SIP代理服务器就会选择平台分发连接方式来传输视频流；

步骤13，当平台分发连接方式建立成功后，SIP代理服务器会断开直连方式的视频通道，利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给后端设备，通知后端设备再次申请视频；

步骤14：当SIP代理服务器收到后端设备订阅该视频通道的请求时，会利用平台分发连接方式将后端设备与中间端设备连接起来；

后端设备与前端设备从平台分发连接方式切换到直接连接方式包括以下步骤：步骤21：当中间端设备上只剩一路视频播放时，SIP代理服务器就会等待一段时间；

步骤22：在这段时间内如果没有新的针对该视频通道的视频申请到来时，SIP代理服务器就会断开后端设备与中间端设备的视频连接，并且利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给后端设备，通知后端设备再次发送针对该通道的视频请求；

步骤23：当SIP代理服务器收到后端设备订阅该视频的请求时，会利用直接连接方式将前端设备与后端设备连接起来。

2.根据权利要求1所述的方法，其中中间端设备即对传送过来的图像进行转发、分发或存储，对报警进行联动处理。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中视频监控系统中使用的协议为SIP协议。

4.根据权利要求3所述的方法，其中SIP协议用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。

5.根据权利要求4所述的方法，其中会话是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。

6.根据权利要求5所述的方法，其中会话的参与者通过组播、网状单播或两者的混合体进行通信。

说明书

一种平安城市视频监控中的媒体连接方式智能切换方法

技术领域

[0001] 本发明应用在基于IP网络的数字视频监控系统中，该系统是以《中国电信视频监控标准3.0版》为标准进行设计，利用会话初始协议SIP（Session Initiation Protocol）来传输控制信令，利用实时传输协议RTP（Realtime Transport Protocol）来传输视频中的流媒体信息，做到信令与媒体的分开传输与管理。

背景技术

[0002] 数字视频监控系统是一种基于宽带网络为用户提供图像和各种报警信号远程采集、传输、储存、处理的全新监控系统。这是一个由前端、中间端、后端三部分组成的网络视频监控系统。前端由镜头、摄像机、云台、报警开关、视频编解码设备、主机控制设备和监控软件组成；中间端即是电信运营商提供的中心服务平台，中心服务平台具有业务平台的管理功能，并对传送过来的图像进行转发、分发或存储，对报警进行联动处理；在后端用户可在网络的任何一个接入点，无论是监控现场、监控中心或者是远端，只要通过IE浏览器或客户端软件，在通过用户认证后可任意观看视频，还可控制摄像机的角度、拉近拉远镜头、控制远端设备，并可接收报警信息。

[0003] 数字视频监控业务中的核心协议为：SIP协议（Session Initiation Protocol）。它是一个应用层的信令控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。

[0004] SIP协议的基本功能：

[0005] （1）用户定位（User location）——确定参与通信的终端；

[0006] （2）用户能力（User capabilities）——决定通信所采用的媒体和媒体参数；

[0007] （3）用户可用性（User availability）——决定被叫方是否愿意加入通信过程；

[0008] （4）呼叫建立（Call setup）——主叫方和被叫方的连接和参数的建立；

[0009] （5）呼叫终止（Call Terminated）——释放与此呼叫相关的资源。

[0010] SIP协议在数字视频监控系统中的应用可以通过使用SIP+SDP（Session Description Protocol）来建立媒体会话：使用INVITE方法来建立呼叫，使用SDP来协商媒体格式，传输地址等等。使用SIP+XML（Extensible Markup Language）来传递信令消息，使用MESSAGE方法，信令使用XML携带。采用SIP消息的重传来尽力保证消息的可靠传递。

[0011] 图1和2所示的是现有技术中的视频监控系统中用户与前端编码设备的直接连接的视频传输方式。

[0012] 如图2所示，当利用直连方式时，前端编码设备直接与客户端相连，省去了中间环节，降低了因中间环节而引起的不稳定因素，节约了带宽资源。但前端编码设备一个通道视频输出个数一般不能超过3-5个，这就使得多个用户观看一个前端编码设备通道时会出现连接受限，大大降低了视频的利用率。图2中的虚线表示连接失败。

[0013] 图3-5所示的是现有技术中的视频监控系统中用户与前端编码设备的利用平台分发服务器来转发视频的方式的视频传输方式。

[0014] 如图4所示，当使用平台分发服务器来转发视频时，在带宽允许的情况下，一个平台分发服务器最多可以使1000个左右的客户端浏览该视频，解决了连接受限的问题，使得视频能够充分地得到利用，在允许平台分发服务器级联的方式工作时，理论上可使更多的用户共享此前端编码设备。这样就使得前端设备只需输出一路视频流给平台分发服务器，由平台分发服务器将视频流转发出去，减轻前端设备在传输过程中的工作压力，将视频传输的工作交给功能更为强大的平台分发服务器去处理。

[0015] 如图5所示，在现在实际的工程上，一般是利用平台分发服务器来转发视频流，而当只有1路客户端浏览该视频时，利用平台分发服务器来转发视频又会使IP干线资源浪费，增加平台分发服务器负荷，同时由于中间环节的增多，给视频传输增加了额外的不稳定因素。

[0016] 现有技术中，当利用直连方式时，前端编码设备直接与客户端相连，省去了中间环节，降低了因中间环节而引起的不稳定因素，节约了带宽资源。但前端编码设备一个通道视频输出个数一般不能超过3-5个，这就使得多个用户观看一个前端编码设备通道时会出现连接受限，大大降低了视频的利用率。

[0017] 当使用平台分发服务器来转发视频时，在带宽允许的情况下，一个平台分发服务器最多可以使1000个左右的客户端浏览该视频，解决了连接受限的问题，使得视频能够充分地得到利用，在允许平台分发服务器级联的方式工作时，理论上可使更多的用户共享此前端编码设备。这样就使得前端编码设备只需输出一路视频流给平台分发服务器，由平台分发服务器将视频流转发出去，减轻前端编码设备在传输过程中的工作压力，将视频传输的工作交给功能更为强大的平台分发服务器去处理。在现在实际的工程上，一般是利用平台分发服务器来转发视频流，而当只有1路客户端浏览该视频时，利用平台分发服务器来转发视频又会使IP干线资源浪费，增加平台分发服务器负荷，同时由于中间环节的增多，给视频传输增加了额外的不稳定因素。

发明内容

[0018] 为克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提出一种平安城市视频监控中的媒体连接方式智能切换方法，该监控系统包括前端设备、中间端设备和后端设备，智能切换包括后端设备与前端设备从直接连接方式切换到平台分发连接方式以及从平台分发方式切换到直接连接方式。

[0019] 后端设备与前端设备从直接连接方式切换到平台分发连接方式包括以下步骤：

[0020] 步骤11：当只有一个后端设备与前端设备订阅某一前端设备的通道视频时，SIP代理服务器就会利用直接连接方式使得与后端设备连接，直接通过前端设备向后端设备传输视频流；

[0021] 步骤12：如果此时SIP代理服务器收到另外的针对该前端设备同一通道的视频订阅请求时，SIP代理服务器就会选择平台分发连接方式来传输视频流；

[0022] 步骤13，当平台分发连接方式建立成功后，SIP代理服务器会断开直连方式的视频通道，利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给后端设备，通知后端设备再次申请视频；

[0023] 步骤14：当SIP代理服务器收到后端设备订阅该视频通道的请求时，会利用平台分发连接方式将后端设备与中间端设备连接起来；

[0024] 后端设备与前端设备从平台分发连接方式切换到直接连接方式包括以下步骤：

[0025] 步骤21：当中间端设备上只剩一路视频播放时，SIP代理服务器就会等待一段时间；

[0026] 步骤22：在这段时间内如果没有新的针对该前端视频通道的视频申请到来时，SIP代理服务器就会断开后端设备与中间端设备的视频连接，并且利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给后端设备，通知后端设备再次发送针对该通道的视频请求；

[0027] 步骤23：当SIP代理服务器收到后端设备订阅该视频的请求时，会利用直接连接方式将前端设备与后端设备连接起来。

[0028] 进一步地，中间端设备即对传送过来的图像进行转发、分发或存储，对报警进行联动处理。

[0029] 进一步地，视频监控系统中使用的协议为SIP协议。

[0030] 进一步地，SIP协议用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。

[0031] 进一步地，会话是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。

[0032] 进一步地，会话的参与者通过组播、网状单播或两者的混合体进行通信。

[0033] 本发明利用智能调度技术可以充分利用直连方式和平台分发方式的优点而规避它们所存在的缺点，做到在不同的情况下调用不同的链接方式，做到取长补短。当只有一个客户订阅某一前端编码设备的通道视频时，SIP代理服务器就会利用直连方式使得前端编码设备与用户连接，直接通过前端编码设备向用户传输视频流。而在此过程中，SIP代理服务器若收到另外的针对该前端编码设备同一通道的视频订阅请求时，SIP代理服务器就会选择平台分发方式来传输视频流，同时SIP代理服务器会断开直连方式的视频通道，利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给客户端，通知客户端再次申请视频，当SIP代理服务器收到客户端订阅该视频通道的请求时，会利用平台分发方式将客户端与平台分发服务器连接起来。这样就使得前端编码设备该视频通道上输出的视频路数始终为1,充分利用平台分发服务器强大的视频转发功能来缓解前端输出设备在视频输出上的压力。

[0034] 当平台分发服务器上只剩一路视频播放时，SIP代理服务器就会等待一段时间，在这段时间内如果没有新的针对该前端视频通道的视频申请到来时，SIP代理服务器就会断开客户端与平台分发服务器的视频连接，并且利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给客户端，通知客户端再次发送针对该通道的视频请求。当SIP代理服务器收到客户端订阅该视频的请求时，会利用直连方式将前端设备与客户端连接起来，这样就做到了平台分发方式向直连方式的切换，释放平台分发服务器上的IP干线资源，缓解平台分发服务器的视频处理压力。

附图说明

[0035] 图1：客户端与前端编码设备直接连接方式示意图。

[0036] 图2：客户端与前端编码设备直接连接方式下最大连接数。

[0037] 图3：客户端与前端编码设备平台分发连接方式示意图。

[0038] 图4：级联方式下客户端与前端编码设备平台分发连接方式示意图。

[0039] 图5：客户端与前端编码设备平台分发连接方式下一路视频的平台分发示意图。

[0040] 图6：客户端与前端编码设备的直接连接方式切换到平台分发连接方式的示意图。

[0041] 图7：客户端与前端编码设备的平台分发连接方式切换到直接连接方式的示意图。

[0042] 图8：客户端与SIP代理服务器，前端编码设备间的信令与媒体的传输关系。

具体实施方式

[0043] 利用智能调度技术可以充分利用直连方式和平台分发方式的优点而规避它们所存在的缺点，做到在不同的情况下调用不同的链接方式，做到取长补短。

[0044] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0045] 图（6）说明了从直接连接方式切换到平台分发方式的步骤。当只有一个客户订阅某一前端编码设备的通道视频时，SIP代理服务器就会利用直连方式使得前端编码设备与用户连接，直接通过前端编码设备向用户传输视频流。而在此过程中，SIP代理服务器若收到另外的针对该前端编码设备同一通道的视频订阅请求时，SIP代理服务器就会选择平台分发方式来传输视频流，然后SIP代理服务器会断开直连方式的视频通道，利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给客户端，通知客户端再次申请视频，当SIP代理服务器收到客户端订阅该视频通道的请求时，会利用平台分发方式将客户端与平台分发服务器连接起来。这样就使得前端编码设备该视频通道上输出的视频路数始终为1，充分利用平台分发服务器强大的视频转发功能来缓解前端输出设备在视频输出上的压力。

[0046] 图（7）说明了从平台分发方式切换到直接连接方式的步骤。当平台分发服务器上只剩一路视频播放时，SIP代理服务器就会等待一段时间，在这段时间内如果没有新的针对该前端视频通道的视频申请到来时，SIP代理服务器就会断开客户端与平台分发服务器的视频连接，并且利用SIP协议中的MESSAGE方法，通过SIP+XML方式发送消息给客户端，通知客户端再次发送针对该通道的视频请求。当SIP代理服务器收到客户端订阅该视频的请求时，会利用直连方式将前端设备与客户端连接起来，这样就做到了平台分发方式向直连方式的切换，释放平台分发服务器上的IP干线资源，缓解平台分发服务器的视频处理压力。

[0047] 图（8）说明了信令层与媒体层分离的关系，SIP代理服务器位于信令层，通过SIP信令来对客户端与媒体分发服务器进行管理工作，而在媒体层中，客户端与媒体分发服务器是通过RTP/RTCP协议进行媒体流的传输工作。

[0048] 在实际的工程中应用智能调度技术可以根据用户数量进行直连方式与平台分发方式的自动切换，切换时会有一段时间视频流断开的情况，但此过程的延时时间只有几秒钟，不影响整个视频的观看与录制过程，所以可以应用到实际的视频监控系统中。

[0049] 以上所述，仅是本发明的较佳实例，本发明所主张的权利范围并不局限于此。本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。