網(wǎng)絡(luò)視頻錄影的快速歷史回放及事件鎖定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)視頻錄影的播放技術(shù)，尤指一種能大幅縮減錄影的歷史回放時(shí)間，且使監(jiān)視人員能在海量的回放影像數(shù)據(jù)中，快速地監(jiān)看到少量真正需關(guān)注的影像，進(jìn)而大幅減少監(jiān)視人員所耗費(fèi)的時(shí)間、精神及視力，并令監(jiān)視人員有充分時(shí)間，仔細(xì)監(jiān)看事件發(fā)生始末，并據(jù)此快速且正確地判斷出事件原因的播放方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般言，影像監(jiān)視系統(tǒng)均被設(shè)置在需要錄影存證的特定地點(diǎn)，以拍攝及錄制該特定地點(diǎn)的影像，供監(jiān)視人員監(jiān)看在該特定地點(diǎn)發(fā)生的異常事件，并據(jù)此啟動(dòng)必要應(yīng)變措施，因此，在設(shè)定及架設(shè)影像監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)，安裝人員必須將攝影機(jī)架設(shè)在特定地點(diǎn)的正確位置，以確保攝影機(jī)所獲取的影像區(qū)域能涵蓋欲監(jiān)看的全部范圍，進(jìn)而確保攝影機(jī)所獲取的影像能供監(jiān)視人員或影像辨識(shí)系統(tǒng)據(jù)此判斷異常事件發(fā)生的全貌，此外，攝影機(jī)的正確架設(shè)位置亦包括能方便調(diào)整攝影機(jī)角度及對(duì)攝影機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的位置。二十年前，傳統(tǒng)影像監(jiān)控系統(tǒng)均建構(gòu)在模擬影像監(jiān)視平臺(tái)上，模擬影像監(jiān)視平臺(tái)利用5C2V同軸線，將攝影機(jī)所獲取的美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(Nat1nal Televis1n System Committee,簡(jiǎn)稱NTSC)影像信號(hào)，傳輸至矩陣式監(jiān)視主機(jī)，再經(jīng)選擇切換后，輸出至監(jiān)視墻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)看，或存儲(chǔ)至錄影設(shè)備，模擬影像監(jiān)視平臺(tái)不僅體積龐大，價(jià)格昂貴，還需額外布線，且無(wú)法提供多人同時(shí)且任意調(diào)閱實(shí)時(shí)影像，導(dǎo)致模擬影像監(jiān)視平臺(tái)已逐漸被市場(chǎng)淘汰。
[0003]近年來(lái)，由于數(shù)字影像監(jiān)視設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)軟件的不斷推陳出新，且價(jià)格日趨便宜，各界(包括機(jī)關(guān)、公司、社區(qū)及個(gè)人)基于對(duì)環(huán)境、公共及個(gè)人安全的日漸重視，數(shù)字影像監(jiān)視系統(tǒng)的應(yīng)用及需求乃不斷擴(kuò)大及增加，且已取代前述傳統(tǒng)模擬影像監(jiān)視平臺(tái)，確定成為影像監(jiān)視市場(chǎng)的主流。數(shù)字影像監(jiān)視平臺(tái)主要采用網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)(IP CAM)獲取數(shù)字影像，或?qū)鹘y(tǒng)攝影機(jī)所獲取的模擬影像壓縮數(shù)字化后，再通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，傳輸數(shù)字影音信號(hào)，令監(jiān)視人員能在IP網(wǎng)域內(nèi)的任一點(diǎn)，監(jiān)看及錄存攝影機(jī)所獲取的影像。此外，為節(jié)省數(shù)字影像監(jiān)視平臺(tái)的視頻帶寬，數(shù)字影像監(jiān)視系統(tǒng)還必須能對(duì)攝影機(jī)所獲取及傳送的影音數(shù)據(jù)流，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲嚎s處理；目前，市場(chǎng)上較常使用的數(shù)字影音壓縮規(guī)格雖概為H.264、MPEG-4、M-JPEG等，但由于影像像素較高的攝影機(jī)能拍攝出較清晰的影像，以有效提升監(jiān)視人員或影像辨識(shí)系統(tǒng)對(duì)人物的辨識(shí)率，且有助于進(jìn)行犯罪偵防時(shí)對(duì)人臉或車牌的辨識(shí)準(zhǔn)確性，因此，在數(shù)字影像監(jiān)視平臺(tái)中使用影像像素較高的攝影機(jī)，幾乎已被認(rèn)為是勢(shì)不可擋的市場(chǎng)主流。然而，高像素?cái)z影機(jī)亦意味著，數(shù)量龐大的影音數(shù)據(jù)流未來(lái)必然充斥在IP網(wǎng)域內(nèi)，不僅占據(jù)了大部分的網(wǎng)絡(luò)帶寬，亦會(huì)占用錄影設(shè)備中大量的存儲(chǔ)空間，且導(dǎo)致影像辨識(shí)系統(tǒng)的運(yùn)算變得難度更高、更為復(fù)雜及更耗費(fèi)時(shí)間。此外，由于攝影機(jī)獲取的影像品質(zhì)極易受到拍攝角度及環(huán)境光亮度變化的影響，一旦攝影機(jī)所獲取的影像解析度不佳時(shí)，將因無(wú)法使用影像辨識(shí)系統(tǒng)，對(duì)影像進(jìn)行自動(dòng)辨識(shí)分析與后端數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，而無(wú)法在連續(xù)影像中實(shí)時(shí)且精準(zhǔn)地找出目標(biāo)，而必須在事件發(fā)生后，以人工方式，對(duì)影像逐一進(jìn)行監(jiān)看、比對(duì)及判斷，不僅耗工，亦極為費(fèi)時(shí)。有鑒于此，使用更高解析度的攝影機(jī)，以適應(yīng)不同拍攝角度及環(huán)境光變化，遂成為許多業(yè)者對(duì)高階數(shù)字影像監(jiān)視平臺(tái)的共同要求，然而，誠(chéng)如前述，更高解析度攝影機(jī)所產(chǎn)生的更大量的影像數(shù)據(jù)流，又占據(jù)了更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬及存儲(chǔ)空間，且勢(shì)必導(dǎo)致影像傳輸及自動(dòng)辨識(shí)變得更為效率不彰，而需借額外增設(shè)更高速且昂貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及中央處理器才能彌補(bǔ)，如此，惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致高階數(shù)字影像監(jiān)視平臺(tái)的價(jià)格始終居高不下，而無(wú)法被普遍使用于各界。
[0004]目前，市場(chǎng)上較常使用的影像壓縮及解壓縮技術(shù)有H.264、MPEG-4、M-JPEG等不同規(guī)格，不同規(guī)格對(duì)應(yīng)于不同的影像解析度、每秒顯示幀數(shù)、傳輸速率及存儲(chǔ)容量等特性，針對(duì)于租用一般電信公司專線帶寬傳輸數(shù)字監(jiān)視影像的用戶而言，均基于下列原則，選用其數(shù)字影像監(jiān)視平臺(tái)所使用的壓縮及解壓縮技術(shù):
[0005]1、因H.264具有最佳的壓縮率，且?guī)捈按鎯?chǔ)容量的要求皆較小，故適合于自建的有線網(wǎng)絡(luò)，然而，當(dāng)影像傳輸于不穩(wěn)定的帶寬網(wǎng)絡(luò)時(shí)，極易造成畫(huà)面模糊。
[0006]2,M-JPEG所需帶寬雖較大，但帶寬不穩(wěn)定時(shí)，卻不易影響其錄影品質(zhì)，故適合于自建的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0007]目前，錄影技術(shù)皆以數(shù)字化為主，影像錄存架構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)的后續(xù)維護(hù)及傳輸帶寬亦有相當(dāng)影響，依現(xiàn)有技術(shù)，影像存儲(chǔ)及調(diào)閱架構(gòu)主要可分為下列兩種類型:
[0008]1、前端分散式存儲(chǔ)架構(gòu):又稱“數(shù)字視頻錄影”(Digital Video Recorder,簡(jiǎn)稱DVR)分散式管理架構(gòu)1，參閱圖1所示，其攝影機(jī)10及數(shù)字錄影機(jī)11等設(shè)備均布設(shè)于前端的監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，攝影機(jī)10所獲取的影像利用數(shù)字錄影機(jī)11直接壓縮后，立即存儲(chǔ)，一般以4?16支攝影機(jī)10共用一臺(tái)數(shù)字錄影機(jī)11為最普遍的作法，因此，較適合布設(shè)于監(jiān)視地點(diǎn)分散，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)面積較大，且歷史影像以較常在現(xiàn)場(chǎng)直接復(fù)制取用為主，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)閱為輔。此種前端分散式存儲(chǔ)架構(gòu)，因現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備體積大、空間取得不易、施工難度較高、設(shè)備影響觀瞻、不適合高濕高熱的戶外環(huán)境、不易維護(hù)管理、影像調(diào)閱不便及后端監(jiān)視平臺(tái)12加值功能受限等缺點(diǎn)，一般僅適用于特定室內(nèi)區(qū)域，如:大樓中庭或停車場(chǎng)內(nèi)，應(yīng)用于監(jiān)看大樓中庭或停車場(chǎng)的環(huán)境。
[0009]2、后端集中式存儲(chǔ)架構(gòu):又稱“網(wǎng)絡(luò)視頻錄影”(Network Video Recorder,簡(jiǎn)稱NVR)分散式管理架構(gòu)2，參閱圖2所示，網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)20于現(xiàn)場(chǎng)端所獲取的影像，立即直接或通過(guò)數(shù)字視頻服務(wù)器(Digital Video Server，簡(jiǎn)稱DVS) 21，被壓縮且傳送至遠(yuǎn)端機(jī)房22存儲(chǔ)，各工作站23能直接或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨意調(diào)閱影像。由于現(xiàn)場(chǎng)端僅架設(shè)有網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)20，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備體積小，安裝簡(jiǎn)易，且較不影響觀瞻，錄影主機(jī)221則共同集中安裝于遠(yuǎn)端機(jī)房22內(nèi)，各工作站23能直接或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，連線至遠(yuǎn)端機(jī)房22，進(jìn)行影像獲取及調(diào)閱，因此，不僅能同時(shí)供多人至遠(yuǎn)端機(jī)房22中調(diào)閱影像，錄影主機(jī)221亦易于管理、維護(hù)，且安全性高，此夕卜，若錄影主機(jī)221采用高性能服務(wù)器，不僅能提供智能影像辨識(shí)及比對(duì)、加值應(yīng)用，亦易于擴(kuò)充錄影功能及容量，且能針對(duì)特定現(xiàn)場(chǎng)的需求，延長(zhǎng)特定網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)20的錄影時(shí)間、調(diào)整影像傳輸帶寬及每秒顯示張數(shù)，較適合應(yīng)用于鄰里、交通、路口、港灣等大范圍的監(jiān)視環(huán)境。
[0010]本發(fā)明主要針對(duì)前述NVR分散式管理架構(gòu)，進(jìn)行改良，現(xiàn)以各大機(jī)構(gòu)所普遍使用的數(shù)字錄影監(jiān)視系統(tǒng)的影像平臺(tái)為例，說(shuō)明目前NVR分散式管理架構(gòu)的運(yùn)作形態(tài)，參閱圖3所示，各數(shù)字錄影監(jiān)視系統(tǒng)3會(huì)在各大機(jī)構(gòu)內(nèi)外的治安重要地點(diǎn)分別建置多支網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)30，錄影廣播服務(wù)器321等設(shè)備則分別安裝于警衛(wèi)室或中控室32，其中，網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)30所獲取的影像皆以數(shù)字化方式，被壓縮為H.264(720X480，15FPS)或H.264 (1280 X 960，7FPS)等格式，再經(jīng)由租用的虛擬私人網(wǎng)絡(luò)(Virtual Private Network,簡(jiǎn)稱VPN)影像傳輸網(wǎng)絡(luò)33，立即傳送且存儲(chǔ)至各警衛(wèi)室或中控室32機(jī)房?jī)?nèi)的錄影廣播服務(wù)器321，各警衛(wèi)能通過(guò)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的使用權(quán)限，或其他人也能憑證通過(guò)所屬單位的工作站34，登入該錄影廣播服務(wù)器321后，即能直接于網(wǎng)絡(luò)上調(diào)閱影像及操作各項(xiàng)功能，某些系統(tǒng)除包括圖控、機(jī)構(gòu)位置信息、設(shè)備監(jiān)視與維護(hù)管理等系統(tǒng)功能外，還具有智能影像辨識(shí)功能，其中，圖控系統(tǒng)功能提供整體資源服務(wù)，主要具有平臺(tái)權(quán)限控管、資源分配、事件管理及電子地圖等功能，采用分散式多層架構(gòu)，使用者可通過(guò)圖控界面進(jìn)行實(shí)時(shí)影像監(jiān)看及錄制影像的歷史回放。
[0011]由以上所述可知，各數(shù)字錄影監(jiān)視系統(tǒng)均是利用錄影廣播服務(wù)器的演算軟件，對(duì)網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)所獲取的影像進(jìn)行判斷，以自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)視區(qū)域內(nèi)發(fā)生的事件狀態(tài)，再將所辨識(shí)的事件傳送至中控室的中央電腦系統(tǒng)，且發(fā)出警告，以便中央電腦系統(tǒng)進(jìn)行