專利名稱：基于分散交換方法的大規(guī)模hd-sdi視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安防領(lǐng)域，特別是視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，安防視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)從已經(jīng)普及的標(biāo)準(zhǔn)清晰圖Dl格式快速向高清化發(fā)展。當(dāng)前安防高清在全球已經(jīng)形成兩大技術(shù)陣營(yíng)，即IP高清(又稱為網(wǎng)絡(luò)高清)和HD-SDI高清(又稱為HD-CCTV )。IP高清已經(jīng)在中國(guó)乃至全球成為高清的主流技術(shù)，其遠(yuǎn)高出標(biāo)清的清晰度，較低的傳輸數(shù)據(jù)率和借助以太網(wǎng)靈活強(qiáng)大的互聯(lián)互通能力被廣泛使用。但是IP高清仍然存在這樣的缺點(diǎn)IP高清需要對(duì)視頻圖像進(jìn)行壓縮、編碼，圖像在被壓縮后質(zhì)量會(huì)降低，還會(huì)帶 來(lái)編解碼延遲同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中的掉包和缺乏可靠的QoS(服務(wù)質(zhì)量，是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制，是用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問(wèn)題的一種技術(shù)。)機(jī)制導(dǎo)致圖像顯示不流暢等問(wèn)題。近2年來(lái)HD-SDI已經(jīng)成為中國(guó)安防市場(chǎng)的熱點(diǎn)。SDI是誕生于上世紀(jì)廣播電視的非壓縮視頻傳輸接口格式，包括標(biāo)清的SDI、隔行掃描1080i的HD-SDI以及逐行掃描1080p的3G-SDI。原來(lái)這些非壓縮的視頻數(shù)字接口僅用于演播室的攝/錄/編/播系統(tǒng)。由于其廣播級(jí)的極其清晰的無(wú)壓縮和無(wú)延時(shí)的圖像效果，成為對(duì)圖像有更高要求的應(yīng)用技術(shù)。現(xiàn)有的HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I。當(dāng)前的HD-SDI系統(tǒng)架構(gòu)是遠(yuǎn)端的HD-SDI攝像機(jī)采集視頻圖像，每臺(tái)攝像機(jī)通過(guò)光端機(jī)接入光纖網(wǎng)絡(luò)，所有的遠(yuǎn)端接入圖像通過(guò)光端機(jī)(無(wú)論是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)、環(huán)形冗余、匯聚等)經(jīng)由光纖傳輸?shù)街行亩说母鱾€(gè)光接收機(jī)，各個(gè)光接收機(jī)的輸出端與HD-SDI分配器連接，HD-SDI分配器一方面用于將各路光接收機(jī)輸出的圖像輸送至HD-SDI編碼存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行有損壓縮編碼并存儲(chǔ)，HD-SDI分配器另一方面用戶將各個(gè)光接收機(jī)輸出的圖像送往HD-SDI矩陣輸出單元，HD-SDI矩陣輸出單元輸出圖像到顯示系統(tǒng)顯示圖像。具體說(shuō)來(lái)，當(dāng)前HD-SDI圖像監(jiān)控系統(tǒng)具有以下缺點(diǎn)
I.在現(xiàn)有的HD-SDI系統(tǒng)中，無(wú)論遠(yuǎn)端有多少路圖像都需要全部傳輸?shù)街行亩说腍D-SDI矩陣輸出單元，中心端HD-SDI矩陣輸出單元的容量為MXN，其中M為每路通道輸入視頻數(shù)量的總和，N為輸出到顯示終端的通道數(shù)量總和。一旦系統(tǒng)擴(kuò)容(例如遠(yuǎn)端攝像機(jī)數(shù)量增加)，中心端矩陣或者必須淘汰原有小容量矩陣而重新購(gòu)買更大型的矩陣，或者是采購(gòu)可以擴(kuò)容的矩陣，導(dǎo)致系統(tǒng)造價(jià)大幅提升。2.由于HD-SDI的單路信號(hào)速率高達(dá)I. 485G，而當(dāng)前安防主流的光模塊速率是
I.25G和2. 5G，所以單波長(zhǎng)光纖只能傳輸I路高清圖像信號(hào)，從而使得當(dāng)前的HD-SDI光端機(jī)主要以單路為主。多路的光端機(jī)通常都是采用CWDM波分復(fù)用技術(shù)，即在一芯光纖上傳輸多個(gè)不同的光波長(zhǎng)來(lái)解決多路傳輸?shù)膯?wèn)題，理論上最多可以將16個(gè)波長(zhǎng)組合在一起在一芯光纖上傳輸16路HD-SDI圖像。由于CWDM激光器和波分復(fù)用器的成本較高，采用CWDM波分復(fù)用技術(shù)的代價(jià)是設(shè)備成本居高不下，故要將所有的圖像都傳輸?shù)奖O(jiān)控中心將導(dǎo)致極大的傳輸成本。3.即使采用IOG乃至更高速率的光模塊和時(shí)分復(fù)用技術(shù)在單波長(zhǎng)上傳輸更多的HD-SDI視頻圖像，要將成百上千乃至上萬(wàn)的圖像集中全部傳輸?shù)奖O(jiān)控中心仍然導(dǎo)致較高的傳輸成本。因此傳統(tǒng)的系統(tǒng)方法導(dǎo)致傳輸設(shè)備成本較高和占用光纖較多、矩陣系統(tǒng)成本高是當(dāng)前HD-SDI系統(tǒng)解決方案的一個(gè)大問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種低成本的基于分散交換方法的大規(guī)模HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)。
本發(fā)明中的HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控方法，為在遠(yuǎn)端光接入單元中將HD-SDI攝像機(jī)輸入的視頻圖像分為完全相同的兩路，再對(duì)其中一路視頻圖像進(jìn)行無(wú)損壓縮，對(duì)另一路視頻圖像進(jìn)行有損壓縮，之后選擇部分無(wú)損壓縮視頻圖像及全部有損壓縮視頻圖像傳輸給中心端。具體的，包括步驟I :HD_SDI攝像機(jī)采集視頻圖像；
步驟2 =HD-SDI攝像機(jī)將視頻圖像傳輸給遠(yuǎn)端光接入單元；
步驟3 :遠(yuǎn)端光接入單元將輸入視頻圖像分為相同的兩路，并對(duì)其中一路視頻圖像進(jìn)行無(wú)損壓縮，對(duì)另一路視頻圖像進(jìn)行有損壓縮；將無(wú)損壓縮后的視頻圖像及有損壓縮后的視頻圖像傳輸?shù)綌?shù)據(jù)復(fù)用交換單元；
步驟4 :數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元將部分無(wú)損壓縮視頻圖像及全部的有損壓縮視頻圖像按照復(fù)用協(xié)議打包后傳輸給光信號(hào)收發(fā)單元；
步驟5 :光信號(hào)收發(fā)單元將收到的視頻圖像數(shù)據(jù)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給HD-SDI視頻光接收單元；
步驟6 =HD-SDI視頻光接收單元提取無(wú)損壓縮的視頻圖像及有損壓縮的視頻圖像，將無(wú)損壓縮的視頻圖像輸出給HD-SDI矩陣輸出單元，同時(shí)還將有損壓縮的視頻圖像輸出給網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)；
步驟7 =HD-SDI矩陣輸出單元將圖像輸出到顯示系統(tǒng)顯示無(wú)損壓縮的視頻圖像。優(yōu)選地，還包括當(dāng)網(wǎng)絡(luò)終斷時(shí)，遠(yuǎn)端光接入單元將全部無(wú)損壓縮視頻圖像及有損壓縮視頻圖像存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器的步驟；以及當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)，遠(yuǎn)端光接入單元將本地存儲(chǔ)器中無(wú)損壓縮視頻圖像的一部分及全部有損壓縮視頻圖像按照復(fù)用協(xié)議打包發(fā)送給光信號(hào)收發(fā)單元，光信號(hào)收發(fā)單元將視頻圖像數(shù)據(jù)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給HD-SDI視頻光接收單元的步驟。本發(fā)明中的HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)端光接入單元及中心端；所述中心端與遠(yuǎn)端光接入單元連接；遠(yuǎn)端光接入單元用于接收HD-SDI攝像機(jī)輸出的視頻圖像；
所述遠(yuǎn)端光接入單元具有數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元、HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元、光信號(hào)收發(fā)單元、無(wú)損壓縮單元及有損壓縮單元；HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元用于連接HD-SDI攝像機(jī)的輸出端；HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元的一個(gè)輸出端與無(wú)損壓縮單元連接，HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元的另一個(gè)輸出端與有損壓縮單元連接；無(wú)損壓縮單元的輸出端及有損壓縮單元的輸出端均與數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元連接；數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元與光信號(hào)收發(fā)單元具有信號(hào)連接；光信號(hào)收發(fā)單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與中心端連接；
所述中心端具有HD-SDI視頻光接收單元、HD-SDI矩陣輸出單元、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)；HD-SDI視頻光接收單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端光接入單元連接；HD-SDI視頻光接收單元的HD-SDI輸出端與HD-SDI矩陣輸出單元連接，HD-SDI視頻光接收單元的有損壓縮圖像輸出端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)連接；所述HD-SDI矩陣輸出單元與顯示系統(tǒng)具有信號(hào)連接。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)端光接入單元還包含存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)復(fù)用與交換單元連接。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)端光接入單元具有多臺(tái)；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在按照總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，最后一臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元與所述HD-SDI視頻光接收單元連接。 優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)端光接入單元具有多臺(tái)；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在環(huán)形線路上，環(huán)形線路兩端的遠(yuǎn)端光接入單元均與所述HD-SDI視頻光接收單元連接。優(yōu)選地，包括多個(gè)HD-SDI視頻光接收單元；各個(gè)HD-SDI視頻光接收單元分別接有一遠(yuǎn)端光接入單元組；各個(gè)HD-SDI視頻光接收單元的一個(gè)輸出端與HD-SDI矩陣輸出單元連接。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)端光接入單元組中至少一組具有多個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在按照總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，最后一臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元與一臺(tái)HD-SDI視頻光接收單元連接。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)端光接入單元組中至少一組具有多個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在環(huán)形線路上，環(huán)形線路兩端的遠(yuǎn)端光接入單元均與同一臺(tái)HD-SDI視頻光接收單元連接。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是
1.本發(fā)明中的遠(yuǎn)端光接入單元具有無(wú)損壓縮圖像功能，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)端無(wú)損壓縮編碼，大大減少了實(shí)際傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)容量，降低了傳輸成本；
2.本發(fā)明在遠(yuǎn)端同時(shí)具有有損壓縮圖像功能，僅將有損壓縮的圖像全部傳輸?shù)奖O(jiān)控中心進(jìn)行存儲(chǔ)。3.本發(fā)明中的遠(yuǎn)端光接入單元具有數(shù)據(jù)交換，將部分高清視頻圖像傳輸給中心端矩陣輸出單元，在大幅度減少傳輸圖像路數(shù)從而降低傳輸成本的同時(shí)也大幅度降低了中心端矩陣規(guī)模和成本。4.本發(fā)明中的遠(yuǎn)端光接入單元還具有存儲(chǔ)器，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端的本地應(yīng)急存儲(chǔ)，當(dāng)傳輸中斷時(shí)，遠(yuǎn)端可以存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)，當(dāng)傳輸接通時(shí)可以將本地存儲(chǔ)視頻圖像上傳中心端，保證了圖像監(jiān)控系統(tǒng)的連續(xù)性、提高了圖像監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。5.由于采用了分散交換的方法，僅傳輸部分(為監(jiān)控中心需要實(shí)時(shí)顯示的通道數(shù)量)非壓縮HD-SDI圖像到中心端，在一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、級(jí)聯(lián)節(jié)點(diǎn)、匯聚、環(huán)形等)中可以接入遠(yuǎn)超過(guò)需要傳輸?shù)穆窋?shù)的圖像，因此本發(fā)明能夠支持更多數(shù)量的遠(yuǎn)端光接入單元，進(jìn)而擴(kuò)大監(jiān)控規(guī)模。


圖I是現(xiàn)有的HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明中的HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本發(fā)明中遠(yuǎn)端光接入單元的原理框圖。
具體實(shí)施例方式本說(shuō)明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。 圖2顯示的是本發(fā)明中的HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施例，包括遠(yuǎn)端光接入單元及中心端。所述中心端與遠(yuǎn)端光接入單元連接，遠(yuǎn)端光接入單元連接有HD-SDI攝像機(jī)。進(jìn)一步，中心端包括HD-SDI視頻光接收單元、以太網(wǎng)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)、HD-SDI矩陣輸出單元及顯示系統(tǒng)。本實(shí)施例中，HD-SDI視頻光接收單元數(shù)量為3，當(dāng)然本發(fā)明中HD-SDI視頻光接收單元可以為I臺(tái)，也可以為5臺(tái)甚至更多，并不局限為3臺(tái)。其中，第一 HD-SDI視頻光接收單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與一臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，該遠(yuǎn)端光接入單元連接至少一臺(tái)HD-SDI攝像機(jī)。第二 HD-SDI視頻光接收單元連接一遠(yuǎn)端光接入單元組,該遠(yuǎn)端光接入單元組包括多臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元，各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元為節(jié)點(diǎn)式連接，即各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在一根主光纖上，第二 HD-SDI視頻光接收單元與該主光纖上的最后一臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元連接HD-SDI視頻光接收單元連接一遠(yuǎn)端光接入單元組,每臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元均具有至少一臺(tái)HD-SDI攝像機(jī)。第三HD-SDI視頻光接收單元也連接一遠(yuǎn)端光接入單元組,該組中的遠(yuǎn)端光接入單元按照環(huán)形冗余方式連接，即各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在環(huán)形線路上，環(huán)形線路兩端的遠(yuǎn)端光接入單元均與第三HD-SDI視頻光接收單元連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在一個(gè)視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中可以有多路HD-SDI視頻光接收單元，每路HD-SDI視頻光接收單元均可以連接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)式或者環(huán)形冗余方式連接的遠(yuǎn)端光接入單元或遠(yuǎn)端光接入單元組。當(dāng)然，遠(yuǎn)端光接入單元也可以按照其他方式連接，例如匯聚方式。各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元按照一定的復(fù)用協(xié)議將視頻圖像打包通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給中心端。其中，所述的復(fù)用協(xié)議可以是時(shí)分復(fù)用或碼分復(fù)用等。本實(shí)施例中的所述3臺(tái)HD-SDI視頻光接收單元的一個(gè)輸出端與HD-SDI矩陣輸出單元連接，另一個(gè)輸出端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)連接。所述HD-SDI矩陣輸出單元與顯示系統(tǒng)具有信號(hào)連接。圖3是本發(fā)明遠(yuǎn)端光接入單元一個(gè)具體實(shí)施例的原理框圖，具有包含數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元的控制單元、HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元、光信號(hào)收發(fā)單元、無(wú)損壓縮單元及有損壓縮單元。HD-SDI攝像機(jī)的輸出端與HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元連接，HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元的一個(gè)輸出端與無(wú)損壓縮單元連接，HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元的另一個(gè)輸出端與有損壓縮單元連接，無(wú)損壓縮單元的輸出端及有損壓縮單元的輸出端均與數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元連接；數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元與光信號(hào)收發(fā)單元具有信號(hào)連接；光信號(hào)收發(fā)單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與中心端的HD-SDI視頻光接收單元信號(hào)連接。數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元用于選擇部分無(wú)損壓縮的視頻圖像及全部的有損壓縮圖像按照一定的復(fù)用協(xié)議打包，并傳輸給光信號(hào)收發(fā)單元。其中無(wú)損壓縮單元可以選用但不限于MJPEG芯片，有損壓縮單元選用但不限于H. 264壓縮方式的芯片。本發(fā)明中HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)的工作流程是遠(yuǎn)端光接入單元接收HD-SDI攝像機(jī)輸出的視頻圖像，其HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元將收到的視頻圖像分為完全相同的兩路，一路送入無(wú)損壓縮單元，另一路送入有損壓縮單元。經(jīng)過(guò)壓縮后的圖像傳輸至數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元，數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元將經(jīng)過(guò)有損壓縮的全部圖像及部分無(wú)損壓縮圖像按照某種復(fù)用協(xié)議(例如時(shí)分復(fù)用或碼分復(fù)用等)打包后傳輸給光信號(hào)收發(fā)單元。
光信號(hào)收發(fā)單元通過(guò)光纖將視頻圖像數(shù)據(jù)傳輸給中心端的HD-SDI視頻光接收單元，HD-SDI視頻光接收單元提取視頻圖像數(shù)據(jù)，將有損壓縮的視頻圖像傳輸通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)傳輸給網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)還將經(jīng)過(guò)無(wú)損壓縮的視頻圖像傳輸給HD-SDI矩陣輸出單元，HD-SDI矩陣輸出單元對(duì)無(wú)損壓縮視頻圖像解壓并輸出標(biāo)準(zhǔn)的HD-SDI信號(hào)到顯示系統(tǒng)顯示高清視頻。為了增加系統(tǒng)的可靠性，上述遠(yuǎn)端光接入單元實(shí)施例還具有一種變形，即是還包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器與控制單元連接。當(dāng)遠(yuǎn)端光接入單元的控制單元檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)傳輸中斷時(shí)，控制單元控制數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元將全部無(wú)損壓縮視頻圖像及有損壓縮視頻圖像存儲(chǔ)到儲(chǔ)存器中，當(dāng)控制單元檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)傳輸恢復(fù)后，控制單元控制數(shù)據(jù)復(fù)用交換單元將本地存儲(chǔ)的全部有損壓縮視頻圖像上傳至中心端，同時(shí)根據(jù)設(shè)定條件選擇性的將本地存儲(chǔ)的無(wú)損壓縮視頻圖像中的一部分上傳至中心端?？刂茊卧x擇無(wú)損壓縮圖像可以有以下三種主要條件
I.人為指定。一般來(lái)說(shuō)，中心端的矩陣連接有控制鍵盤，用于接收用戶的指令。用戶可以通過(guò)鍵盤指定需要上傳某一遠(yuǎn)端的某一路無(wú)損高清視頻圖像交換上傳到矩陣輸出單元，矩陣輸出單元通過(guò)HD-SDI視頻光接收單元、光纖將用戶指令發(fā)送，被指定的遠(yuǎn)端光接入單元收到指令后將指定的無(wú)損壓縮視頻圖像上傳。2.事件觸發(fā)。例如，在遠(yuǎn)端光接入單元處增加紅外線傳感器，傳感器的輸出端與控制單元連接，當(dāng)被監(jiān)控區(qū)域有人出現(xiàn)時(shí)紅外傳感器將此情況報(bào)告給控制單元，控制單元控制數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元將此時(shí)的無(wú)損壓縮視頻圖像上傳。3.程序設(shè)定。例如，數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置將某些無(wú)損壓縮視頻圖像上傳。若將MJPEG無(wú)損壓縮技術(shù)用于HD-SDI圖像的壓縮，可將高達(dá)I. 485Gbps的原始視頻速率壓縮到80Mbps以內(nèi)。這樣藉由當(dāng)前成熟的I. 25Gbps或2. 5Gbps時(shí)分復(fù)用等通訊技術(shù)可以在一個(gè)光波長(zhǎng)里傳輸高達(dá)2(Γ30路的HD-SDI信號(hào)，如果加上CWDM技術(shù)的16個(gè)有效波長(zhǎng)復(fù)用傳輸可以在一芯光纖上傳輸高達(dá)數(shù)百路的高清HD-SDI圖像，且圖像沒有任何損失、幾乎覺察不到的延時(shí)(大約50毫秒)。由于本發(fā)明將交換放在遠(yuǎn)端，以傳輸系統(tǒng)而言，假設(shè)傳輸1000路圖像來(lái)簡(jiǎn)單計(jì)算，原有系統(tǒng)需要傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)容量是1485Gbps，而本發(fā)明(假設(shè)中心端屏幕顯示需要32路無(wú)損壓縮的高清視頻圖像)僅需要傳輸47. 5Gbps，傳輸容量降低了 96. 7% ;加上全部上傳的H. 264壓縮圖像數(shù)據(jù)(假設(shè)每路圖像4Mbps) 1000X4M=4Gbps,總傳輸容量也僅為47. 5+4=51. 5Gbps，總傳輸容量降低降低96. 5%。可見本發(fā)明將大大降低傳輸數(shù)據(jù)容量，直接導(dǎo)致系統(tǒng)成本大幅度下降。同時(shí)中心端矩陣不再需要構(gòu)建一個(gè)1000路輸入的大型矩陣，而只是一臺(tái)具有32路輸出能力的矩陣輸出設(shè)備單元加上遠(yuǎn)端光接入單元(即光發(fā)射機(jī))傳輸?shù)街行牡慕邮赵O(shè)備即可構(gòu)成中心端接收和交換系統(tǒng)，也將大大節(jié)約系統(tǒng)造價(jià)成本。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書中披露的
新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控方法，其特征在于，在遠(yuǎn)端光接入單元中將HD-SDI攝像機(jī)輸入的視頻圖像分為完全相同的兩路，再對(duì)其中一路視頻圖像進(jìn)行無(wú)損壓縮，對(duì)另一路視頻圖像進(jìn)行有損壓縮，之后選擇部分無(wú)損壓縮視頻圖像及全部有損壓縮視頻圖像傳輸給中心端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控方法，其特征在于，包括 步驟I :HD-SDI攝像機(jī)采集視頻圖像； 步驟2 =HD-SDI攝像機(jī)將視頻圖像傳輸給遠(yuǎn)端光接入單元； 步驟3 :遠(yuǎn)端光接入單元將輸入視頻圖像分為相同的兩路，并對(duì)其中一路視頻圖像進(jìn)行無(wú)損壓縮，對(duì)另一路視頻圖像進(jìn)行有損壓縮；將無(wú)損壓縮后的視頻圖像及有損壓縮后的視頻圖像傳輸?shù)綌?shù)據(jù)復(fù)用及交換單元； 步驟4 :數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元將部分無(wú)損壓縮視頻圖像及全部的有損壓縮視頻圖像按照復(fù)用協(xié)議打包后傳輸給光信號(hào)收發(fā)單元； 步驟5 :光信號(hào)收發(fā)單元將收到的視頻圖像數(shù)據(jù)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給HD-SDI視頻光接收單元； 步驟6 =HD-SDI視頻光接收單元提取無(wú)損壓縮的視頻圖像及有損壓縮的視頻圖像，將無(wú)損壓縮的視頻圖像輸出給HD-SDI矩陣輸出單元，同時(shí)還將有損壓縮的視頻圖像輸出給網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)； 步驟7 =HD-SDI矩陣輸出單元將圖像輸出到顯示系統(tǒng)顯示無(wú)損壓縮的視頻圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控方法，其特征在于，還包括當(dāng)網(wǎng)絡(luò)終斷時(shí)，遠(yuǎn)端光接入單元將全部無(wú)損壓縮視頻圖像及有損壓縮視頻圖像存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器的步驟；以及當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)，遠(yuǎn)端光接入單元將本地存儲(chǔ)器中無(wú)損壓縮視頻圖像的一部分及全部有損壓縮視頻圖像按照復(fù)用協(xié)議打包發(fā)送給光信號(hào)收發(fā)單元，光信號(hào)收發(fā)單元將視頻圖像數(shù)據(jù)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸給HD-SDI視頻光接收單元的步驟。
4.一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括遠(yuǎn)端光接入單元及中心端；所述中心端與遠(yuǎn)端光接入單元連接；遠(yuǎn)端光接入單元用于接收HD-SDI攝像機(jī)輸出的視頻圖像； 所述遠(yuǎn)端光接入單元具有數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元、HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元、光信號(hào)收發(fā)單元、無(wú)損壓縮單元及有損壓縮單元；HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元用于連接HD-SDI攝像機(jī)的輸出端；HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元的一個(gè)輸出端與無(wú)損壓縮單元連接，HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元的另一個(gè)輸出端與有損壓縮單元連接；無(wú)損壓縮單元的輸出端及有損壓縮單元的輸出端均與數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元連接；數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元與光信號(hào)收發(fā)單元具有信號(hào)連接；光信號(hào)收發(fā)單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與中心端連接； 所述中心端具有HD-SDI視頻光接收單元、HD-SDI矩陣輸出單元、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)；HD-SDI視頻光接收單元通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端光接入單元連接；HD-SDI視頻光接收單元的HD-SDI輸出端與HD-SDI矩陣輸出單元連接，HD-SDI視頻光接收單元的有損壓縮圖像輸出端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)連接；所述HD-SDI矩陣輸出單元與顯示系統(tǒng)具有信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)端光接入單元還包含存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)復(fù)用與交換單元連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)端光接入單元具有多臺(tái)；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在按照總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，最后一臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元與所述HD-SDI視頻光接收單元連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)端光接入單元具有多臺(tái)；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在環(huán)形線路上，環(huán)形線路兩端的遠(yuǎn)端光接入單元均與所述HD-SDI視頻光接收單元連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)HD-SDI視頻光接收單元；各個(gè)HD-SDI視頻光接收單元分別接有一遠(yuǎn)端光接入單元組；各個(gè)HD-SDI視頻光接收單元的一個(gè)輸出端與HD-SDI矩陣輸出單元連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)端光接入單元組中至少一組具有多個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在按照總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，最后一臺(tái)遠(yuǎn)端光接入單元與一臺(tái)HD-SDI視頻光接收單元連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種HD-SDI高清視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)端光接入單元組中至少一組具有多個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元；各個(gè)遠(yuǎn)端光接入單元連接在環(huán)形線路上，環(huán)形線路兩端的遠(yuǎn)端光接入單元均與同一臺(tái)HD-SDI視頻光接收單元連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于分散交換方法的大規(guī)模HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)及方法，涉及安防領(lǐng)域，旨在提供一種低成本的大規(guī)模HD-SDI視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)及方法。本發(fā)明方法的技術(shù)要點(diǎn)包括在遠(yuǎn)端光接入單元中對(duì)HD-SDI攝像機(jī)輸入的視頻圖像進(jìn)行無(wú)損壓縮并基于遠(yuǎn)端光接入單元的交換功能選擇部分視頻圖像傳輸給中心端等。本發(fā)明系統(tǒng)裝置的技術(shù)要點(diǎn)包括遠(yuǎn)端光接入單元及中心端；所述中心端與遠(yuǎn)端光接入單元連接；遠(yuǎn)端光接入單元連接有HD-SDI攝像機(jī)；所述遠(yuǎn)端光接入單元具有數(shù)據(jù)復(fù)用及交換單元、HD-SDI信號(hào)均衡及分配單元、光信號(hào)收發(fā)單元、無(wú)損壓縮單元及有損壓縮單元；所述中心端具有HD-SDI視頻光接收單元、HD-SDI矩陣輸出單元、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)等。
文檔編號(hào)H04N5/268GK102891990SQ201210396619
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者劉明學(xué) 申請(qǐng)人:劉明學(xué)