本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障檢測及故障定位領(lǐng)域，具體來說，涉及視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障自動識別提醒及故障位置自動檢測并主動告警的方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著視頻采集設(shè)備(各種攝像頭等)安裝數(shù)量的日益增多,以及智慧城市和公共安全需求的日益增長,視頻監(jiān)控成為安防、管理、遠(yuǎn)程信息獲取的重要手段。視頻采集設(shè)備獲取的實(shí)時視頻資源編碼后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，經(jīng)過視頻解碼實(shí)時投送至視頻墻。監(jiān)控人員通過觀察視頻墻上的多塊視頻畫面來監(jiān)控場所、對象等內(nèi)容。隨著對監(jiān)控精度和范圍的需求逐步增強(qiáng)，視頻采集設(shè)備的數(shù)量和傳輸至監(jiān)控中心的視頻資源急劇增長。國內(nèi)的視頻采集設(shè)備數(shù)量正在以每年20％的數(shù)量逐漸增加。然而視頻采集設(shè)備的質(zhì)量不一，且隨著時間的增長以及某些特殊環(huán)境或人為的原因，視頻采集設(shè)備及傳輸網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)各種故障，導(dǎo)致所要監(jiān)控的區(qū)域和對象無法全部被記錄下來。這就會導(dǎo)致在取證或者想要查看的時候，發(fā)現(xiàn)視頻是沒有的或者模糊不清的，甚至是被人為篡改過的，這會造成極大的安全隱患。因此，需要在視頻攝像采集裝置以及傳輸網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題的時候，及時檢測故障的發(fā)生并能夠識別出故障發(fā)生的具體位置，以供維護(hù)人員能夠及時進(jìn)行檢查和維修。

基于此，研究及開發(fā)人員提出了各種各樣關(guān)于視頻監(jiān)控故障檢測及故障定位的解決方法。例如，國內(nèi)專利公開了一種無參考的視頻監(jiān)控圖像模糊質(zhì)量檢測裝置(申請?zhí)?01220072572.7)，該方法通過在監(jiān)控數(shù)據(jù)中心，對視頻采集設(shè)備傳輸回的視頻畫面進(jìn)行視頻畫面進(jìn)行檢測，識別出視頻出現(xiàn)的模糊畫面，及時報警，提醒維護(hù)人員進(jìn)行維修。例如，一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)檢測裝置(申請?zhí)?00920126385.0),由信號源發(fā)生裝置和自動分析儀兩部分構(gòu)成，可對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的隨機(jī)信噪比、同步幅度、白條幅度、亮度非線性、幅頻特性等視頻指標(biāo)進(jìn)行測試。再例如，基于視頻檢測及綜合網(wǎng)管的網(wǎng)絡(luò)視頻故障定位系統(tǒng)及方法(申請?zhí)?01110321813.7)，視頻質(zhì)量檢測服務(wù)器根據(jù)從網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺獲取視頻圖像后進(jìn)行檢測，結(jié)合檢測結(jié)果中故障視頻流傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)信息，實(shí)現(xiàn)故障定位。

對于目前關(guān)于視頻監(jiān)控故障檢測及故障定位的方法，目前的方法設(shè)備設(shè)計過于復(fù)雜，且通過視頻畫面識別來發(fā)現(xiàn)視頻故障效率較低且容易出錯。最重要的是，當(dāng)視頻傳輸過程中，視頻信號被其他非法信號篡改后，畫面仍然清晰，通過目前這種方法，檢測不出此種人為故障的產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上分析，本發(fā)明旨在提出一種簡單易用且準(zhǔn)確率較高的視頻故障檢測和故障定位的方法及裝置，能夠識別設(shè)備自然故障和人為故障，提高視頻監(jiān)控的安全性和穩(wěn)定性。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種基于檢測幀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障識別、定位及告警系統(tǒng)，包括視頻采集設(shè)備、視頻傳輸設(shè)備、視頻處理設(shè)備和視頻播放設(shè)備，還包括：

檢測幀生成及插入設(shè)備，設(shè)置在所述視頻采集設(shè)備和視頻傳輸設(shè)備之間，用于生成檢測幀，并將所述檢測幀規(guī)律地插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中；

檢測幀識別及故障定位設(shè)備，設(shè)置在所述視頻處理設(shè)備之后，通過識別檢測幀在視頻流中出現(xiàn)的位置來判斷是否有視頻幀丟失或者是否有人為篡改視頻幀的故障發(fā)生。

根據(jù)本發(fā)明提出的基于檢測幀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障識別、定位及告警系統(tǒng)，所述檢測幀攜帶有路由信息，當(dāng)所述檢測幀識別及故障定位設(shè)備識別出有故障發(fā)生時，通過最后一個檢測幀攜帶的路由信息進(jìn)行故障定位。

根據(jù)本發(fā)明提出的基于檢測幀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障識別、定位及告警系統(tǒng)，所述檢測幀被規(guī)律性地插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中，例如，按照等差序列、等比序列或者斐波那契數(shù)列的形式將檢測幀插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中。

本發(fā)明還提供一種基于檢測幀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障識別、定位及告警方法，包括視頻采集、視頻傳輸、視頻處理和視頻播放的步驟，其中：

在所述視頻采集和視頻傳輸?shù)牟襟E之間，還包括生成及插入檢測幀的步驟，用于生成檢測幀，并將所述檢測幀規(guī)律地插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中；

在所述視頻處理的步驟之后，還包括識別檢測幀及故障定位的步驟，用于通過識別檢測幀在視頻流中出現(xiàn)的位置來判斷是否有視頻幀丟失或者是否有人為篡改視頻幀的故障發(fā)生。

根據(jù)本發(fā)明提出的基于檢測幀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障識別、定位及告警方法，其中，所述檢測幀攜帶有路由信息，當(dāng)所述檢測幀識別及故障定位設(shè)備識別出有故障發(fā)生時，通過最后一個檢測幀攜帶的路由信息進(jìn)行故障定位。

根據(jù)本發(fā)明提出的基于檢測幀的視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障識別、定位及告警方法，其中，所述檢測幀被規(guī)律性地插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中。例如，按照等差序列、等比序列或者斐波那契數(shù)列的形式將檢測幀插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)上的功能擴(kuò)展示意圖；

圖3為本發(fā)明中檢測幀插入及識別報警設(shè)備功能示意圖；

圖4為本發(fā)明中檢測幀識別、故障定位及主動告警設(shè)備功能示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的總體思路是：在現(xiàn)有的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)播放整個系統(tǒng)之上，對視頻在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程中，增加視頻檢測幀，視頻檢測幀被規(guī)律地插入到正常的視頻數(shù)據(jù)傳輸幀文件中。如圖1所示，為一種典型的傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括視頻采集、視頻傳輸、視頻處理和視頻播放等部分?；诖?，在視頻傳輸至視頻處理服務(wù)器106供用戶查看之前，視頻處理服務(wù)器106通過識別檢測幀在視頻流中出現(xiàn)的位置來判斷是否有視頻幀丟失或者是否有人為篡改視頻幀的故障產(chǎn)生。在檢測幀傳輸過程中，檢測幀會記錄傳輸過程中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備的信息，例如路由器/交換機(jī)105等其它路由設(shè)備。當(dāng)視頻處理服務(wù)器106檢測到視頻出現(xiàn)故障的時候，視頻處理服務(wù)器106會按照檢測幀攜帶的路由信息判斷故障發(fā)生的具體位置。

圖2為本發(fā)明在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)上的功能擴(kuò)展示意圖，其中的201至208與圖1中的101至108相同，相較于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，本發(fā)明添加兩個主要的功能設(shè)備：檢測幀生成及插入設(shè)備209以及檢測幀識別、故障定位及主動告警設(shè)備210。檢測幀生成及插入設(shè)備209用于在視頻采集設(shè)備或采集視頻之后網(wǎng)絡(luò)傳輸之前進(jìn)行視頻編碼的時候規(guī)律性地生成檢測幀，并將檢測幀插入到視頻幀中，隨視頻幀通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至視頻處理服務(wù)器206，視頻處理服務(wù)器接收到視頻幀之后進(jìn)行處理，并識別檢測幀，判斷視頻是否因網(wǎng)絡(luò)傳輸而導(dǎo)致丟幀的現(xiàn)象出現(xiàn)、是否有人為故障產(chǎn)生。當(dāng)檢測出現(xiàn)視頻監(jiān)控故障時，視頻處理服務(wù)器106中的檢測幀識別及故障定位設(shè)備會按照最后一次收到的檢測幀中攜帶的路由信息，對路由中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備(路由器、交換機(jī)等其它設(shè)備)進(jìn)行詢問操作，例如，Windows系統(tǒng)中的Ping工具。詢問到某個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問題時，便記錄節(jié)點(diǎn)信息，在顯示器107中顯示出來，提醒用戶108進(jìn)行及時的維修。

請繼續(xù)參閱圖3，為本發(fā)明中檢測幀插入及識別報警設(shè)備功能示意圖。目前現(xiàn)有技術(shù)中廣泛使用的視頻編解碼協(xié)議定義了三種幀，包括完整編碼的幀I幀，參考之前的I幀生成的只包含差異部分編碼的幀P幀，還有一種參考前后的幀編碼的幀B幀。簡而言之，在視頻從視頻采集設(shè)備中采集視頻301之后，視頻經(jīng)過編碼設(shè)備之后，會變成三種視頻幀，I幀、B幀或P幀。I幀是頭幀，頭幀之后的視頻內(nèi)容，根據(jù)協(xié)定，將進(jìn)行B幀或者P幀編碼。

如圖3所示，在采集的視頻被編碼設(shè)備302編碼后，在進(jìn)入傳輸網(wǎng)絡(luò)之前，檢測幀生成及插入設(shè)備303對編碼后的視頻幀流按照一定的間隔插入檢測幀D幀(Detection Frame)。檢測幀和視頻幀經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸至最終的視頻處理服務(wù)器305，視頻處理服務(wù)器305中存在檢測幀識別及主動告警設(shè)備306，此設(shè)備用于識別插在視頻幀中的檢測幀。

其中，檢測幀插入的順序可以按照預(yù)設(shè)的策略，例如間隔N個視頻幀插入一個檢測幀D，此時在視頻處理端，按照每隔N個視頻幀檢測是否為檢測幀D，如果不是檢測幀D，則證明視頻幀流有缺失，或者是被人為篡改的視頻流。此時，觸發(fā)告警機(jī)制，在顯示器307上顯示此路視頻流出現(xiàn)故障，提醒維護(hù)人員及時進(jìn)行維護(hù)。

圖4為本發(fā)明中檢測幀識別、故障定位及主動告警設(shè)備功能示意圖。如圖4所示，視頻幀流經(jīng)過檢測幀生成及插入設(shè)備403插入檢測幀D幀后在傳輸網(wǎng)絡(luò)404上傳輸。當(dāng)D幀傳輸至路由節(jié)點(diǎn)409時，路由節(jié)點(diǎn)409的IP地址等信息便寫入D幀中，繼續(xù)向下傳輸，最終傳輸至視頻處理服務(wù)器405中。檢測幀識別及報警設(shè)備通過識別D幀出現(xiàn)的間隔來確定視頻流是否正常，當(dāng)發(fā)現(xiàn)視頻監(jiān)控出現(xiàn)故障時，通過最后一個D幀攜帶的路由信息，進(jìn)行故障定位。

如圖4中的定位消息包408所示，故障定位設(shè)備406根據(jù)D幀攜帶的路由信息，逆向發(fā)送檢測消息包408。檢測消息包408的發(fā)送類似Windows系統(tǒng)中的Ping命令工具，通過Ping IP地址來判斷當(dāng)前設(shè)備與IP地址所代表的設(shè)備是否連接正常。如果發(fā)現(xiàn)連接異常，則通過顯示器設(shè)備407將詳細(xì)信息呈現(xiàn)給用戶，用戶根據(jù)顯示信息，進(jìn)行及時維修。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個或多個裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個子模塊。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。