CN109391800A - 一种基于广电tvos智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和*** - Google Patents

一种基于广电tvos智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和***，目的在于充分利用社区已有的广电网、局域网、家庭电视平台和视频监控***，将社区多路视频监控通过TVOS智能机顶盒接入家用电视，将社区多路视频监控通过TVOS智能机顶盒接入家用电视，为居民提供了低延时、清晰、流畅、多功能的视频监控体验，丰富了TVOS***应用，为广电提供了新的视频增值业务，同时有效提高了社区监控***的利用价值，增强了社区整体的安防效果。

Description

一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和 ***
技术领域
本发明涉及一种智慧社区视频监控***，更具体地，涉及一种基于广电TVOS(Television Operation System)智能机顶盒的用于智慧社区安防建设的视频监控***。
背景技术
目前，各大城市都在推进智慧城市、智慧社区建设，社区安防监控***作为智慧社区建设的重中之重，受到了越来越多的重视，利用社区广电网、局域网和现有监控设备，将社区视频监控***通过广电智能机顶盒接入家用电视，使居民在家中通过操作机顶盒遥控器即可实现在电视上随时查看社区各路段、活动中心、体育场、停车场等区域的实时监控及回放，不仅能够充分利用社区资源，发挥社区视频监控***的利用价值，而且能够为广电提供新的视频增值业务和智慧社区解决方案，同时提高居民生活的安全感、幸福感，推进智慧社区安防建设，对社区数字化、智能化建设具有重要意义。
TVOS智能电视操作***是国家广电总局主导，自主研发的国产智能电视操作***，对于保障我国广播电视文化安全，支撑广播电视媒体融合发展与战略转型升级发展具有重要的意义，现已作为广电智能机顶盒默认操作***。目前尚未出现有效的解决方案，能够充分利用社区家庭广泛使用的基于广电TVOS电视操作***的智能机顶盒和电视机，为社区居民提供便捷、清晰、流畅的视频监控服务。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和***，旨在充分利用社区已有的广电网、局域网、家庭电视平台、视频监控***，提出一种智慧社区安防***建设方案，并开发与广电TVOS智能机顶盒软硬件深度融合的视频监控客户端，将社区多路视频监控通过TVOS智能机顶盒接入家用电视，为居民提供低延时、清晰、流畅、多功能的视频监控体验；同时开发视频监控管理客户端，负责社区监控设备配置管理、分区管理、权限管理及智能卡绑定管理等，使得监控***更加完善智能，满足用户的个性化需求。
为实现上述目的，本发明的一方面是提供一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法，包括：
视频监控客户端通过RTSP请求网络摄像机IPC获取实时视频监控；
所述IPC响应请求，采集YUV帧的实时监控视频，并进行H.264编码压缩；
所述H.264编码帧分块封装到RTP包，并通过网络发送给所述视频监控客户端；
所述视频监控客户端接收所述RTP视频数据包，还原H.264编码块并重新组合为一帧送入缓存区；
开启硬件加速，设置GPU为视频解码器并读取解码参数；解码一帧H.264视频数据包为原始采集YUV帧，对一帧图像进行OpenGL渲染；
显示视频监控图像。
本发明通过采用上述方法将社区视频监控接入TVOS智能机顶盒，用户可以在家中通过电视随时查看社区各监控点实时监控及回放，充分发挥了社区监控***的利用价值，有效提高社区整体的安防效果；同时利用TVOS智能机顶盒强大的视频解码和图形图像处理优势，显著提高了监控视频的清晰度和流畅度，极大缩短了视频监控加载延时，为用户带来了良好的视频监控体验。
本发明的另一方面是提供一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，包括：视频监控显示模块、视频监控模块和视频监控管理模块；
所述视频监控显示模块包括：家用以太网交换机、光网络终端、TVOS智能机顶盒、电视机、视频监控客户端、机顶盒遥控器、电视机遥控器；所述家用以太网交换机经过多级扩展，通过光纤接入所述光网络终端，所述光网络终端通过双绞线与所述TVOS智能机顶盒连接，所述TVOS智能机顶盒安装所述视频监控客户端，并通过音视频线与所述电视机连接；
所述视频监控模块包括：监控网络交换机、光纤收发器、网络硬盘录像机NVR、网络摄像机IPC；所述监控网络交换机通过双绞线与所述网络硬盘录像机及光纤收发器连接，所述光纤收发器经过多级扩展，通过光纤与所述网络摄像机连接；
所述视频监控管理模块包括：视频监控服务器和视频监控管理客户端；所述视频监控服务器通过双绞线与所述监控网络交换机连接，并安装所述视频监控管理客户端；
所述家用以太网交换机和所述监控网络交换机与社区主路由器连接，所述社区主路由器与广电以太网连接。
基于上述方案，本发明的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***工作流程如下：
所述社区主路由器为社区局域网提供以太网访问，所述视频监控显示模块、所述视频监控管理模块和所述视频监控模块均在所述社区主路由器下的局域网内，各模块中的网络设备可以相互通信。
所述光纤收发器汇总社区所有区域网络摄像机IPC采集到的各路视频监控信号，经过所述监控网络交换机转发，不断的将视频监控存储在网络硬盘录像机NVR中。
在视频监控服务器的支持下，用户通过操作所述视频监控管理客户端，可以对社区所有区域的网络摄像机IPC进行配置管理、分区管理；同时对视频监控播放的RTSP视频流地址及码流类型进行管理；还可以通过电视智能卡绑定，对用户自选的监控线路进行个性化配置，对用户查看视频监控进行权限管理。
用户通过所述机顶盒遥控器操作所述视频监控客户端，可在所述电视机上观看有查看权限的所述网络摄像机IPC的多路标清实时视频监控以及单路高清实时视频监控和回放，并可个性化添加、删除、自选视频监控窗口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明提供的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和***，将社区视频监控***接入用户家用电视，一方面有效提高了社区监控***的利用价值，增强了社区整体的安防效果；另一方面丰富了TVOS***应用，为广电提供了新的视频增值业务。
(2)本发明提供的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和***，提供多路标清实时视频监控以及单路全屏高清实时视频监控和回放功能，同时拥有视频监控窗口的个性化添加、删除、自选以及云台控制功能，操作灵活，功能齐全，安全稳定。
(3)本发明提供的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和***，充分发挥了TVOS智能机顶盒强大的视频解码和图形图像处理优势，显著提高了监控视频的清晰度和流畅度，极大缩短了视频监控的窗口切换、功能调度、视频加载的延时，为用户带来良好的视频监控体验。
(4)本发明提供的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法和***，可实现社区网络摄像机IPC配置管理、分区管理、权限管理等功能，还可通过智能卡绑定，设置用户查看监控线路的权限，满足用户隐私保护需求，使得监控***更加完善，设计更加人性化。
附图说明
图1是根据本发明的智慧社区视频监控方法的流程图；
图2是根据本发明的智慧社区视频监控***总体结构示意图；
图3是根据本发明的智慧社区视频监控***软硬件协同工作原理图；
图4是根据本发明的视频监控客户端的工作原理图；
1为视频监控显示模块，11为家用以太网交换机，12为光网络终端，13为TVOS智能机顶盒，14为视频监控客户端，15为电视机，16为电视遥控器，17为机顶盒遥控器，2为视频监控模块，21为监控网络交换机，22为光纤收发器，23为网络硬盘录像机NVR(NetworkVideo Recoder)，24为网络摄像机IPC(IP Camera)，3为视频监控管理模块，31为视频监控服务器，32为视频监控管理客户端，100为社区主路由器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，根据本发明的智慧社区视频监控方法包括如下步骤：
步骤S01，视频监控客户端通过实时流传输协议RTSP(Real Time StreamingProtocol)请求网络摄像机IPC获取实时视频监控；
步骤S02，IPC响应请求采集YUV帧的实时监控视频并进行H.264编码压缩；
步骤S03，H.264编码帧分块封装到实时传输协议RTP(Real-time TransportProtocol)包，并通过网络发送给视频监控客户端；
具体地，该步骤中，视频监控设备和TVOS智能机顶盒处在同一局域网中，因此TVOS智能机顶盒可以通过网络接收对应的视频监控设备发送的RTP视频数据包。
步骤S04，客户端接收RTP视频数据包，还原H.264编码块并重新组合为一帧并送入缓存区；
步骤S05，开启硬件加速，设置GPU为视频解码器并读取解码参数；
具体地，该步骤中，通过调用自身图形处理器GPU作为视频解码器，充分发挥了TVOS智能机顶盒强大的图形图像处理能力。
步骤S06，解码一帧H.264视频数据包为YUV帧，对一帧图像进行OpenGL渲染；
步骤S07，显示视频监控图像。
具体地，当解码达到一定帧率，便能显示实时视频监控。
图2是按照本发明的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，如图2所示，该监控***包括：视频监控显示模块1、视频监控模块2和视频监控管理模块3；
视频监控显示模块1包括：家用以太网交换机11、光网络终端12、TVOS智能机顶盒13、视频监控客户端14、电视机15、机顶盒遥控器16、电视机遥控器17；家用以太网交换机11经过多级扩展，通过光纤接入光网络终端12，光网络终端12通过双绞线与TVOS智能机顶盒13连接，TVOS智能机顶盒13安装视频监控客户端14，并通过音视频线与电视机15连接；
视频监控模块2包括：监控网络交换机21、光纤收发器22、网络硬盘录像机23、网络摄像机24；监控网络交换机21通过双绞线与网络硬盘录像机23及光纤收发器22连接，光纤收发器22经过多级扩展，通过光纤与网络摄像机24连接；
视频监控管理模块3包括：视频监控服务器31和视频监控管理客户端32；视频监控服务器31通过双绞线与监控网络交换机21连接，并安装视频监控管理客户端32；
社区主路由器101通过光纤与广电以太网100连接，为社区局域网提供以太网访问，家用以太网交换机11和监控网络交换机21通过光纤与社区主路由器101连接，使得视频监控显示模块1、视频监控模块2和视频监控管理模块3均在社区主路由器101下的局域网内，从而使各模块中的网络设备可以相互通信。
图3是根据本发明的智慧社区视频监控***软硬件协同工作原理图，下面将分模块对本发明的智慧社区视频监控***在正常工作状态下***软硬件协同工作的原理进行介绍。
1、视频监控显示模块1：
社区居民通过机顶盒遥控器17操作视频监控客户端14，可在电视机15上观看有权限的网络摄像机24的多路标清实时视频监控以及单路高清实时视频监控和回放，并可实现个性化添加、删除、自选视频监控窗口等功能。
视频监控显示模块1中视频监控线路管理、数据采集、传输和显示原理如下：
视频监控客户端14启动后，首先向视频监控服务器31发送HTTP播放请求，如果HTTP请求的是播放多路实时视频监控，则根据视频监控服务器31播放配置的多个RTSP地址，在局域网内找到对应的多个网络摄像机IPC24，各个IPC24对采集的实时监控视频子码流进行H.264压缩编码，编码的视频数据包经过实时传输协议RTP(Real-time TransportProtocol)封装，通过网络返回给视频监控客户端14，视频监控客户端14通过多线程编程分别处理各路视频监控数据，线程调用视频解码器将发送过来的视频数据包进行解码，并对图形图像进行渲染，最后送入电视机15显示器显示多路标清视频监控。
如果HTTP请求的是全屏播放单路实时视频监控，则根据选定监控线路的RTSP地址，在局域网内找到对应的单个网络摄像机IPC24，单个IPC24对采集的实时监控视频主码流进行H.264压缩编码，编码的视频数据包经过RTP协议封装，通过网络返回给视频监控客户端14，视频监控客户端14通过编程调用视频解码器对传输过来的视频数据包进行解码，并对图形图像渲染，最后送入电视机15显示器全屏显示单路高清视频监控。
如果HTTP请求的是全屏回放视频监控，则根据选定监控线路的RTSP地址，在局域网内找到网络硬盘录像机NVR23，由于NVR23存储的就是IPC24发送过来的高清主码流经H.264压缩编码的监控视频数据，NVR23对存储的历史监控视频进行检索，找到RTSP请求的对应监控视频，将视频数据包经过RTP协议封装，通过网络返回给视频监控客户端14，视频监控客户端14通过编程调用视频解码器对传输过来的视频数据包进行解码，并对图形图像渲染，最后送入电视机15显示器全屏显示高清监控回放。
TVOS智能机顶盒13由TVOS智能电视操作***及若干硬件组成，TVOS智能电视操作***包括应用层、应用框架层、执行环境层、组件层、Linux内核层，每一层都包含了诸多的程序或接口，***支持JAVA和WEB两种应用模块编程方案；硬件包括主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、智能卡接口以及视音频输出接口，主芯片集成了中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、解复用器、视音频处理器等器件，其中CPU负责处理模块各种指令请求，GPU负责音视频的硬解码及图形图像渲染，是智能机顶盒所有数据的处理中心。
为充分兼容市场上大量的安卓应用，TVOS底层提供了对安卓应用程序的支持，本发明的视频监控客户端14是在借鉴安卓应用编程方法的基础上，深度融合TVOS智能机顶盒13软硬件特性开发完成的一款APP软件。
视频监控客户端14运行原理如图4所示：
视频监控客户端14模块接收多路RTP数据包后，根据RTP包头识别码分离各路视频包，并创建多线程分别处理各路视频监控数据，将RTP数据包去除起始码和包头，得到H.264压缩编码的视频数据包，视频数据包重新排序组合为一帧送入缓存区等待解码，客户端线程通过Java本地接口(JNI)调用多媒体库(FFmpeg)设置GPU为视频解码器，启用GPU硬件加速，FFmpeg通过底层Android硬编码接口(MediaCodec)设置H.264解码格式及标清、高清等解码参数初始化解码器，当缓存区有待解码数据时，MediaCodec取出数据并驱动智能机顶盒GPU解码H.264帧为原始采集YUV帧，客户端线程获得解码后的帧，调用开放图形库(OpenGL)对每帧图像进行渲染，在GLSurfaceView窗口绘制显示帧图像，RTSP协议一直向网络摄像机24或网络硬盘录像机23请求视频数据，设备不断发送RTP数据包给模块，不断重复以上接收、解码、显示过程，当解码达到一定帧率就会在电视机15上显示视频。
按照本发明的智慧社区监控***，视频解码采用硬件解码方式，通过开启硬件加速，利用TVOS智能机顶盒13强大的图形处理器GPU对视频解码，使得视频解码效率显著提升，结合OpenGL编程对图形图像进行渲染，从而显著提高视频监控客户端各路监控窗口视频流畅度和清晰度，极大缩短了视频监控的延迟时间，同时有效降低了机顶盒CPU占用率，使CPU有更多内存去响应视频窗口切换、功能调度、视频加载等命令，因此该视频监控客户端14播放画面清晰、流畅、实时性高，视频加载、功能切换、任务调度的响应速度快，功能完善稳定，能够带给用户良好的操作体检。
2、视频监控模块2
光纤收发器22汇总社区所有区域网络摄像机IPC24采集到的各路视频监控信号，经过监控网络交换机21转发，不断的将视频监控存储在网络硬盘录像机NVR23中。
视频监控模块2的工作原理如下：
网络摄像机IPC24支持RTSP协议，可以输出子码流、主码流两种视频流标准，子码流和主码流通过RTSP请求地址的参数设置，子码流的视频清晰度不够高，视频数据量少，视频质量差，一般为标清视频，用于实时性高和网络质量差的环境，如本***中的多路实时视频监控显示；主码流视频清晰，视频数据量大，视频质量好，为高清视频，存储在NVR23中的历史监控视频都为主码流高清视频。通过RTSP地址可以在局域网查找到对应IPC设备，并根据RTSP地址参数设置IPC传输子码流或主码流给视频监控客户端14，以支持视频监控客户端14的多路标清实时视频监控及单路全屏高清实时视频监控和回放播放。
网络摄像机IPC24本身可以将采集到的实时监控视频进行H.264压缩编码，并将编码的视频数据包通过RTP协议封装后，通过网络发送到RTSP请求视频监控客户端14或网络硬盘录像机NVR23存储。
网络摄像机IPC24支持移动侦测报警、区域侦测报警、遮挡报警及人脸识别等智能化监控功能，所有设备接入社区局域网，社区安防人员也可在监控机房通过NVR23查看社区所有接入局域网的IP24C的实时监控、回放及报警信息，IPC24及NVR23支持多终端远程查看，***构建简单、扩展方便、智能化程度高，安防监控效能大幅提升。
3、视频监控管理模块3
在视频监控服务器31的支持下，用户通过操作视频监控管理客户端32，可以对所有网络摄像机IPC24进行配置管理、分区管理；对视频监控客户端14播放的RTSP视频流地址及码流类型进行管理；通过电视智能卡绑定，用户可以对监控线路进行个性化配置，自选默认的视频监控线路，将其他监控线路配置在备选分类，同时还可以设置网络摄像机24的访问权限，从而满足用户的隐私保护需求。
视频监控管理模块3工作流程如下：
视频监控服务器31正常运行时，通过浏览器打开视频监控管理客户端32并登录，当选择各功能进行查看时，视频监控管理客户端32通过HTTP协议GET请求服务器31，服务器31的SpringMVC框架响应请求条件查询MySQL数据库，将请求的数据返回给浏览器；
当进行修改保存操作时，管理客户端32通过HTTP协议POST方法提交表单给服务器31，服务器31的SpringMVC框架响应请求条件查询MySQL数据库，并修改保存提交的表单数据。
视频监控客户端14启动或切换监控画面时，客户端14发送GET请求给视频监控服务器31，服务器31返回自定义或默认视频监控RTSP地址等参数给视频监控客户端14；
用户在视频监控客户端14上添加或修改自选监控线路，则视频监控客户端14同步发送POST请求给服务器31，修改本用户自选监控数据。
使用视频监控管理客户端32的设备管理功能，点击需要管理的网络摄像机IPC24，登录到IPC设备管理页面对其参数进行配置管理，如果修改并保存了IPC的参数配置，修改的参数也会通过HTTP协议提交到视频监控服务器31上。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法，其特征在于，包括：
S01，视频监控客户端请求网络摄像机获取实时视频监控；
S02，所述网络摄像机采集实时监控视频，并对采集到的每帧视频数据进行编码压缩；
S03，将所述编码压缩的每帧视频数据包分块封装后通过网络发送给所述视频监控客户端；
S04，所述视频监控客户端接收所述封装的视频数据包，还原编码块并重新组合为一帧；
S05，开启硬件加速，设置硬解码模式，读取解码参数等待解码；
S06，解码每帧视频数据包为原始采集帧，对一帧图像进行渲染；
S07，显示视频监控图像。
2.根据权利要求1所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法，其特征在于，所述S02：所述并对每帧视频数据进行编码压缩采用H.264压缩格式。
3.根据权利要求1所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法，其特征在于，所述S03：所述编码压缩的每帧视频数据包分块封装采用RTP协议。
4.根据权利要求1所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控方法，其特征在于，所述S06：解码每帧视频数据包为原始采集帧，对一帧图像进行渲染，通过调用基于广电TVOS智能机顶盒的GPU硬解码实现，所述解码是将H.264编码压缩的帧解码为网络摄像机原始采集的YUV帧。
5.一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，其特征在于，包括：视频监控显示模块、视频监控模块和视频监控管理模块；
所述视频监控显示模块包括：家用以太网交换机、光网络终端、TVOS智能机顶盒、电视机、视频监控客户端、机顶盒遥控器、电视机遥控器；
所述家用以太网交换机经过多级扩展，通过光纤接入所述光网络终端，所述光网络终端通过双绞线与所述TVOS智能机顶盒连接，所述TVOS智能机顶盒安装所述视频监控客户端，并通过音视频线与所述电视机连接；
所述视频监控模块包括：监控网络交换机、光纤收发器、网络硬盘录像机、网络摄像机；
所述监控网络交换机通过双绞线连接所述网络硬盘录像机和所述光纤收发器，所述光纤收发器经过多级扩展，通过光纤与所述网络摄像机连接；
所述视频监控管理模块包括：视频监控服务器和视频监控管理客户端；所述视频监控服务器通过双绞线与所述监控网络交换机连接，并安装所述视频监控管理客户端。
所述家用以太网交换机和所述监控网络交换机与社区主路由器连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，其特征在于，广电以太网通过光纤接入所述社区主路由器，为社区局域网提供以太网访问，所述视频监控显示模块、所述视频监控管理模块和所述视频监控模块均在所述社区主路由器下的局域网内，各模块中的网络设备相互通信。
7.根据权利要求5所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，其特征在于，所述光纤收发器汇总所述网络摄像机采集到的视频监控信号，经过所述监控网络交换机转发，将视频监控存储在所述网络硬盘录像机中。
8.根据权利要求5所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，其特征在于，在所述视频监控服务器的支持下，用户操作所述视频监控管理客户端，对所述网络摄像机进行配置和分区管理，管理视频监控播放的RTSP视频流地址及码流类型，绑定电视智能卡，个性化配置用户自选的监控线路，管理用户查看视频监控的权限。
9.根据权利要求5所述的一种基于广电TVOS智能机顶盒的智慧社区视频监控***，其特征在于，用户通过所述机顶盒遥控器操作所述视频监控客户端，在所述电视机上观看有权限的所述网络摄像机的多路标清实时视频监控以及单路高清实时视频监控和回放，并可个性化添加、删除、自选视频监控窗口。
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