CN109891879B - 音频/视频记录和通信装置的视频的流式传输和存储 - Google Patents

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Abstract

提供了根据本公开的各种实施方案的音频/视频(A/V)记录和通信装置的视频的流式传输和存储。在一个实施方案中，一种用于A/V记录和通信装置的方法包括：记录视频图像数据；执行写入操作，以便以写入速率写入所述视频图像数据；执行读取操作，以便以大于所述写入速率的第一读取速率读取所述视频图像数据；继续以所述第一读取速率读取所述视频图像数据，直到所述读取操作赶上所述写入操作；以等于所述写入速率的第二读取速率读取所述视频图像数据；以及将流式视频传输到客户端装置，其中所述流式视频的开始部分以第一流速率流式传输，且此后以小于所述第一流速率的第二流速率流式传输。

Description

音频/视频记录和通信装置的视频的流式传输和存储
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月26日提交的临时申请序列号62/399,779的优先权，该临时申请的全部内容据此以引用方式并入。
技术领域
本发明的实施方案涉及音频/视频(A/V)记录和通信装置，包括A/V记录和通信门铃***。特别地，本发明的实施方案涉及对A/V记录和通信装置的功能的改进，这些改进增强由此类装置记录的视频的流式传输和存储。
背景技术
居家安全是许多房主和租房者关注的问题。那些寻求保护或监视他们家园的人通常希望与访客(例如到达外门或入口的人)进行视频和音频通话。音频/视频(A/V)记录和通信门铃***提供此功能，还可以帮助进行犯罪检测和预防。例如，由A/V记录和通信门铃捕获的音频和/或视频可以上传到云并记录在远程服务器上。对A/V录像的后续审查可以帮助执法部门抓捕入室盗窃和其他犯罪行为的嫌疑人。此外，在住宅入口处存在A/V记录和通信门铃，能够有效震慑潜在的窃贼。
发明内容
本发明的音频/视频记录和通信装置的视频的流式传输和存储的各种实施方案具有几个特征，其中没有一个特征单独负责其所需属性。在不限制由所附权利要求表达的本发明实施方案的范围的情况下，现在将简要地讨论其更突出的特征。在考虑该讨论之后，特别是在阅读标题为“具体实施方式”的部分之后，读者将理解本发明的实施方案的特征如何提供本文所描述的优点。
本发明的实施方案的一个方面包括以下认识，在除了本发明的实施方案之外的当前音频/视频(A/V)记录和通信装置(例如，门铃)中，从A/V记录和通信装置发送到用户的客户端装置的流式视频不包括在触发流式视频发送的事件之前发生的事件的任何图像。例如，当A/V记录和通信装置检测到事件时，例如在A/V记录和通信装置周围区域的运动或者访客按下A/V记录和通信装置的前按钮(当A/V记录和通信装置是门铃时)，从A/V记录和通信装置发送到用户的客户端装置的流式视频在检测到运动或者按下前按钮的时刻开始(或者就在该时刻之后开始)。然而，通常，就在检测到的事件之前发生的事件是用户感兴趣的。本发明的实施方案通过以下措施来解决此问题：用A/V记录和通信装置的摄像头来连续记录摄像头视野内的区域，且然后，当检测到事件时，在检测到事件之前的某个时间开始流式视频。连续记录的视频图像存储在滚动缓冲区中，并且流式视频从滚动缓冲区的开始处开始。为了能够实时地向用户呈现流式视频，从滚动缓冲区中读取流式视频的开始部分，并以高于视频图像数据被写入滚动缓冲区的速率的速率，流式传输到用户的客户端装置。当读取操作赶上写入操作时，读取速率下降以匹配写入速率。因此，本发明的实施方案有利地使用户能够查看就在检测到的事件之前不久发生的事件的视频图像，从而向用户传递更多信息以帮助用户更好地理解流式视频中发生的事情。
在第一方面，提供了一种用于音频/视频(A/V)记录和通信装置的方法，该A/V记录和通信装置包括摄像头、处理器、存储器和通信模块，该方法包括：利用摄像头来记录A/V记录和通信装置周围区域的视频图像数据，由处理器执行写入操作以便以写入速率将视频图像数据写入到存储器中，在将视频图像数据写入到存储器中的同时，检测A/V记录和通信装置周围区域中的事件，在检测到A/V记录和通信装置周围区域中的事件之后，由处理器执行读取操作，以便以大于写入速率的第一读取速率从存储器中读取视频图像数据，并且处理器继续以写入速率将视频图像数据写入存储器中，处理器继续以第一读取速率从存储器中读取视频图像数据，直到读取操作赶上写入操作，在读取操作赶上写入操作之后，处理器以等于写入速率的第二读取速率从存储器中读取视频图像数据，并且处理器继续以写入速率将视频图像数据写入到存储器中，并且由通信模块将流式视频传输到客户端装置，其中流式视频的开始部分以第一流速率流式传输，且此后流式视频以小于第一流速率的第二流速率流式传输。
在第一方面的实施方案中，第一流速率等于第一读取速率，且第二流速率等于第二读取速率。
在第一方面的另一个实施方案中，存储器包括滚动缓冲区。
在第一方面的另一个实施方案中，读取操作从滚动缓冲区的开始处开始。
在第一方面的另一个实施方案中，滚动式缓冲区包括多个块，并且滚动缓冲区的开始包括包含视频图像数据的最旧部分的任何一个所述块。
第一方面的另一个实施方案还包括利用通信模块向网络装置发送连接请求。
在第一方面的另一个实施方案中，A/V记录和通信装置包括具有前按钮的门铃。
在第一方面的另一个实施方案中，检测A/V记录和通信装置周围区域中的事件包括检测门铃的前按钮已被按下。
在第一方面的另一个实施方案中，检测A/V记录和通信装置周围区域中的事件包括检测运动。
在第一方面的另一个实施方案中，A/V记录和通信装置还包括扬声器和麦克风。
在第二方面，提供了一种音频/视频(A/V)记录和通信装置，该装置包括：摄像头，其被配置为记录A/V记录和通信装置周围区域的视频图像数据；存储器；通信模块，其被配置为将流式视频传输到客户端装置；以及处理器，其中处理器被配置为执行写入操作以便以写入速率将视频图像数据写入到存储器中，在将视频图像数据写入到存储器中的同时，检测A/V记录和通信装置周围区域中的事件，在检测到A/V记录和通信装置周围区域中的事件之后，执行读取操作，以便以大于写入速率的第一读取速率从存储器中读取视频图像数据，并继续以写入速率将视频图像数据写入到存储器中，继续以第一读取速率从存储器中读取视频图像数据，直到读取操作赶上写入操作，并且在读取操作赶上写入操作之后，以等于写入速率的第二读取速率从存储器中读取视频图像数据，并继续以写入速率将视频图像数据写入到存储器中，其中通信模块被配置为以第一流速率将流式视频的开始部分流式传输到客户端装置，且此后以小于第一流速率的第二流速率将流式视频流式传输到客户端装置。
在第二方面的实施方案中，第一流速率等于第一读取速率，且第二流速率等于第二读取速率。
在第二方面的另一个实施方案中，存储器包括滚动缓冲区。
在第二方面的另一个实施方案中，读取操作从滚动缓冲区的开始处开始。
在第二方面的另一个实施方案中，滚动式缓冲区包括多个块，并且滚动缓冲区的开始包括包含视频图像数据的最旧部分的任何一个所述块。
在第二方面的另一实施方案中，通信模块还被配置为向网络装置发送连接请求。
在第二方面的另一个实施方案中，A/V记录和通信装置包括具有前按钮的门铃。
在第二方面的另一个实施方案中，检测A/V记录和通信装置周围区域中的事件包括检测门铃的前按钮已被按下。
在第二方面的另一个实施方案中，检测A/V记录和通信装置周围区域中的事件包括检测运动。
第二方面的另一个实施方案还包括扬声器和麦克风。
附图说明
现在将详细讨论本发明的音频/视频记录和通信装置的视频的流式传输和存储的各种实施方案，重点在于突出有利特征。这些实施方案描绘了附图中所示的音频/视频记录和通信装置的视频的新颖且非显而易见的流式传输和存储，这些附图仅用于说明目的。这些附图包括以下附图，其中相同的数字指示相同的部分：
图1是示出了根据本发明实施方案的A/V记录和通信门铃***的一个实施方案的功能框图；
图2是示出了根据本公开的各个方面的来自A/V记录和通信门铃***的A/V内容的流式传输和存储过程的一个实施方案的流程图；
图3是示出了根据本公开的A/V记录和通信门铃***的一个实施方案的功能框图；
图4是根据本公开的A/V记录和通信门铃的一个实施方案的前透视图；
图5是图4的A/V记录和通信门铃的后透视图；
图6是图4的A/V记录和通信门铃的局部分解前透视图，示出了盖子被移除；
图7、图8和图9是图4的A/V记录和通信门铃的各种内部部件的前透视图；
图10是图4的A/V记录和通信门铃的沿图4中的线10-10截取的右侧横断面视图；
图11-13是图4的A/V记录和通信门铃的各种内部部件的后透视图；
图14是示出了根据本公开的各个方面的来自A/V记录和通信装置的A/V内容的流式传输和存储过程的一个实施方案的流程图；
图15-21是计算机存储器的示意图，示出了根据本公开的各个方面的写入/读取过程的一个实施方案；
图22是根据本公开的各个方面可以在其上实现本发明的实施方案的客户端装置的功能框图；并且
图23是根据本公开的各个方面可以在其上实现本发明的实施方案的通用计算***的功能框图。
具体实施方式
以下详细描述参考附图描述了本发明的实施方案。在附图中，附图标记表示本发明的实施方案的元件。下面结合对相应的附图特征的讨论再现了这些附图标记。
下面参考附图描述了本发明的音频/视频记录和通信装置的视频的流式传输和存储的实施方案。这些图及其书面描述指示该设备的某些部件是整体地形成，而某些其他部件是作为分开的部件形成。本领域普通技术人员将理解，在替代实施方案中，在本文中示出和描述为整体地形成的部件可以作为分开的部件形成。本领域普通技术人员将进一步理解，在替代实施方案中，在本文中示出和描述为作为分开的部件形成的部件可以整体地形成。此外，如本文所用，术语“整体”描述单个整体件。
参考图1，本发明的实施方案包括音频/视频(A/V)记录和通信门铃100。A/V记录和通信门铃100可以位于诸如住宅、商业场所、储存设施等之类的建筑物(未示出)的入口附近。A/V记录和通信门铃100包括摄像头102、麦克风104和扬声器106。摄像头102可以包括例如高清(HD)视频摄像头，例如能够以720p或更高的图像显示分辨率捕获视频图像的摄像头。虽然未示出，但是A/V记录和通信门铃100还可以包括其他硬件和/或部件，例如外壳、一个或多个运动传感器(和/或其他类型的传感器)、按钮等。A/V记录和通信门铃100还可以包括与美国专利申请公开号2015/0022620(申请序列号14/499,828)和2015/0022618(申请序列号14/334,922)中描述的无线通信门铃类似的部件和/或功能，两者均以引用方式整体并入本文，如同完整阐述一样。
进一步参考图1，A/V记录和通信门铃100与用户的网络110进行通信，用户的网络可以是例如有线和/或无线网络。如果用户的网络110是无线的，或者包括无线部件，则网络110可以是与IEEE 802.11标准和/或其他无线通信标准兼容的Wi-Fi网络。用户的网络110连接到另一个网络112，该另一个网络可以包括例如互联网和/或公共交换电话网(PSTN)。如下所述，A/V记录和通信门铃100可以经由用户的网络110和网络112(互联网/PSTN)与用户的客户端装置114进行通信。用户的客户端装置114可以包括例如移动电话(也可以称为蜂窝电话)，例如智能电话、个人数字助理(PDA)或其他通信和/或计算装置。用户的客户端装置114包括显示器(未示出)和能够显示流式和/或记录的视频图像的相关部件。用户的客户端装置114还可以包括扬声器和能够广播流式和/或记录的音频的相关部件，并且还可以包括麦克风。A/V记录和通信门铃100还可以通过用户的网络110和网络112(互联网/PSTN)，与一个或多个远程存储装置116(可以互换地称为“云存储装置”)、一个或多个服务器118和/或后端API(应用程序设计接口)120进行通信。虽然图1将存储装置116、服务器118和后端API 120示为与网络112分离的部件，但是应理解，存储装置116、服务器118和/或后端API120可以被认为是网络112的部件。
网络112可以是任何无线网络或任何有线网络或其组合，被配置为可操作地耦接上述模块、装置和***，如图1所示。例如，网络112可以包括以下各项中的一种或多种：PSTN(公共交换电话网)、互联网、本地内联网、PAN(个人局域网)、LAN(局域网)、WAN(广域网)、MAN(城域网)、虚拟专用网(VPN)、存储区域网(SAN)、帧中继连接、高级智能网(AIN)连接、同步光网络(SONET)连接、数字T1、T3、E1或E3线路，数字数据服(DDS)连接、DSL(数字用户线路)连接、以太网连接、ISDN(综合服务数字网络)线路、拨号端口(诸如V.90、V.34或V.34双模拟调制解调器连接)、电缆调制解调器、ATM(异步传输模式)连接或FDDI(光纤分布式数据接口)或CDDI(铜分布式数据接口)连接。此外，通信还可以包括到多种无线网络中的任何一种的链路，所述多种无线网络包括WAP(无线应用协议)、GPRS(通用分组无线服务)、GSM(全球移动通信***)、LTE、VoLTE、LoRaWAN、LPWAN、RPMA、LTE Cat-"X"(例如LTE Cat 1、LTECat 0、LTE CatM1、LTE Cat NB1)、CDMA(码分多址)、TDMA(时分多址)、FDMA(频分多址)和/或OFDMA(正交频分多址)蜂窝电话网络、GPS、CDPD(蜂窝数字分组数据)、RIM(Research inMotion,Limited，运动研究有限公司)双工寻呼网络、蓝牙无线电或基于IEEE 802.11的射频网络。网络还可以包括以下各项中的任何一种或多种或与其介接：RS-232串行连接、IEEE-1394(火线)连接、光纤通道连接、IrDA(红外)端口、SCSI(小型计算机***接口)连接、USB(通用串行总线)连接，或其他有线或无线、数字或模拟接口或连接、网格或
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联网。
根据本发明的实施方案的一个或多个方面，当人(可以互换地称为“访客”)到达A/V记录和通信门铃100时，A/V记录和通信门铃100检测到访客的存在并开始捕获摄像头102的视野内的视频图像。A/V记录和通信门铃100还可以通过麦克风104捕获音频。A/V记录和通信门铃100可以通过使用摄像头102和/或运动传感器来检测运动，和/或通过检测访客按下A/V记录和通信门铃100的前按钮来检测访客的存在。
响应于检测到访客，A/V记录和通信门铃100经由用户的网络110和网络112，向用户的客户端装置114(图1)发送警报。A/V记录和通信门铃100还向用户的客户端装置114发送流式视频，并且还可以发送流式音频。如果用户应答警报，则可以通过A/V记录和通信门铃100和用户的客户端装置114在访客和用户之间进行双向音频通信。用户可以在整个呼叫的持续时间内查看访客，但是访客不能看到用户(除非A/V记录和通信门铃100包括显示器，在一些实施方案中，确实可以包括显示器)。
由A/V记录和通信门铃100的摄像头102捕获的视频图像(以及由麦克风104捕获的音频)可以上传到云并记录在远程存储装置116上(图1)。在一些实施方案中，即使用户选择忽略发送给他或她的客户端装置114的警报，也可以将视频和/或音频记录在远程存储装置116上。
进一步参考图1，***还可以包括后端API 120，所述后端API包括一个或多个部件。后端API(应用程序设计接口)可以包括例如服务器(例如，真实服务器，或虚拟机，或作为服务在云基础设施中运行的机器)，或者联网在一起的多个服务器，向访问服务器的客户端公开至少一个API。这些服务器可以包括诸如应用程序服务器(例如，软件服务器)之类的部件，这取决于包括的其他部件，例如高速缓存层，或数据库层，或其他部件。后端API可以例如包括许多这样的应用程序，每个应用程序都使用其公共API彼此进行通信。在一些实施方案中，API后端可以保存大量用户数据并提供用户管理能力，使客户端具有非常有限的状态。
图1中所示出的后端API 120可以包括一个或多个API。API是一组用于构建软件和应用程序的例程、协议和工具。API根据其操作、输入、输出和基础类型来表达软件部件，定义独立于其各自实现方式的功能，这允许定义和实现方式在不损害接口的情况下变化。有利地，API可以向程序员提供对应用程序的功能的访问，而程序员不需要修改应用程序本身，或者甚至不需要理解应用程序如何工作。API可以用于基于web的***、操作***或数据库***，并且它提供使用给定编程语言为该***开发应用程序的工具。除了访问数据库或计算机硬件(如硬盘驱动器或视频卡)之外，API还可以简化GUI部件的编程工作。例如，API可以促进将新功能集成到现有应用程序中(所谓的“插件API”)。API还可以帮助其他不同的应用程序共享数据，这有助于集成和增强应用程序的功能。
图1中所示出的后端API 120还可以包括一个或多个服务(也称为网络服务)。网络服务是提供数据存储、操纵、呈现、通信和/或其他能力的应用程序。网络服务通常使用基于应用层网络协议的客户端-服务器架构来实现。每个服务都可以由在一个或多个计算机(例如提供多个服务的专用服务器计算机)上运行的服务器部件提供，并且由在其他装置上运行的客户端部件经由网络进行访问。然而，客户端和服务器部件都可以在同一台计算机上运行。客户端和服务器可能具有用户界面，有时还有其他与其相关联的硬件。
图2是示出了根据本公开的各个方面的来自A/V记录和通信门铃***的A/V内容的流式传输和存储过程的一个实施方案的流程图。在方框B200处，A/V记录和通信门铃100检测访客的存在，并开始捕获摄像头102的视野内的视频图像。A/V记录和通信门铃100还可以通过麦克风104捕获音频。如上所述，A/V记录和通信门铃100可以通过使用摄像头102和/或运动传感器来检测运动，和/或通过检测访客按下A/V记录和通信门铃100上的按钮来检测访客的存在。
在方框B202处，A/V记录和通信门铃100的通信模块经由用户的网络110和网络112向网络112中的装置发送连接请求。例如，向其发送请求的网络装置可以是诸如服务器118之类的服务器。服务器118可以包括等待来自其他机器或软件(客户端)的请求并对其作出响应的计算机程序和/或机器。服务器通常对数据进行处理。服务器的一个目的是在客户端之间共享数据和/或硬件和/或软件资源。此架构称为客户端-服务器模式。客户端可以在同一台计算机上运行，或者可以通过网络连接到服务器。计算服务器的示例包括数据库服务器、文件服务器、邮件服务器、打印服务器、web服务器、游戏服务器和应用程序服务器。术语“服务器”可以被广义地解释为包括将资源共享给一个或多个客户端进程的任何计算机化进程。
响应于该请求，在方框B204处，网络装置可以通过用户的网络110和网络112，将A/V记录和通信门铃100连接到用户的客户端装置114。在方框B206处，A/V记录和通信门铃100可以使用摄像头102、麦克风104和/或任何其他可用传感器来记录可用的音频和/或视频数据。在方框B208处，音频和/或视频数据经由用户的网络110和网络112，从A/V记录和通信门铃100传输(流式传输)到用户的客户端装置114。在方框B210处，用户可以在他或她的客户端装置114上接收通知，以及接受或拒绝呼叫的提示。
在方框B212处，该过程确定用户是否已接受或拒绝该呼叫。如果用户拒绝通知，则过程前进到方框B214，其中音频和/或视频数据被记录并存储在云服务器处。然后，会话在方框B216处结束，并且终止A/V记录和通信门铃100与用户的客户端装置114之间的连接。然而，如果用户接受通知，则在方框B218处，用户通过用户的客户端装置114与访客进行通信，同时将由摄像头102、麦克风104和/或其他传感器捕获的音频和/或视频数据流式传输到用户的客户端装置114。在呼叫结束时，用户可以终止用户的客户端装置114与A/V记录和通信门铃100之间的连接，并且会话在方框B216处结束。在一些实施方案中，即使用户接受通知并通过用户的客户端装置114与访客进行通信，也可以将音频和/或视频数据记录并存储在云服务器中(方框B214)。
当今的许多家庭都包括没有A/V通信功能的有线门铃***。相反，标准有线门铃***在房间外面，在前门旁边包括按钮。该按钮激活建筑物内的信号发出装置(例如铃或蜂鸣器)。按下门铃按钮会暂时关闭门铃电路，门铃电路可以是例如单刀单掷(SPST)按钮开关。按钮的一个端子用电线连接到变压器上的端子。变压器将120伏或240伏的家用AC电力步降到较低的电压，通常为16至24伏。变压器上的另一个端子用电线连接到信号发出装置上的端子。信号发出装置上的另一个端子用电线连接到按钮上的另一个端子。一种常见的信号发出装置包括两个扁平金属条谐振器，其被由两个螺线管操作的柱塞撞击。扁条被调整到不同的音调。当门铃按钮被按下时，第一螺线管的柱塞撞击其中一个条，并且当按钮被松开时，柱塞上的弹簧将柱塞向上推，使其撞击另一个条，从而产生双音调声音(“叮咚”)。
许多当前的A/V记录和通信门铃***(本发明的实施方案之外的)与前一段中所描述的类型的现有有线门铃***不兼容。这种不兼容性的一个原因是A/V记录和通信门铃从家用AC电源汲取的电量高于使信号发出装置发声所需的阈值。因此，A/V记录和通信门铃导致信号发出装置的频繁无意的发声，这不仅对住户来说是麻烦的，而且还破坏了门铃的有用性。本发明的实施方案通过将A/V记录和通信门铃的功耗限制到低于使信号发出装置发声所需的阈值的量来解决该问题。因此，本发明的A/V记录和通信门铃的实施方案可以连接到现有的家用AC电源和现有的信号发出装置，而不会引起信号发出装置的无意发声。
本发明的实施方案能够连接到现有家用AC电源有几个优点。例如，本发明的A/V记录和通信门铃的摄像头可以连续通电。在典型的电池供电的A/V记录和通信门铃中，摄像头仅在一部分时间内通电，以便电池不会太快耗尽。相比之下，本发明的实施方案不依赖于电池作为主要(或唯一)电源，因此能够使摄像头继续通电。由于摄像头能够连续通电，因此其可以始终进行记录，并且记录的录像可以连续存储在滚动缓冲区或滑动窗口中。在一些实施方案中，可以在滚动缓冲区或滑动窗口中连续存储约10-15秒的记录录像。此外，由于摄像头能够连续通电，因此其可以用于运动检测，因此不需要单独的运动检测装置，例如无源红外传感器(PIR)。消除PIR简化了A/V记录和通信门铃的设计，并且使门铃更加紧凑。此外，由于摄像头能够连续通电，因此其可以用作光检测器，用于控制IR截止滤光器的当前状态并打开和关闭IRLED。使用摄像头作为光检测器，无需单独的光检测器，从而进一步简化了A/V记录和通信门铃的设计，使门铃更加紧凑。
图3-13示出了根据本公开的各个方面的低功耗A/V记录和通信门铃130的一个实施方案。图3是示出了A/V记录和通信门铃130的各种部件及其彼此关系的功能框图。例如，A/V记录和通信门铃130包括一对端子131、132，其被配置为连接到外部AC(交流)电源，例如家用AC电源134(也可以称为AC干线)。例如，AC电源134可以具有16-24VAC范围内的电压。输入AC电源134可以通过AC/DC整流器136转换为DC(直流电)。AC/DC整流器136的输出端可以连接到DC/DC转换器138的输入端，DC/DC转换器的输入端可以将来自AC/DC整流器136的输出端的电压从16-24VDC步降到大约例如5VDC的较低电压。在各种实施方案中，DC/DC转换器138的输出可以在例如约2.5V至约7.5V的范围内。
进一步参考图3，DC/DC转换器138的输出端连接到电源管理器140，电源管理器可以包括集成电路，该集成电路包括处理器核、存储器和/或可编程输入/输出***设备。在一个非限制性示例中，电源管理器140可以是现成的部件，例如由Texas Instruments制造的BQ24773芯片。如下面详细描述的，电源管理器140除了别的方面以外，还控制为A/V记录和通信门铃130供电而从外部电源134汲取的电量，以及从电池142汲取的补充电量。电源管理器140可以例如限制从外部电源134汲取的电量，使得汲取的电量不超过阈值电量。在一个非限制性示例中，在DC/DC转换器138的输出端处测量到的阈值电流可以等于1.4A。电源管理器140还可以控制从外部电源134汲取的、并且被引导到电池142以用于对电池142进行再充电的电量。电源管理器140的输出端连接到电源定序器144，所述电源定序器控制向A/V记录和通信门铃130的其他部件(包括通信模块146、前按钮148、麦克风150、扬声器驱动器151、扬声器152，音频CODEC(编解码器)153、摄像头154、红外(IR)光源156、IR截止滤光器158、处理器160(也可以称为控制器160)、多个灯光指示器162和用于灯光指示器162的控制器164)传递电力的顺序。在下文中更详细地描述这些部件中的每一个。电源定序器144可以包括集成电路，该集成电路包括处理器核、存储器和/或可编程输入/输出***设备。在一个非限制性示例中，功率定序器144可以是现成的部件，例如由Richtek制造的RT5024芯片。
进一步参考图3，A/V记录和通信门铃130还包括电子开关166，当前按钮148被按下时所述电子开关闭合。当电子开关166闭合时，来自AC电源134的电力转向，流过A/V记录和通信门铃130外部的信号发出装置168，以使信号发出装置168发出声音，如下面进一步描述的。在一个非限制性示例中，电子开关166可以是三端双向可控硅开关装置。A/V记录和通信门铃130还包括复位按钮170，其被配置为启动处理器160的硬复位，如下面进一步描述的。
进一步参考图3，处理器160可以执行数据处理和各种其他功能，如下所述。处理器160可以包括集成电路，该集成电路包括处理器核、存储器172、非易失性存储器174和/或可编程输入/输出***设备(未示出)。存储器172可以包括例如DDR3(双倍数据速率类型三同步动态随机存取存储器)。非易失性存储器174可以包括例如NAND闪存。在图3所示的实施方案中，存储器172和非易失性存储器174在表示处理器160的框内示出。应理解，图3中示出的实施方案仅是示例，并且在一些实施方案中，存储器172和/或非易失性存储器174不必与处理器160物理地合并。存储器172和/或非易失性存储器174，无论其物理位置如何，都可以由本发明的A/V记录和通信门铃130的一个或多个其他部件(除了处理器160之外)共享。
可以使用音频CODEC 153来压缩和解压缩用户和访客之间的数字音频的传输，所述音频CODEC 153可操作地耦接到处理器160。当访客说话时，来自访客的音频被音频CODEC153压缩，数字音频数据通过通信模块146经由用户的网络110发送到网络112，由服务器118路由并传送到用户的客户端装置114。当用户说话时，在通过网络112、用户的网络110和通信模块146传送之后，数字音频数据由音频CODEC 153解压缩并通过扬声器152发送给访客，扬声器是由扬声器驱动器151驱动的。
进一步参考图3，本发明的一些实施方案可以包括与信号发出装置168并联连接的分流器176。分流器176有助于A/V记录和通信门铃130能够从AC电源134汲取电力而不会无意地触发信号发出装置168。在正常待机操作期间，分流器176在信号发出装置168的端子上呈现相对低的电阻抗，例如几欧姆。因此，由A/V记录和通信门铃130汲取的大部分电流流过分流器176，而不是流过信号发出装置168。然而，分流器176包含电子电路(下面描述)，其将分流器176在低阻抗状态(例如几欧姆)和高阻抗状态(例如>1K欧姆)之间切换。当A/V记录和通信门铃130的前按钮148被按下时，电子开关166闭合，使得来自AC电源134的电压主要被并联地施加在分流器176和信号发出装置168上，而在电子开关166上施加少量电压，例如大约1V。分流器176中的电路感测该电压，并将分流器176切换到高阻抗状态，使得来自AC电源134的电力转向，流过信号发出装置168。转向的AC电力134高于使信号发出装置168发出声音所需的阈值。因此，按下门铃130的前按钮148会使信号发出装置168“响铃”，警告门铃130所在的建筑物内的任何人，前门(或在对应于门铃130的位置的另一个位置)有访客。在一个非限制性示例中，电子开关166可以是三端双向可控硅开关装置。
参考图4-6，A/V记录和通信门铃130还包括具有围护结构180(图6)的壳体178、固定到围护结构180后部的后板182，以及覆盖围护结构180的外壳184。参考图6，外壳184包括凹槽186，凹槽的尺寸和形状设计成以紧密配合接合的方式接收围护结构180，使得围护结构180的外表面与外壳184的内表面吻合地邻接。围护结构180的外部尺寸可以与外壳184的内部尺寸紧密匹配，使得摩擦力将外壳184保持在围护结构180周围。替代地或另外地，围护结构180和/或外壳184可包括配合特征188，例如一个或多个突片、凹槽、狭槽、柱等，以帮助将外壳184保持在围护结构180周围。后板182的尺寸和形状设计成使得后板182的边缘从围护结构180的边缘向外延伸，从而形成唇缘190，当外壳184与围护结构180配合时，外壳184邻接抵靠该唇缘，如图4和5所示。在一些实施方案中，可以提供不同颜色的多个外壳184，使得最终用户可以定制他或她的A/V记录和通信门铃130的外观。例如，A/V记录和通信门铃130可以在同一包装中与不同颜色的多个外壳184一起包装和销售。
参考图4，A/V记录和通信门铃130的前表面包括按钮148(也可以称为前按钮148，图3)，其可操作地连接到处理器160。在类似于上面参考图2描述的过程中，当访客按下前按钮148时，可以向用户的客户端装置发送警报以通知用户，某人在他或她的前门(或在对应于A/V记录和通信门铃130的位置的另一位置)。进一步参考图4，A/V记录和通信门铃130还包括摄像头154，摄像头可操作地连接到处理器160，并且位于防护罩192的后面。如下面详细描述的，摄像头154被配置为从其视野内捕获视频图像。这些视频图像可以流式传输到用户的客户端装置和/或上传到远程网络装置，以便稍后根据类似于上面参考图2所述的过程进行查看。
参考图5，一对端接螺钉194延伸穿过后板182。端接螺钉194在其内端连接到A/V记录和通信门铃130内的端子131、132(图3)。端接螺钉194被配置为接收电线以通过端子131、132连接到A/V记录和通信门铃130，连接到A/V记录和通信门铃130所在的建筑物的家用AC电源134。在所示实施方案中，端接螺钉194位于后板182的后表面198的凹陷部分196内，使得端接螺钉194不从A/V记录和通信门铃130的***护结构突出。因此，A/V记录和通信门铃130可以安装到安装表面，其中后板182的后表面198邻接安装表面。后板182包括邻近其上边缘和下边缘的孔200，以容纳安装硬件，例如螺钉(未示出)，用于将后板182(以及因此A/V记录和通信门铃130)固定到安装表面。参考图6，围护结构180包括邻近其上边缘和下边缘的相应孔202，其与后板182中的孔200对准以容纳安装硬件。在某些实施方案中，A/V记录和通信门铃130可包括安装板或支架(未示出)，以便于将A/V记录和通信门铃130固定到安装表面。
进一步参考图6，外壳184在前表面中包括中心开口204。中心开口204的尺寸和形状设计成容纳防护罩192。在所示实施方案中，防护罩192基本上是矩形的，并且包括中心开口206，前按钮148通过该中心开口突出。防护罩192限定平行于围护结构180的前表面208并位于其前面的平面。当外壳184与围护结构180配合时，如图4和10所示，防护罩192位于外壳184的中心开口204内，使得防护罩192的前表面210与外壳184的前表面212基本齐平，在防护罩192的外边缘和外壳184中的中心开口204的内边缘之间间隙很小或没有间隙(图4)。
进一步参考图6，防护罩192包括上部部分214(位于前按钮148的上方和侧面)和下部部分216(位于前按钮148的下方和侧面)。防护罩192的上部部分214和下部部分216可以是分开的部件，并且可以包括不同的材料。防护罩192的上部部分214可以是透明或半透明的，使得它不会干扰摄像头154的视野。例如，在某些实施方案中，防护罩192的上部部分214可包括玻璃或塑料。如下面详细描述的，可操作地连接到处理器160的麦克风150位于防护罩192的上部部分214的后面。因此，上部部分214可以包括开口218，其有助于声音通过护罩192，使得麦克风150能够更好地从A/V记录和通信门铃130周围区域拾取声音。
防护罩192的下部部分216可包括对红外(IR)光基本透明但相对于可见光谱中的光部分地或大部分地不透明的材料。例如，在某些实施方案中，防护罩192的下部部分216可包括塑料，例如聚碳酸酯。因此，防护罩192的下部部分216不会干扰来自位于下部部分216的后面的IR光源156的IR光的透射。如下面详细描述的，IR光源156和IR截止滤光器158两者都可操作地连接到处理器160，两者都有助于摄像头154的“夜视”功能。
防护罩192的上部部分214和/或下部部分216可以邻接下面的盖220(图10)，所述下面的盖可以与围护结构180成一体，或者可以是分开的部件。盖220可以是不透明的，可以包括对应于摄像头154的位置的第一开口222、对应于麦克风150的位置的第二开口(未示出)和在防护罩192的上部部分214中的开口218，以及对应于IR光源156的位置的第三开口(未示出)。
图7-10示出了A/V记录和通信门铃130的各种内部部件。图7-9是门铃130的前透视图，其中外壳184和围护结构180被移除，而图10是沿图4中的线10-10截取的门铃130的右侧横截面视图。参考图7和图8，A/V记录和通信门铃130还包括主印刷电路板(PCB)224和前PCB226。参考图8，前PCB 226包括按钮致动器228。参考图7、图8和图10，前按钮148位于按钮致动器228的前面。前按钮148包括杆230(图10)，该杆延伸到壳体178中以接触按钮致动器228。当前按钮148被按下时，杆230按下按钮致动器228，从而闭合电子开关166(图8)，如下所述。
参考图8，前PCB 226还包括灯光指示器162，当门铃130的前按钮148被按压时，灯光指示器可以发光。在所示实施方案中，灯光指示器162包括发光二极管(LED 162)，其表面安装到前PCB 226的前表面并且围绕按钮致动器228布置成圆形。本发明的实施方案不限于灯光指示器162是LED，并且在替代实施方案中，灯光指示器162可以包括任何其他类型的发光装置。本发明的实施方案不受图8中所示的灯光指示器162的数量的限制，也不受它们布置的图案的限制。
参考图7，门铃130还包括光管232。光管232是环绕前按钮148的透明或半透明环。参考图4，光管232位于前按钮148和防护罩192中的中心开口206之间的环形空间中，其中光管232的前表面234基本上与防护罩192的前表面210齐平。参考图7和图10，光管232的后部部分包括多个柱236，其位置对应于LED 162的位置。当LED162被点亮时，光透过柱236和光管232的主体，使得光在光管232的前表面234处可见。因此，LED 162和光管232在前按钮148周围提供照明环。光管232可包括例如塑料或能够透射光的任何其他合适的材料。
LED 162和光管232可以用作访客和/或用户的视觉指示器。例如，LED 162可以在激活时点亮或者连续保持发光。在一个方面，LED162可以改变颜色以指示前按钮148已被按下。LED 162还可以指示电池142需要再充电，或者电池142当前正在充电，或者电池142的充电已经完成。LED 162可以指示与用户的网络的连接良好、受限、差或未连接。LED 162可用于使用视觉提示(其可与从扬声器152发出的音频提示相结合)，引导用户完成设置或安装步骤。
进一步参考图7，A/V记录和通信门铃130还包括可充电电池142。如下面进一步详细描述的，A/V记录和通信门铃130连接到外部电源134(图3)，例如AC干线。A/V记录和通信门铃130主要由外部电源134供电，但也可以从可充电电池142汲取电力，以便不超过来自外部电源134的阈值电量，从而避免使信号发出装置168不经意间发出声音。参考图3，电池142可操作地连接到电源管理器140。如下所述，当需要补充电力时，电源管理器140控制从电池142汲取的电量以补充从外部AC电源134汲取的电力以给A/V记录和通信门铃130供电。电源管理器140还控制使用从外部电源134汲取的电力来对电池142进行再充电。电池142可包括例如锂离子电池或任何其他类型的可充电电池。
进一步参考图7，A/V记录和通信门铃130还包括摄像头154。摄像头154耦接到前PCB 226的前表面，并包括镜头238和成像处理器240(图9)。摄像头镜头238可以是能够将光聚焦到摄像头154中、从而可以捕获清晰的图像的镜头。摄像头154可以包括例如高清(HD)视频摄像头，例如能够以720p或更高的图像显示分辨率捕获视频图像的摄像头。在本发明的某些实施方案中，摄像头154可用于检测其视野内的运动，如下所述。
进一步参考图7，A/V记录和通信门铃130还包括红外(IR)光源242。在所示实施方案中，IR光源242包括耦接到IR LED印刷电路板(PCB)244的IR发光二极管(LED)242。在替代实施方案中，IR LED242可以不包括单独的PCB 244，并且可以例如耦接到前PCB 226。
参考图7和图10，IR LED PCB 244位于前按钮148(图7)下方和防护罩192(图10)的下部部分216后面。如上所述，防护罩192的下部部分216对IR光是透明的，但对于可见光谱中的光可以是不透明的。
当检测到环境光暗时，可以触发IR LED 242以激活。当被激活时，从IR LED 242发出的IR光照亮摄像头154的视野。然后，可以被配置为检测IR光的摄像头154可以捕获由IRLED 242发出的IR光，因为它从摄像头154的视野内的物体反射，使得A/V记录和通信门铃130可以在夜间清楚地捕获图像(可以称为“夜视”)。
参考图9，A/V记录和通信门铃130还包括IR截止滤光器158。IR截止滤光器158是机械快门，其可以选择性地定位在镜头238和摄像头154的图像传感器之间。在白天，或者当环境光足够亮时，IR截止滤光器158位于镜头238和图像传感器之间以滤除IR光，使得它在人眼看到图像时不会使图像的颜色失真。在夜间，或者在几乎没有环境光的情况下，IR截止滤光器158从镜头238和图像传感器之间的空间撤回，使得摄像头154对IR光敏感(“夜视”)。在一些实施方案中，摄像头154用作光检测器，用于控制IR截止滤光器158的当前状态并打开和关闭IR LED 242。在一些实施方案中，由于A/V记录和通信门铃130由与AC干线的连接供电，并且因此摄像头154始终通电，这有助于将摄像头154用作光检测器。然而，在其他实施方案中，A/V记录和通信门铃130可以包括与摄像头154分离的光传感器，用于控制IR截止滤光器158和IR LED 242。
返回参考图6，A/V记录和通信门铃130还包括复位按钮170。复位按钮170接触耦接到前PCB 226的复位按钮致动器246(图7)。当复位按钮170被按下时，它可以接触复位按钮致动器246，复位按钮致动器可以触发擦除存储在非易失性存储器174和/或存储器172(图3)中的任何数据，和/或可以触发处理器160的重启。
图11-13进一步示出了A/V记录和通信门铃130的内部部件。图11-13是门铃130的后透视图，其中后板182和附加部件被移除。例如，在图11中，后板182被移除，而在图12中，后板182和主PCB224被移除，且在图13中，后板182、主PCB 224和前PCB 226被移除。参考图11，若干部件(包括通信模块146、处理器160、存储器172和非易失性存储器174)耦接到主PCB 224的后表面。下面描述这些部件中的每一个的功能。参考图12，若干部件(包括电源管理器140、电源定序器144、AC/DC整流器136、DC/DC转换器138和用于灯光指示器162的控制器164)耦接到前PCB 226的后表面。下面还描述了这些部件中的每一个的功能。参考图13，在围护结构180内可以看到若干部件，包括麦克风150、扬声器室248(扬声器152位于其中)，以及用于通信模块146的天线250。下面还描述了这些部件中的每一个的功能。
参考图7，天线250耦接到主PCB 224的前表面并可操作地连接到通信模块146，通信模块146耦接到主PCB 224的后表面(图11)。麦克风150也可以耦接到主PCB 224的前表面，位于防护罩192的上部部分214中的开口218(图4)附近，使得从A/V记录和通信门铃130周围的区域发出的声音可以穿过开口218并由麦克风150检测。参考图13，扬声器室248位于围护结构180的底部附近。扬声器室248包括中空围护结构，扬声器152位于中空围护结构中。中空扬声器室248放大由扬声器152发出的声音，使得在A/V记录和通信门铃130附近的区域的访客可以更好地听到这些声音。参考图5和图13，外壳184的下表面252和围护结构180的下表面(未示出)可以包括声学开口254，扬声器152发出的声音可以通过声学开口254，使得在A/V记录和通信门铃130附近的区域的访客可以更好地听到这些声音。在所示实施方案中，声学开口254的形状通常为矩形，其长度基本上横跨外壳184(以及围护结构180)的下表面252延伸。然而，所示的形状仅是一个示例。参考图5，外壳184的下表面252还可包括用于接收固定螺钉(未示出)的开口256。固定螺钉可以延伸穿过开口256并进入围护结构180中的类似位置的开口，以将外壳184固定到围护结构180。如果门铃130安装到安装支架(未示出)，则固定螺钉还可以将门铃130保持在安装支架上。
参考图13，A/V记录和通信门铃130还可包括电池加热器258。本发明的A/V记录和通信门铃130被配置为用于户外，包括在寒冷的天气情况下。然而，低温可能引起可充电电池的负面性能问题，例如电能容量降低、内部电阻增大、在未损坏的情况下充电能力降低，以及负载电流供应能力降低。电池加热器258有助于使可充电电池142保持温暖，以减少或消除上述负面性能问题。在所示实施方案中，电池加热器258包括邻接可再充电电池142的侧表面的基本上扁平的薄片。电池加热器258可包括例如电阻加热元件，所述电阻加热元件在电流通过时产生热量。因此，电池加热器258可以可操作地耦接到电源管理器140和/或电源定序器144(图12)。在一些实施方案中，可充电电池142可包括可操作地连接到处理器160的热敏电阻器(“热敏电阻”，未示出)，以便可监测电池142的温度，并且可自适应地控制提供给电池加热器258的电量，以将可充电电池142保持在期望的温度范围内。
如上所述，本发明的实施方案有利地将A/V记录和通信门铃的功耗限于低于使信号发出装置发声所需的阈值的量(当门铃的前按钮被按下时除外)。因此，本发明的A/V记录和通信门铃可以连接到现有的家用AC电源和现有的信号发出装置，而不会引起信号发出装置的无意发声。
本发明的实施方案能够连接到现有家用AC电源有几个优点。例如，本发明的A/V记录和通信门铃的摄像头可以连续通电。在典型的电池供电的A/V记录和通信门铃中，摄像头仅在一部分时间内通电，以便电池不会太快耗尽。相比之下，本发明的实施方案不依赖于电池作为主要(或唯一)电源，因此能够使摄像头连续通电。由于摄像头能够连续通电，因此其可以始终进行记录，并且记录的录像可以连续存储在滚动缓冲区或滑动窗口中。在一些实施方案中，可以在滚动缓冲区或滑动窗口中连续存储约10-15秒的记录录像。此外，由于摄像头能够连续通电，因此其可以用于运动检测，因此不需要单独的运动检测装置，例如无源红外传感器(PIR)。消除PIR简化了A/V记录和通信门铃的设计，并且使得门铃能够更紧凑，但是在一些替代实施方案中，门铃可以包括一个或多个PIR。此外，由于摄像头能够连续通电，因此其可以用作光检测器，用于控制IR截止滤光器的当前状态并打开和关闭IR LED。使用摄像头作为光检测器，无需单独的光检测器，从而进一步简化了A/V记录和通信门铃的设计，并且使得门铃能够更加紧凑，但是，在一些替代实施方案中，门铃可以包括单独的光检测器。
本发明的实施方案的一个方面包括以下认识，在除了本发明的实施方案之外的当前音频/视频(A/V)记录和通信装置(例如，门铃)中，从A/V记录和通信装置发送到用户的客户端装置的流式视频不包括在触发流式视频发送的事件之前发生的事件的任何图像。例如，当A/V记录和通信装置检测到事件时，例如在A/V记录和通信装置周围的区域中的运动或者访客按下A/V记录和通信装置的前按钮(当A/V记录和通信装置是门铃时)，从A/V记录和通信装置发送到用户的客户端装置的流式视频在检测到运动或者按下前按钮的时刻开始(或者就在该时刻之后开始)。然而，通常，就在检测到的事件之前不久发生的事件是用户感兴趣的。本发明的实施方案通过以下措施来解决此问题：用A/V记录和通信装置的摄像头来连续记录摄像头视野内的区域，且然后，当检测到事件时，在检测到事件之前的某个时间开始流式传输视频。连续记录的视频图像存储在滚动缓冲区中，并且流式视频从滚动缓冲区的开始处开始。为了能够实时地向用户呈现流式视频，从滚动缓冲区中读取流式视频的开始部分，并以高于视频图像数据被写入滚动缓冲区的速率的速率流式传输到用户的客户端装置。当读取操作赶上写入操作时，读取速率下降以匹配写入速率。因此，本发明的实施方案有利地使用户能够查看就在检测到的事件之前发生的事件的视频图像，从而向用户传递更多信息以帮助用户更好地理解流式视频中发生的事情。
图14是示出了根据本公开的各个方面的来自A/V记录和通信装置的A/V内容的流式传输和存储过程的流程图。所述方法包括，在框B300处，利用摄像头记录A/V记录和通信装置周围的区域的视频图像数据，并以写入速率将视频图像数据写入到存储器中。在一些实施方案中，处理器可以执行写入操作以便以写入速率将视频图像数据写入到存储器中。在一个非限制性示例中，写入速率可以是每秒30帧。本发明的实施方案不限于写入速率的任何值，并且在其他非限制性示例中，写入速率可以是例如每秒5帧(fps)，或10fps，或15fps，或20fps，或25fps，或35fps，或40fps，或45fps，或50fps，或55fps，或60fps等。
在一些实施方案中，向其中写入视频图像数据的存储器包括滚动缓冲区。滚动缓冲区(也可称为循环缓冲区、循环队列、周期性缓冲区或环形缓冲区)是一种使用单个固定大小缓冲区的数据结构，就好像它是端到端连接的一样。图15是滚动缓冲区350的示意图。滚动缓冲区350可以包括存储器172(图3)的至少一部分，包括多个段或块352。在图15的初始状态下，每个块352都可以是空的，所述初始状态可以对应于A/V记录和通信装置130处于断电状态。当A/V记录和通信装置130通电时，摄像头154开始记录其视野内的区域的视频图像数据。例如，通过写入操作354，将视频图像数据写入到滚动缓冲区350中，所述写入操作354可以由处理器160执行。参考图16，随着写入操作354的进行，滚动缓冲区350的每个块352都接收并存储视频图像数据的一部分，如由写入操作354左侧的图案块356表示的。在所示实施方案中，写入操作354从滚动缓冲区350的左侧开始并从左向右进行，如箭头358所示。然而，所示出的示例不是限制性的，并且不旨在代表滚动缓冲区350的实际物理布局。
在一些实施方案中，滚动式缓冲区350的每个块352都可以对应于一帧视频图像数据。也就是说，每个块352都可以存储一个视频帧，并且块352可以互换地称为帧。因此，每个块352的大小都可以对应于每个视频帧的大小。在一些实施方案中，每个块352的大小都可以变化。也就是说，一些块352可以比其他块352更大或更小。
随着写入操作354的继续，越来越多的块352接收并存储视频图像数据。参考图17，最终，滚动式缓冲区350完全被视频图像数据填充，如图案块356所示。然后，写入操作354从滚动式缓冲区350的开始处继续，如图17中的返回箭头360所示。随着写入操作354的继续，每个块356中的旧视频图像数据被新视频图像数据覆盖。这个过程可以重复任何次数。滚动式缓冲区350的大小可以由要存储的视频图像数据的期望量确定。例如，在一些实施方案中，滚动式缓冲区350可具有足够的大小来存储5秒的视频图像数据，或10秒的视频图像数据，或15秒的视频图像数据，或20秒的视频图像数据，或任何其他视频图像数据量。
返回参考图14，在方框B302处，该过程确定是否在A/V记录和通信装置130周围的区域检测到事件。可以在写入操作354继续将视频图像数据写入到滚动式缓冲区350中的同时进行该确定。在一些实施方案中，可以由处理器160进行该确定。例如，处理器160可以从摄像头154(和/或从单独的运动传感器)接收表示摄像头154的视野内的运动的输入。在另一示例中，处理器160可以从前按钮148接收表示前按钮148已被按下的输入。
如果在方框B302处没有检测到事件，则该过程返回到方框B300并继续将视频图像数据写入到滚动式缓冲区350中。然而，如果在方框B302处检测到事件，则该过程移动到方框B304，其中通信模块146将连接请求发送到网络112中的装置。该方面可以与上面参考图3的方框B202描述的方面类似或相同。在方框B306处，读取操作开始从滚动式缓冲区350中读取视频图像数据。在一些实施方案中，例如，读取操作可以由处理器160执行。
图18示出了读取操作362的开始。读取操作362从滚动式缓冲区350的开始处开始，在一些实施方案中，这种开始处可以是包含最旧的视频图像数据的任何一个缓冲区块352/356。同样，在图15-21所示的示例中，写入操作354在滚动式缓冲区350中从左向右移动。因此，如果所有缓冲区块352都包含视频图像数据，则最旧的视频图像数据存储在写入操作354紧前面的任何一个缓冲区块中，该缓冲区块在图18中是写入操作354紧右侧的缓冲区块364。该缓冲区块364是滚动式缓冲区350的“开始”，并且是读取操作362开始的位置。因为只要摄像头开启，写入操作354就是连续的，所以滚动式缓冲区350的“开始”的位置是不断变化的。
在本发明的实施方案中，读取操作362可以大于写入速率的第一读取速率开始。该方面使得读取操作362能够赶上写入操作354，以便当读取操作362赶上写入操作354时，流式视频是实时的(例如，在摄像头154的视野内发生的事件和在用户的客户端装置114的显示器上描绘的那些事件之间的延迟很小，或没有延迟)。在一些实施方案中，第一读取速率可以是写入速率的大于一的倍数。在一些非限制性示例中，第一读取速率可以是写入速率的1.1倍，或写入速率的1.2倍，或写入速率的1.3倍，或写入速率的1.4倍，或写入速率的1.5倍，或者是写入速率的2倍，或者是写入速率的2.5倍，或者是写入速率的3倍，等。在写入操作362开始时，写入操作354可继续以写入速率将视频图像数据写入到滚动式缓冲区350中。
返回参考图14，在方框B308处，该过程继续进行，网络装置(例如，可以是服务器118或后端API 120)通过用户的网络110和网络112，将A/V记录和通信装置130连接到用户的客户端装置114。该方面可以与上面参考图3的方框B204描述的方面类似或相同。然后，该过程移动到方框B310，其中读取操作362继续以第一读取速率从滚动式缓冲区350读取视频图像数据，直到读取操作362赶上写入操作354。在读取操作362赶上写入操作354之后，读取操作362继续以等于写入速率的第二读取速率从滚动式缓冲区350读取视频图像数据。同时，写入操作354继续以写入速率将视频图像数据写入到滚动式缓冲区350中。
图19-21示出了读取操作362和写入操作354以不同的速率继续，直到读取操作362赶上写入操作354。参考图19，当读取操作362从滚动式缓冲区350读取视频图像数据时，在读取操作362和写入操作354之间出现分离，如图19中读取操作362和写入操作354之间的间隔以及滚动式缓冲区350的空块352所表示的(这些块352中的视频图像数据已经被读取，并且写入操作354还没有到达这些块352以将新的视频图像数据写入到空块352中)。参考图20，由于读取操作362以比写入操作354更快的速率进行，因此，读取操作362和写入操作354之间的分离继续增长。参考图21，最终，读取操作362赶上写入操作354(例如，读取操作362在写入操作354后面，相差一个缓冲区块)，此时读取操作362的速率下降以匹配写入操作354的速率。
返回参考图14，在方框B312处，该过程继续，用户在他或她的客户端装置114上接收通知，以及接受或拒绝该呼叫的提示。该方面可以与上面参考图3的方框B210描述的方面类似或相同。然后，该过程移动到方框B314，其中A/V记录和通信装置130将流式视频传输到用户的客户端装置114。在一些实施方案中，通信模块146可以将流式视频传输到用户的客户端装置114。可以第一流速率流式传输流式视频的开始部分，且此后以小于第一流速率的第二流速率流式传输流视频。例如，第一流速率可以等于第一读取速率，且第二流速率可以等于第二读取速率(其可以等于写入速率)。如果用户正在他或她的客户端装置114的显示器上观看流视频，他或她将看到以第一流速率显示的流式视频的开始部分，这在用户看来可能是视频正在快进(以比实际事件发生的速率更快的速率进行)。在流式视频的“快进”的开始部分之后，用户将看到流式视频以看起来正常的速度继续播放(这个速度对应于实际事件发生的速度)。
返回参考图14，该过程可以继续执行方框B316、B318、B320和B322。这些方框中的每一个都分别对应于在上面参考图2进行描述的方框B212、B214、B216和B218。
虽然图14的过程仅描述了写入到滚动式缓冲区350中和从所述滚动式缓冲区中读取的视频图像数据，但是本发明的实施方案也设想音频也可以被并入到一个或多个过程中。例如，由A/V记录和通信装置的麦克风150捕获的音频数据也可以类似于参考图14描述的过程被写入到滚动式缓冲区350中并从滚动式缓冲区中读取。或者，由麦克风150捕获的音频数据可以被写入到另一个存储器中并从该另一个存储器读取，例如存储器172的不同部分或远离A/V记录和通信装置的存储器位置。
如下所述，图14的过程的步骤不需要以所呈现的顺序执行，并且可以任何顺序执行。例如，方框B304和B306可以与呈现的顺序相反的顺序执行，或者可以同时执行。在另一示例中，方框B310和B312可以与呈现的顺序相反的顺序执行，或者可以同时执行。
如上所述，本公开提供了包括A/V记录和通信门铃的方法和***的许多示例，但是本发明的实施方案同样适用于除门铃之外的A/V记录和通信装置。例如，本发明的实施方案可以包括一个或多个A/V记录和通信安全摄像头，代替一个或多个A/V记录和通信门铃，或者作为一个或多个A/V记录和通信门铃的补充。示例性A/V记录和通信安全摄像头可以基本上包括门铃130的所有结构和功能，但没有前按钮148、按钮致动器228和/或光管232。
图22是根据本公开的各个方面可以在其上实现本发明的实施方案的客户端装置800的功能框图。参考图1描述的用户的客户端装置114可以包括客户端装置800的一些或全部部件和/或功能。客户端装置800可以包括例如智能电话。
参考图22，客户端装置800包括处理器802、存储器804、用户界面806、通信模块808和数据端口810。这些部件通过互连总线812通信地耦接在一起。处理器802可以包括智能电话和/或便携式计算装置中使用的任何处理器，例如ARM处理器(基于RISC(精简指令集计算机)架构的处理器，其由先进RISC机器公司(ARM)开发)。在一些实施方案中，处理器802可以包括一个或多个其他处理器，例如一个或多个传统微处理器，和/或一个或多个辅助协处理器，例如数学协处理器。
存储器804可以包括操作存储器，例如随机存取存储器(RAM)，以及数据存储器，例如只读存储器(ROM)，硬盘驱动器，闪存，或任何其他合适的存储器/存储元件。存储器804可以包括可移除存储器元件，例如压缩闪存卡、多媒体卡(MMC)和/或安全数字(SD)卡。在一些实施方案中，存储器804可以包括磁性、光学和/或半导体存储器的组合，并且可以包括例如RAM、ROM、闪存驱动器和/或硬盘或驱动器。处理器802和存储器804每个都可以例如完全位于单个装置内，或者可以通过通信介质(例如USB端口、串行端口电缆、同轴电缆、以太网型电缆、电话线、射频收发器或其他类似的无线或有线介质或前述各项的组合)彼此连接。例如，处理器802可以经由数据端口810连接到存储器804。
用户界面806可以包括适用于智能电话和/或便携式计算装置的任何用户界面或呈现元件，诸如小键盘、显示屏、触摸屏、麦克风和扬声器。通信模块808被配置为处理客户端装置800与其他外部装置或接收器之间的通信链路，并适当地路由输入/输出数据。例如，来自数据端口810的入站数据可以在被引导到处理器802之前通过通信模块808路由，并且来自处理器802的出站数据可以在被引导到数据端口810之前通过通信模块808路由。通信模块808可以包括能够传输和接收数据的一个或多个收发器模块，并且使用例如一种或多种协议和/或技术，例如GSM、UMTS(3GSM)、IS-95(CDMA one)、IS-2000(CDMA 2000)、LTE、FDMA、TDMA、W-CDMA、CDMA、OFDMA、Wi-Fi、WiMAX或任何其他协议和/或技术。
数据端口810可以是用于与智能电话和/或便携式计算装置物理连接的任何类型的连接器，例如迷你USB端口或
Figure BDA0002003774290000301
针连接器或
Figure BDA0002003774290000302
连接器。在其他实施方案中，数据端口810可以包括多个通信信道，用于与例如其他处理器、服务器和/或客户终端同时进行通信。
存储器804可以存储用于与诸如计算机之类的其他***进行通信的指令。存储器804可以存储例如适于根据本发明的实施方案指引处理器802的程序(例如，计算机程序代码)。指令还可以包括程序元素，例如操作***。虽然程序中的指令序列的执行使得处理器802执行本文描述的处理步骤，但是可以使用硬连线电路来代替软件/固件指令或与软件/固件指令组合以实现本发明的实施方案的过程。因此，本发明的实施方案不限于硬件和软件的任何特定组合。
图23是根据本公开的各个方面可以在其上实现本发明的实施方案的通用计算***的功能框图。计算机***900可以执行上述操作中的至少一些。计算机***900可以具体化为个人计算机(也称为台式计算机)900A、便携式计算机(也称为膝上型计算机或笔记本计算机)900B和/或服务器900C中的至少一种。服务器是等待来自其他机器或软件(客户端)的请求并对其作出响应的计算机程序和/或机器。服务器通常对数据进行处理。服务器的目的是在客户端之间共享数据和/或硬件和/或软件资源。此架构称为客户端-服务器模式。客户端可以在同一台计算机上运行，或者可以通过网络连接到服务器。计算服务器的示例包括数据库服务器、文件服务器、邮件服务器、打印服务器、web服务器、游戏服务器和应用程序服务器。术语“服务器”可以被广义地解释为包括将资源共享给一个或多个客户端进程的任何计算机化进程。
计算机***900可以包括至少一个处理器910、存储器920、至少一个存储装置930和输入/输出(I/O)装置940。部件910、920、930、940中的一些或全部可以经由***总线950互连。处理器910可以是单线程或多线程的，并且可以具有一个或多个核。处理器910可以执行指令，诸如存储在存储器920和/或存储装置930中的指令。可以使用一个或多个I/O装置940来接收和输出信息。
存储器920可以存储信息，并且可以是计算机可读介质，诸如易失性或非易失性存储器。存储装置930可以为***900提供存储，并且可以是计算机可读介质。在各个方面，存储装置930可以是闪存装置、硬盘装置、光盘装置、磁带装置或任何其他类型的存储装置。
I/O装置940可以为***900提供输入/输出操作。I/O装置940可以包括键盘、指示装置和/或麦克风。I/O装置940还可以包括用于显示图形用户界面的显示单元、扬声器和/或打印机。外部数据可以存储在一个或多个可访问的外部数据库960中。
本文所描述的本发明的实施方案的特征可以数字电子电路，和/或以计算机硬件、固件、软件和/或其组合来实现。本发明的实施方案的特征可以有形地具体化在信息载体(例如机器可读存储装置)中和/或传播信号中的计算机程序产品来实现，以由可编程处理器执行。本发明的方法步骤的实施方案可以由执行指令程序的可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行所描述的实现方式的功能。
本文所描述的本发明的实施方案的特征可以可在可编程***上执行的一个或多个计算机程序来实现，可编程***包括至少一个可编程处理器，可编程处理器被耦接以从数据存储***、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和/或指令，并向其传输数据和/或指令。计算机程序可以包括一组指令，其可以直接或间接地在计算机中使用以执行特定活动或带来某种结果。计算机程序可以用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且可以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程或适合在计算环境中使用的其他单元。
用于执行指令程序的合适的处理器可以包括例如任何类型计算机的通用和专用处理器，和/或唯一处理器，或多个处理器中的一者。通常，处理器可以从只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或两者接收指令和/或数据。这样的计算机可以包括用于执行指令的处理器和用于存储指令和/或数据的一个或多个存储器。
通常，计算机还可以包括一个或多个用于存储数据文件的大容量存储装置，或者与这些装置可操作地耦接以进行通信。这种装置包括磁盘，例如内部硬盘和/或可移除磁盘、磁光盘和/或光盘。适合于有形地具体化计算机程序指令和/或数据的存储装置可以包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器装置，例如EPROM、EEPROM和闪存装置，磁盘，例如内部硬盘和可移除磁盘、磁光盘，以及CD-ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由一个或多个ASIC(专用集成电路)补充或并入其中。
为了提供与用户的交互，本发明的实施方案的特征可以在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如LCD(液晶显示器)监视器)的计算机上实现。计算机还可以包括键盘、诸如鼠标或轨迹球之类的指示装置，和/或触摸屏，用户可以通过触摸屏向计算机提供输入。
本发明的实施方案的特征可以在包括后端部件(例如数据服务器)和/或包括中间件部件(例如应用程序服务器或互联网服务器)和/或包括前端部件(例如具有图形用户界面(GUI)和/或互联网浏览器的客户端计算机)，或这些部件的任何组合的计算机***中实现。***的部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例可以包括例如LAN(局域网)、WAN(广域网)和/或形成互联网的计算机和网络。
计算机***可包括客户端和服务器。客户端和服务器可以彼此远离并且通过网络(例如本文所描述的那些)进行交互。客户端和服务器的关系通过在各自计算机上运行且使相互具有客户端服务器关系的计算机程序而产生。
以上描述以充分、清楚、简明和准确的术语呈现了预期用于实施本发明的实施方案以及实施这些实施方案的方式和过程的最佳模式，以使所属领域的任何技术人员能够实施这些实施方案。然而，本发明的实施方案允许作出与上述讨论的实施方式完全等同的修改和替换结构。因此，本发明不限于所公开的特定实施方案。相反，本发明涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改和替换结构。例如，本文所描述的过程中的步骤不需要以与其被呈现的顺序相同的顺序执行，而可以任何顺序执行。此外，在替代实施方案中，呈现为单独执行的步骤可以同时执行。同样，在替代实施方案中，呈现为同时执行的步骤可以单独执行。

Claims (21)

1.一种生成并传输图像数据的方法，所述方法包括：
由音频/视频记录和通信装置(A/V装置)生成第一图像数据；
以写入速率将所述第一图像数据写入到存储器中；
在将所述第一图像数据写入到所述存储器中的同时，检测事件；
在检测到所述事件之后，以大于所述写入速率的第一读取速率从所述存储器中读取所述第一图像数据；
以第一传输速率传输所述第一图像数据；
确定读取操作赶上写入操作；
在确定所述读取操作赶上所述写入操作之后，由所述A/V装置生成第二图像数据；
以所述写入速率将所述第二图像数据写入到所述存储器中；
以等于所述写入速率的第二读取速率从所述存储器中读取所述第二图像数据；以及
以小于所述第一传输速率的第二传输速率传输所述第二图像数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一传输速率等于所述第一读取速率，且所述第二传输速率等于所述第二读取速率。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述存储器包括滚动缓冲区。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述读取操作从所述滚动缓冲区的开始处开始。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述滚动缓冲区包括多个块，并且所述滚动缓冲区的所述开始包括至少一个块，所述至少一个块包含所述第一图像数据的最旧部分。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括向网络装置发送连接请求。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述A/V装置包括具有前按钮的门铃，并且其中检测所述事件包括检测所述前按钮已接收到输入。
8.如权利要求1所述的方法，其中检测所述事件包括检测运动。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
在检测到所述事件之后，由所述A/V装置生成第三图像数据；
以所述写入速率将所述第三图像数据写入到所述存储器中；
以所述第一读取速率从所述存储器中读取所述第三图像数据；以及
以所述第一传输速率传输所述第三图像数据。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：
由所述A/V装置生成第一音频数据；
以所述写入速率将所述第一音频数据写入到所述存储器中；
在检测到所述事件之后，以所述第一读取速率从所述存储器中读取所述第一音频数据；
传输所述第一音频数据；
在确定所述读取操作赶上所述写入操作之后，由所述A/V装置生成第二音频数据；
以所述写入速率将所述第二音频数据写入到所述存储器中；
以所述第二读取速率从所述存储器中读取所述第二音频数据；以及
传输所述第二音频数据。
11.一种音频/视频记录和通信装置(A/V装置)，其包括：
摄像头；
处理器；以及
一个或更多个存储器，其中所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时使得所述A/V装置：
使用所述摄像头生成第一图像数据；
以写入速率将所述第一图像数据写入到所述一个或更多个存储器中；
在将所述第一图像数据写入到所述一个或更多个存储器中的同时，检测事件；
在检测到所述事件之后，以大于所述写入速率的第一读取速率从所述一个或更多个存储器中读取所述第一图像数据；
以第一传输速率传输所述第一图像数据；
确定读取操作赶上写入操作；
在确定所述读取操作赶上所述写入操作之后，使用所述摄像头生成第二图像数据；
以所述写入速率将所述第二图像数据写入到所述一个或更多个存储器中；
以等于所述写入速率的第二读取速率从所述一个或更多个存储器中读取所述第二图像数据；以及
以小于所述第一传输速率的第二传输速率传输所述第二图像数据。
12.如权利要求11所述的A/V装置，其中所述第一传输速率等于所述第一读取速率，且所述第二传输速率等于所述第二读取速率。
13.如权利要求11所述的A/V装置，其中所述一个或更多个存储器中的至少一个存储器包括滚动缓冲区。
14.如权利要求13所述的A/V装置，其中所述读取操作从所述滚动缓冲区的开始处开始。
15.如权利要求14所述的A/V装置，其中所述滚动缓冲区包括多个块，并且所述滚动缓冲区的所述开始包括至少一个块，所述至少一个块包含所述第一图像数据的最旧部分。
16.如权利要求11所述的A/V装置，其中所述A/V装置包括具有前按钮的门铃。
17.如权利要求16所述的A/V装置，其中检测所述事件包括检测所述门铃的所述前按钮已接收到输入。
18.如权利要求11所述的A/V装置，其中检测所述事件包括检测运动。
19.如权利要求11所述的A/V装置，其还包括扬声器和麦克风。
20.如权利要求11所述的A/V装置，其中所述一个或更多个存储器存储进一步的指令，所述进一步的指令在由所述处理器执行时还使得所述A/V装置：
在检测到所述事件之后，由所述A/V装置生成第三图像数据；
以所述写入速率将所述第三图像数据写入到所述一个或更多个存储器中；
以所述第一读取速率从所述一个或更多个存储器中读取所述第三图像数据；以及
以所述第一传输速率传输所述第三图像数据。
21.如权利要求11所述的A/V装置，还包括一个或更多个麦克风，并且其中所述一个或更多个存储器存储进一步的指令，所述进一步的指令在由所述处理器执行时，还使得所述A/V装置：
使用所述一个或更多个麦克风生成第一音频数据；
以所述写入速率将所述第一音频数据写入到一个或更多个存储器中；
在检测到所述事件之后，以所述第一读取速率从所述一个或更多个存储器中读取所述第一音频数据；
传输所述第一音频数据；
在确定所述读取操作赶上所述写入操作之后，由所述一个或更多个麦克风生成第二音频数据；
以所述写入速率将所述第二音频数据写入到所述一个或更多个存储器中；
以所述第二读取速率从所述一个或更多个存储器中读取所述第二音频数据；以及
传输所述第二音频数据。
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