安防高清视频监控存储技术方案

安防高清视频监控存储技术方案【IT168方案】对于视频监控而言，图像清晰度无疑是最关键的特性。图像越清晰，细节越明显，观看体验越好，智能等应用业务的准确度也越高。所以图像清晰度是视频监控永恒的追求。然而作为高清的视频，动辄几G到几十G的文件大小，这么大的视频文件，而且有如潮水般的涌现，不仅对存储容量，对读写性能、可靠性等都提出了更高要求。因此，选择什么样的存储系统和方案，往往成为影响视频读写速度的关键。高清、网络化视频的存储要求1、在了解高清存储系统之前，必须知道什么是高清?在高清视频标准中，视频从最低标准到较高标准依次为720线非交错式，即720p逐行扫描;1080线交错式，即1080i隔行扫描;1080线非交错式，即1080p逐行扫描，屏幕纵横比为16：9，如果是视音频同步的HDTV，标准输出为杜比5.1声道数字格式。高清视频有常见的三种分辨率，分别是：720P(1280×720P)逐行，美国的部分高清电视台主要采用这种格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080P(1920×1080P)逐行。网络视频高清资源以720P和1080i最为常见，其中作为视频监控系统的高清部分，已产品化的设备标准普遍采用720P和1080P的拍摄标准。2、存储要求之大容量，即高清的文件到底有多大?高清视频在经过不同的编码处理以后，依据码率不同，而有不同的要求。一般码率在6-20Mb之间，压缩效率、压缩方式不同，所获得的最终文件大小约为：3-10GB/小时，因此便产生了对于存储大容量的要求。当然一般意义上的视频，压缩模式不同，占用的存储空间非常小，这里主要讨论一下高清视频的存储容量。高清视频的一种应用是提供这些高清网络视频资源下载的高清网站，规模比较小的站点片库中也会有成百上千部电影，这一类的网站在互联网上多如牛毛，而每个站点存储系统的净容量要求至少在几十T，加上某些站点要建立多个文件映射和下载种子以提高综合流量，容量就不仅仅是几十个T了。另一种应用是高清视频监控，虽然出于经济性考虑，此种应用中高清监控视频压缩率会比较高。目前720P高清视频摄像资料每小时视频录像可压缩到3GB左右容量，但由于采集的是高清视频，而一般的监控系统摄像路数都是几百乃至上千路，所以这种应用将需要更多的存储设备和更大的存储容量。以此为例，按一个月保存时间要求计算，可以得到这样一个数据：3GB/小时×24小时×30天×1路=2.16T每存储一路视频需要2T以上的净容量，那么计算一个拥有500路高清视频摄像，需要保存30天的监控系统所需的最少存储容量是1PB。3、存储要求之高性能众所周知，除了BT分布式下载结构的网站，支持高清视频的效果大多是以服务端大数据流量为代价的。以每路数据流为20Mb的高清视频为例，在千兆单点服务模式，最多可以容纳50路高清视频同时播放。当然这个是理论值，实际上还要考虑网络在处理数据撞包等任务时，消耗网络带宽资源之类的因素。因此，在高清视频网站考虑服务时，首先要考虑向服务器提供高清视频数据的存储系统，扩大存储系统的带宽，速度才能得到有效的提升。在高清视频监控系统中，存储的传输速率要求会随着监控系统的规模呈正比增长。4、存储要求之可靠性从高清视频文件对用户的重要性来讲有几个不同的层次：一般安全性用户、中度安全性用户、重要视频数据用户。作为一般安全性用户，主要是指一些以分布式下载的高清电影网站，他们对于高清数据安全性要求相对不高。偶尔存储系统离线，并不会对整个体系造成太大影响，但是对于数据的完整性要求比较高。中度安全性用户，如一些大型高清视频在线网站、交互网站等，要求高清视频数据具有实时性、交互性特点的，以及关键性的高清视频数据存储，都属于中度安全要求的用户。他们对于高清视频存储安全性的要求，是实时性和可恢复性。重要视频数据用户，比如高清视频监控图像、媒体资讯制作内容等都属于重要视频数据类型，这类用户对高清视频存储安全的要求是实时性、冗余性和不间断性。高清网络存储解决方案汇集媒体资讯高清网络存储解决方案在媒资系统中应用的存储系统，首先要解决的是文件的系统共享，多任务访问，和访问效率问题。现阶段在媒资的应用中，从外景拍摄的资料到摄影棚的复合视音频，无不是高清片源，即便是原始归档的录像资料，也都是以DV、DV-COM等。此类的视频资料单个复合流的数据量大，因此对于存储系统整体的效率尤为重视。部分资料在管理系统、片源审核系统、视频采编播系统、配音合成系统等众多视频系统之间要求共享。由于不同应用系统可能会是多种不同的操作系统的主机，因此在文件系统的共用特性上有极高要求。在该媒体资讯高清网络存储解决方案中，主要采用了独立的硬件构架、安全的文件系统、IP的开放构架、高速的聚合带宽。高清视频监控存储系统解决方案前端高清摄像机采集到视频后，通过内部的高清编码器把高清的视频信号转换成数字信号并通过视频监控专网传送到中心，经由视频存储系统处理，存于Macrostor高清监控存储系统中。由高清监控客户终端发起请求，经过视频存储系统处理后，视频数据通过视频存储系统发送至各个请求的客户终端提供服务。由于高清监控系统的带宽要求和本身视频文件的数据量比较大，因此在Macrostor高清监控存储系统中采用的接口模式为多链路聚合模式，这样可以尽可能多的管理前端高清网络摄像机。在一个中大型高清监控系统中，摄像机数量庞大，因此在扩展规模的形式上，Macrostor高清监控存储系统采用积木化结构，即可随时增加存储系统，在网络带宽能允许的情况下，最大限度发挥存储系统效率。与传统的视频监控存储相比，高清系统的存储性能更强大，对于网络的要求更高，每个独立的监控系统不能无限制的扩展。基于Macrostor高清监控存储系统设计能够使得系统规模得到有效的扩展，并且在尽可能少设备数量的前提下，提高性能。大规模高清存储集群解决方案作为大规模高清存储系统，可以应用在大型视频网站，对性能的要求非常高。在多服务器做集群模式的条件下，要求支持最大带宽运行，如果采用普通的存储系统，那么存储的数据交换性能就成了瓶颈。采用高清集群存储系统，主要能解决在多集群服务器模式下，同时访问的大瞬间数据量的问题，并且在整个交互式高清网站的扩展需求会比较强烈，在一定周期内会有爆炸性增长。该高清集群存储系统，可以逐步扩展容量而不用改变结构，扩容的同时可以不用停机，维护特性极强，对于网站逐步投资和逐步扩容的需求可以完美解决。应用范围广，不仅可用于大型高清在线网站，还可在功能上打破互联网用户上传容量限制，充分满足高清视频资源爆炸性增长的存储需要。高清网络视频存储的发展趋势从高清诞生以来的发展历程可以看到，作为高清的网络视频存储，初期主要是随着高清电影，网上电影资源下载的发展而应用。未来大量高清影片资源将在网络上不断涌现，高清存储的容量也将飞速膨胀，从个人电脑的几个、几十个TB，到电影网站的几百TB，这些都需要专业的存储系统来支撑。进而，随着互联网性能的稳步提升，高清交互式多媒体业务的快速发展，现在火爆的视频互动网站，将随着民用高清视频拍摄设备的逐步普及，从标清，逐步“进化”到高清时代，作为此类媒体的存储介质，高性能、大容量存储系统将大行其道，得以更广泛的应用。平安城市网络视频监控解决方案概述城市视频监控系统，是对一些治安重点监控区域，如居民小区、城区路面、商业中心、娱乐场所、车站广场、重点单位等场所实施远程实时监控，及时了解现场的车流、人流及异常情况，并进行远程录像备份,是科技强警建设的重要组成部分。城市社会治安视频监控系统作为公安集中指挥系统中不可缺少的子系统，可以实现派出所、分局、市局的多级监管，信息共享，起到社会治安综合治理的效果。本方案通过利用现有的公安系统的专用数据传输线路，建设基于IP网络传输的城市视频监控系统，以科技的手段减轻公安部门工作强度，保障城市安全，减少违法犯罪行为的发生。需求分析城市社会治安监控的主要作用有：1)通过对以前的模拟监控系统进行网络化改造，使之能够方便地进行全网管理。2)开放式居民小区的人流、物流、车流监控，对盗窃、突发事件进行防范和取证。3)公共场所、治安死角、案件多发点监控，对盗窃、抢劫等违法犯罪行为进行防范和取证。4)娱乐场所、网吧等场所监控，保证经营活动的合法、有序。威乾数字的网络视频管理系统，包含VN6000A、VN6000AS系列网络视频服务器，VN8000A系列解码器以及视频管理软件，可以为用户构建一套完整的IP视频监控解决方案。组网城市网络视频监控系统从结构上划分，一般可分为四级，从上往下包括：．市公安局监控中心．公安分局监控中心．派出所监控中心．前端监控点传统的社会治安监控采用的是模拟化的解决方案，即利用模拟摄像头对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机进行近远距离传输，在监控中心通过模拟矩阵、DVR等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上监视器。这种解决方案的主要问题在于：．无法适应多级网络架构下的集中管理．浪费了传输资源，布线、施工成本高．基于模拟视频的传输易受干扰，难以保证图像传输质量．无法实现远程监控及跨部门统一调度功能采用网络化的视频监控技术，就可以解决模拟监控存在的以上问题，大大提高监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。我们道路沿线已经铺设了数字化的光纤传输网络，在各监控点可以提供10/100M的以太网接口，整个方案构成如下：一、前端监控点前端监控点对需要监控的地点，如居民小区、车站、广场、重点路口、娱乐场所等地点，利用模拟摄像机进行图像采集。如果监控点比较集中，可以就近布署威乾多端口的网络视频服务器VN6000A，如果需要做本机图像备份，则可以考虑采用带存储功能的VN6000AS；如果监控点比较分散，则可以选用威乾数字的单路网络视频服务器VN6001A。网络视频服务器将摄像机采集的视频信号转化成MPEG4/H.264格式的压缩码流后，通过以太网口接入公安专用数据网进行传输。各监控点只需在设备安装时对设备IP等信息进行初始设置，此后无需对设备进行设置和管理。该管理功能由各分局监控中心或更上一级的监控中心统一负责。二、派出所监控中心派出所监控中心负责本辖区监控设备的统一配置、维护、监控。在派出所监控中心，利用威乾数字的视频管理软件，可以实现对前端设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台控制等功能。视频管理系统支持分布式存储技术。存储包括两级，一级是存储在本机的硬盘中，另一级是本地管理中心，每一个本地管理中心，根据设置选项保存它所负责的视频产品的音视频录像数据。考虑到线路资源的占用，本方案中我们建议在各派出所监控中心对监控图像进行统一的录像和保存，上级监控中心可以远程查询、调用录像信息。在派出所监控中心，可以利用PC式监视器对前端监控点的图像实时监控，也可以利用威乾数字VN8000A系列多路视频解码器，将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。三、公安分局监控中心公安分局监控中心负责对本区社会治安情况进行监控。基于网络化的视频监控技术，可以使得分局监控中心的调度能力大大加强。在分局监控中心的监控主机上，装有威乾数字视频管理软件，不但可以对本辖区内任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的设备管理、故障管理、存储管理等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。利用威乾数字VN8000A系列多路视频解码器，可以将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。分局监控中心也可以对部分重要监控点的视频信息进行远程录像或备份。四、市公安局监控中心市公安局监控中心不仅负责对全市社会治安情况进行监控，而且对交管、消防等部门的监控也要纳入统一管理。网络化的视频监控技术，建立在标准视频编解码以及TCP/IP网络传输技术之上，无论是城市治安监控，还是道路交通监控、消防监控，甚至是重点企业、学校的监控，都可以纳入统一的市局监控中心进行集中调度和管理，这大大增强了公安部门的指挥调度能力。市局监控中心的认证服务器，负责对用户统一进行帐号生成、授权、认证，杜绝非法用户对网络的入侵和非法监视。市局监控