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责任编辑:cdeng |来源:企业网D1Net  2018-02-28 14:05:33 本文摘自:中国安防展览网

历经三十多年的中国安防,产业进程在技术演进中延续,从而演变出时代的印记。很显然,当下的中国安防,迈入大存储时代。于是,与此相关的话题,不绝于耳。

一直在进化的存储技术

随着 IT 网络技术的蓬勃发展和视频监控数字化、网络化、高清化、智能化的逐渐成熟,视频监控前端摄像机视频采集技术也在飞速发展,从早期的 10 万像素到今天的 200 万、500 万像素,视频清晰度越来越高,视频画面中的信息量也越来越丰富。作为安防视频管理系统信息的最终集散地,存储技术引发了行业变革。那么,追根溯源,我国视频监控存储技术,经历了哪些变革呢?

1.被遗忘的存储记忆

第一代存储是早期的监控系统采用的 VCR存储,VCR 存储实现了最基本的记录功能或记忆功能。这个存储技术在 2000 年初较为盛行,韩国品牌为主,国内企业较少涉足。由于年代较于久远,而且磁盘存储的诸多不足,在这里不做详细介绍和点评。

2.从宠爱到非主流

第二代的存储是 DVR,DVR 产品的出现让人们眼前一亮,DVR 采用数字化视频图像处理方式,并应用了计算机及网络技术,视频存储在硬盘上,实现了存储的数字化,录像很容易在各种数字介质上转移和复制,而视频的质量不会因此有任何的降低。另外,DVR 的存储也可以实现远程网络的管理。从 DVR 开始,引爆了当时中国安防的数字化升级浪潮。杭州出现的上市部落那几家企业,都是从 DVR 产品开始企业的技术与资金的原始积累。就到目前为止,DVR 仍有市场。不过,从宠爱到边缘化,只能说安防的演进之路,它算是一个见证者。

大存储时代的格局

从数字化存储开始,安防行业对于存储技术就格外关注,而网络监控大行其道时,就已经形成了存储多方式并行发展的格局,也为大存储时代进行了铺垫。

1.网络存储多方式并行发展

第三代存储,这里一直存在争议,有人说NVR,有人说是 IP 存储。其实这两种存储都是视频存储发展过程中的一个阶段,都可以归纳为网络存储。现在很多用户和工程商将网络和高清等同了,其实这是概念的错位,网络存储最重要的不是解决网络的问题,而是解决高清的问题。早期的 IPC 确实是解决网络的问题,模拟系统无法让终端的客户控制最前端的摄像头,所以 IPC 诞生了,随着 IPC 的发展,我们发现 2012年之前只有网络才是解决高清的最好的方式。所以才导致很多人误将高清和网络混淆了。这样我们就很清晰的认识到第三代存储是网络存储,用网络手段解决了高清的问题。

网络存储最为常见的就是 NVR 和 SAN,前者是由 DVR 发展而来的,DVR 接模拟摄像头,改为接网络摄像机就是 NVR 了,所以 NVR 集成了 DVR 的各种技术,表现出产品非常成熟和稳定,非常适应安防行业。NVR 这个概念有苏州科达提出,2008 年当时是一石激起千层浪,引发行业其他巨头研发混合 DVR 与之抗衡。就目前应用而言,NVR 自身技术也在升级,完全可以适合于小型高清项目应用。IPSAN 在安防行业出现也较早,IP SAN 基于十分成熟的以太网技术,由于设置配置的技术简单、低成本的特色相当明显,而且普通澳门正规博彩十大网址或 PC 机只需要具备网卡,即可共享和使用大容量的存储空间。

由于是基于 IP 协议的,能容纳所有 IP 协议网络中的部件,因此,用户可以在任何需要的地方创建实际的 SAN 网络,而不需要专门的光纤通道网络在澳门正规博彩十大网址和存储设备之间传送数据。同时,因为没有光纤通道对传输距离的限制,IPSAN 使用标准的 TCP/IP 协议,数据即可在以太网上进行传输。IP SAN 网络对于那些要求流量不太高的应用场合以及预算不充足的用户,是一个非常好的选择。

在 2005 年到 2011 年之间,仿佛最早的集中存储方案,IP-SAN 是存储的唯一选择。而2011 年之后,IPSAN 同门师兄 FCSAN 在安防耀世而出,开始了征程。其也具有明显的优势:

FCSAN 采用磁盘阵列架构,能把多个类型、容量、接口甚至品牌一致的专用磁盘或普通硬盘连成一个阵列,使其以更快的速度、准确、安全的方式读写磁盘数据,从而加快数据读取速度、提高数据保存的安全性;FCSAN 是存储区域网络,它允许澳门正规博彩十大网址在共享存储装置的同时仍能高速传送数据。这一方案具有带宽高、可用性高、容错能力强的优点,而且它可以轻松升级,容易管理,有助于改善整个系统的总体成本状况;FCSAN 的数据备份包括数据备份的计划,自动操作,备份日志的保存。RAID 配置方法,可以解决以下问题,保证多组 RAID 大量硬盘的运行稳定性。

需要指出的是,在网络存储时代 NAS 存储 (网络接入存储)、DAS 存储 (直连式存储)其实在行业也有见到,但是这两种网络存储方式在安防行业应用存储最大的弊端在于只适合应用在较小的网络或者局域网内。因为NAS\DAS 受限于企业网络的带宽,很可能会出现当多台客户端访问文件系统时,这两种存储方式的性能大大的下降,最终不能满足用户的需求。

还有一点,或许读者会有疑惑,用于网络摄像机的SD卡存储方式也在行业留下深深印记,值得阐述,但鉴于本身该方式的存储并没多少技术含量,仅仅受制于 SD 卡本身的容量大小和读取速度发展,最重要的原因在于应用该类产品的摄像机大多为民用产品,当下几乎已经被云存储方式所取代。

2.云存储为大存储时代插上腾飞的翅膀

毋庸置疑,无需太多表述,云存储就是当下安防行业最为主流和前沿的存储技术。如果说网络存储多方式的并行发展将行业的存储技术推向了新的应用台阶的话,那么云存储的加入,彻底宣告了安防大存储时代已经来了。

云存储,这个炙手可热的新一代存储方式,牵动和行业神经。提到先进的存储技术就不能不讲到云存储。这是一种具有很大诱惑性的存储技术,云存储可以实现存储完全虚拟化,大大简化应用环节,节省客户建设成本,同时,提供更强的存储和共享功能。云状存储中所有设备对使用者完全透明,任何地方、任何被授权用户都可以通过一根接入线与云存储连接,进行空间与数据访问。用户无需关心存储设备型号、数量、网络结构、存储协议、应用接口等,应用简单透明。

云存储对使用者来讲,不是指某一个具体的设备,而是指一个由许许多多个存储设备和澳门正规博彩十大网址所构成的集合体。使用者使用云存储并不是使用某一个存储设备,而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。所以严格来讲,云存储不是存储,而是一种服务。

云存储在安防视频监控行业的应用,带来的一系列价值的提升,将有效推动形成新的商业模式。家庭安全视频监控服务需求的不断增长,将让人们购买安全服务相购买话费套餐一样简单。

人们可以通过自己的手机或车载瘦终端来实现对家庭成员或重要位置的全天候实时监控,享受这种便捷的安全服务。 云存储的发展有利于推动各种视频监控资源在云中融合,在安防领域,视频监控不能单独成为一个独立于其他安防措施的系统,它应当和警务督察系统、110 报警系统、道路监控系统、车辆管理系统、人口稽查系统、GPS可视化系统等等多种安全防护系统联动,最终成为一套成熟的安全防护系统。而这些系统如果真正实现融合,资源共享就离不开云存储。

建立在图像智能检索,智能分析基础上的智能应用离不开云存储。网络监控的诞生解决了传统监控效果的难题,改变了传统的连接方式,更简单更便捷,但同时衍生了更庞大的存储需求和更高的带宽满足,以目前最基本的720P 效果为例,每路视频压缩到较低码率也要每小时 3G 容量需求,一个月监控录像就要 2TB 左右的容量,那么试想一下,如果需要几百上千路这样的高清监控,如此庞大的视频文件,有如潮水般的冲击着存储系统,不仅对存储设备的容量,读写性能、可靠提出了更高要求。回放是否能支撑这么大的信息量也是问题。同时,存储的高清视频的安全性要求也很高。从保存的海量的高清视频中,如何检索、调用图像进行图像分析也是挑战之一。如果云存储的海量图像无法有效调用,那么图像存储就变得没有意义。可以说,云存储是安防未来的主流,但目前国内企业真正具备其技术的厂家较少,还有许多完善之处,特别是与大数据的结合应用。

值得一提的是,云存储不仅仅是存储,更多的是应用。应用存储是一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备,它不仅具有数据存储功能,还具有应用软件功能,可以看作是澳门正规博彩十大网址和存储设备的集合体。而云存储的基础层基本上是 SAN 存储,这些 SAN 数量庞大且分布在多不同地域,如何实现不同厂商、不同型号甚至于不同类型的多台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理将会是一个巨大的难题,这个问题得不到解决,存储设备就会是整个云存储系统的性能瓶颈,结构上也无法形成一个整体,而且还会带来后期容量和性能扩展难等问题。所以,云和 SAN 如何高效结合,是未来存储技术提升的关键。

大存储时代呼唤智能存储技术

以上也提到,云存储和大数据的结合是一个趋势,也是难点。其实在大存储时代,特别是在大型视频监控系统的存储方案中,视频内容的数据量是海量的,而如何在海量数据中获得有效内容,只依靠人力不仅是困难的,更是成本高昂的。而海量视频数据中的内容的价值有时又是非常高的。因此有效地内容检索,即对存储内容的智能管理,成为视频监控市场的迫切需求。match

智能存储理念的提出者 ADIC(美国先进数字信息公司)对智能存储的定义是:更加灵活、高效、可靠地保护、管理和访问日益增长的关键业务数据。智能存储被公认的核心概念是应用程序和用户透明,其中最大的优势在于保护的安全性、管理的易操作、I/O 性能的高效。而实现上述三大主要目标的途径则在于存储的集中化、数字化、系统化。其中视频监控的智能化存储,本质上则是基于内容的智能化存储。

曾几何时,行业在智能存储方面做出过尝试和努力,比如增加存储的 MAID 应用,以使非读写盘处于非工作状态,降低功耗;通过优化录像写入方式,在系统中降低、减少硬件设备的配置,以节省电耗,但收效和意义并不大。可以肯定,将来的智能视频存储将不再仅仅是录像数据及与其相关的录像索引信息的存储,还有与智能监控相关的附加信息的存储,因为高清监控,除了带来更高的清晰度之外,还会有更多智能监控的应用在其中体现。如何在存储过程中实现视频数据与信息数据的关联,以实现智能的应用,并提高其应用效率,都具有非常实际的意义。

根据以上综合判断,智能监控存储技术已经有所发展,但目前比较完美的综合性的解决方案还较少,所以列举安防行业应用的几种智能存储技术。

1.智能码流技术

智能码流,是系统根据图像识别后,根据画面运动主体的运动速度,将正常录制的视频进行码流调整,进行最后的视频存储。对于运动慢的运动主体,码流记录甚至可以低至 8 帧 / 秒 (fps)以下,对于正常速度运动的主体,码流设定正常的 25fps,对于敏感图像的运动物体的视频码流可设定在 30fps 以上。对于高速的运动主体,在高速摄像机的配合下,码流可高达 1000fps 以上。

智能码流技术,可以减少非敏感图像占用视频存储资源,从而对敏感图像提供了充裕的记载能力。

2.动态区域自适应的智能监控技术

以某车库视频监控画面为例,画面上的敏感信息为运动的车辆和人。不敏感画面是背景。但在实际的视频记录中,背景占据了50% 以上的存储空间。通过图像识别技术,可以判定固定背景与运动物体图像,因而,具备了只在记载画面的中有运动的技术可能。动态区域智能监控,就是只记载除背景以外的运动物体,从而大大减少了视频存储空间的需求,相同的存储空间,可保留的视频时间长度可以成倍提高。摄像系统,通过图像识别技术,可以智能学习,判断哪些图像是背景,即便是由云台控制的摄像头,通过设定的时间内的自动学习,也可以自动判定录制视频中的新背景,从而实现对运动物体图像的智能监控。

3.非敏感区域的低码流记载技术

视频上方的 25% 到 30% 的区域,通常是天空或建筑的顶部图像,基本属于敏感要素不太可能出现的区域。如某些典型监控图像中的红色马赛克部分的图像,基本不会含有人们关心的视频内容,因此可以把视频图像的非敏感区域的忽略或者用低码流另外记录,只需在回放的时候与高码流的视频做一个同步。值得说明的是,非敏感区域在不同应用场景,各有不同,有的也许在视频图像的下方,有的监控场景,非敏感区域是不规则的,可以在视频监控系统安置好后,根据实际情况再进行应用层面的人工设定。

4.人脸 / 车辆识别驱动高清摄录技术

在特殊的场景下,比如大楼的进口处、电梯等地方,人脸是敏感图像。在车库内、小区的进出口处,车辆及其号牌是敏感图像。若全部用高清的视频固然可以满足监控需求,但视频存储,特别是长时间的保存就会需要海量的存储空间; 若根据图像识别技术,判断出现设定的敏感图像的时候,才驱动摄像头启动高清记录,对于一般的非敏感图像,则启动标清甚至低码率的视频流来记录。

这样高清与标清相结合的监控记录,即保证了记录敏感图像的质量,同时又较大程度上减少了视频存储量。

5.序列帧视频文件分布存储技术

把视频在一秒内产生的帧为标识成序列帧,同时编制存储与播放序列,把不同序列的帧划分为数个文件存储;单个帧序列文件可以单独播放,效果等同于低码流记录的视频效果。所有帧序列可以合成完全视频一起播放时,则是高清的视频效果。当需要回收存储空间的时候,可按存储策略规划,先将一部分序列帧视频文件所占的区域覆盖。另一部份则保存下来,从而更有效的利用存储空间。例如按原存储能力可以保留 1 个月的视频数据,经过视频帧文件的分布存储后,可以保留数个月的有选择的序列帧视频的文件数据。对已保留了中长期的序列帧视频文件进行部分覆盖,实现淡入淡出式的视频逐渐丢弃,长期保留的视频数据不是一下完全消失,而是慢慢的消失、丢弃,从而最大限度地延长监控视频保留的时间。

‍结束语

大存储时代看点百出,有人在谈论 NVR 如何逆袭市场、IP SAN 如何与云存储结合、云存储究竟能为安防带来哪些质的改变、智能监控技术到底应该如何智能等等,不管行业发出哪些声音,这都是属于大存储时代的。

 

关键字:云存储 安防

本文摘自:中国安防展览网

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