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視頻監控作為一種重要的安防手段已經有很長的發展歷史。隨著2006年“平安城市”、“3111工程”、“全球眼”、“寬視界”等大項目的開展，視頻監控在交通、食品、衛生檢疫、海關、能源、金融、國防等領域應用越來越廣泛。政府以及民間對于安全防范的重視程度也在逐漸加強。視頻監控無疑成為政府以及公眾最受青睞的只能之一。 視頻監控經歷了近3年的洗禮和市場培育，隨之技術的發展，特別是隨著計算機技術的迅速發展和推廣，全數字化的網絡視頻監控系統已經逐漸取代傳統的模擬監控系統成為視頻監控系統的主流。視頻監控逐漸從數字化、模擬化向網絡化、高清化、智能化方向發展。網絡視頻監控的發展前景雖然被普遍看好，但在實際應用中，各種制約條件卻讓視頻監控效果大打折扣。 問題一：視頻監控傳輸數據量巨大網絡帶寬資源不足 網絡帶寬是影響視頻監控的瓶頸之一，在現有IP資源和網絡基礎的條件下，帶寬永遠是制約網絡視頻監控向前發展的最主要因素。隨著網絡視頻監控產品圖像清晰度的不斷優化，監控系統傳輸視頻流所需的帶寬環境也越來越嚴格：圖像越清晰，傳輸視頻流所需的帶寬條件也就越高。 因此，網絡承載監控資源的壓力必然越來越大，甚至解碼設備的性能也面臨巨大挑戰，尤其是高清監控即將興起應用之際，國內、國外大的安防企業都在為如何解決帶寬環境這一問題付出努力。比如：對前端視頻采用更為高效的壓縮格式，國外從MPEG-1到MPEG-4，國內則從H.261發展到現在的主流H.264，每種壓縮格式的進步都將壓縮效率提升了好幾個倍基數。正是在這種情況下，視頻監控系統的雙碼流技術應運而生，并已成普及趨勢。 解決方案：雙碼流技術如何解決網絡帶寬問題 雙碼流，顧名思義，即監控系統將同一視頻源編出兩路視頻碼流，這兩路視頻碼流可以是同一視頻分辨率的，也可以是高低不同的視頻分辨率，這樣，在使用時，系統可以根據用戶需求而分配相應的視頻碼流，從而降低帶寬壓力，有效優化網絡帶寬環境。 雙碼流采用一路高碼率的碼流用于本地高清存儲，例如QCIF/CIF/D1編碼，一路低碼率的碼流用于網絡傳輸，例如QCIF/CIF編碼，同時兼顧本地存儲和遠程網絡傳輸。雙碼流能實現本地傳輸和遠程傳輸兩種不同的帶寬碼流需要，本地傳輸采用高碼流可以獲得更高的高清錄像存儲，遠程傳輸采用較低的碼流以適應CDMA/ADSL等各種網絡而獲得更高的圖像流暢度。 雙碼流在現有網絡瓶頸下兼顧了圖象質量和傳輸質量，可以突破網絡瓶頸，根據網絡帶寬靈活選擇碼流格式，達到本地高清存儲，同時后端低碼流網絡傳輸。實際上，雙碼流是對網絡視頻監控的一次提速，這種創造性地將雙碼流拓寬應用，實現任意碼流格式選擇編碼技術，使大規模的視頻監控系統中成百上千臺攝像機產生海量的視頻、音頻、存儲、報警以及管理數據，能在用戶所能獲得的網絡資源有限的情況下，得已確保傳輸系統的穩定運行。 實際上，采用低碼率的碼流觀看監控畫面，已經完全能夠滿足監控的需要。當用戶需要回放和調用之前的錄像，就可以到本地存儲主機上觀看高清晰、高質量的畫面，這樣既能監控，又能在發現問題后分析問題的出處。 問題二：視頻監控的海量存儲 監控系統是業務應用的前沿，而先進、穩定的數字化存儲系統是整個業務應用的基礎支持平臺，有了可靠、先進的存儲管理系統，整個監控業務數據才能夠被良好保存，并可進行方便的查詢與利用。因此，在數字監控錄像的基礎上，建立先進的監控數據海量存儲系統是當前監控系統數字化、網絡化發展的必然趨勢。但是作為其海量存儲的載體——存儲系統卻往往由于性能、價格、兼容性等多方面因素成為困擾安防廠商的一個難題。 在視頻監控系統中，常用的視頻監控存儲類型一般分為DVR存儲、編碼直連存儲以及集中存儲。DVR存儲可以掛載多塊硬盤，但這樣應用會造成系統負荷增加，故障率提高，同時，由于數據沒有必要的保護措施，經常會由于硬盤損壞造成數據丟失。 編碼直連存儲，主要有兩種方式：一是通過編碼器上自帶的USB接口連接USB硬盤，另一種則是在中心配置NAS(網絡附加存儲)，為前端的編碼器提供文件級存儲空間，并共享給中心平臺以備調用。采用USB硬盤的方式，由于硬盤無法長期在野外工作，所以很少被使用；而采用NAS附加的方式，可以同時支持多個主機端同時進行讀寫，具備非常優秀的共享性能和擴展能力；同時NAS可以應用在復雜的網絡環境中，部署也非常靈活。但是由于NAS采用CIF/NFS協議進行數據的文件級傳輸，所以網絡開銷非常大，特別是在寫入數據時帶寬的利用率一般只有20%-"40%之間，這就對傳輸網絡造成極大的壓力。所以目前NAS一般應用于小型的網絡數字視頻監控系統中或者只是用于部分數據的共享存儲。 集中存儲。在大型項目中，一般都會采用集中存儲的方式，進行監控數據的存放。在集中存儲系統中，一般選用SAN架構。SAN提供一個專用的、高可靠性的存儲網絡，允許獨立地增加它們的存儲容量，也使得管理及集中控制(特別是對于全部存儲設備都集中在一起的時候)更加簡化。正是由于這些特點，SAN架構特別適合于大型網絡數字視頻監控系統的存儲應用，可以應對上千、上萬個前端監控點的存儲。目前SAN主要分為FC-SAN(光纖存儲區域網絡)和IP-SAN(以太網存儲區域網絡)。它們之間的區別是連接線路以及使用數據傳輸協議的不同。雖然FC-SAN由于采用專用協議可以保證傳輸時更加穩定、高效，但其部署方式、構建成本均較之IP-SAN高出很多，所以目前在大型網絡數字視頻監控系統中更多采用的是IP-SAN架構。 但隨著存儲應用規模的擴大，采用通用存儲設備，特別是服務器架構的存儲設備帶來的問題也日益明顯。主要表現在以下幾個方面： 成本激增 在大型項目中，前端圖像信息采集點過多，單臺服務器承載量有限，就造成需要配置幾十臺，甚至上百臺服務器的狀況。這就必然導致建設成本、管理成本、維護成本、能耗成本的急劇增加。 磁盤碎片問題 由于視頻監控系統往往采用回滾寫入方式，這種無序的頻繁讀寫操作，導致了磁盤碎片的大量產生。隨著使用時間的增加，將嚴重的影響整體存儲系統的讀寫性能，甚至導致存儲系統被鎖定為只讀，而無法寫入新的視頻數據。 性能問題 由于數據量的激增，視頻數據的索引效率也變得越來越為人們關注。而動輒上TB的數據，甚至是幾百TB的數據，在索引時往往需要花上幾分鐘的時間。 應該說近幾年，隨著安防產業的蓬勃發展，國內的存儲廠商也大都搭上了監控存儲的列車。但是目前而言，監控存儲設備還存在著很多問題，有待于安防企業的解決。 問題三：視頻監控系統的智能化應用 就目前情況而言，監控網絡缺乏智能技術應用。與大型視頻監控系統聯動的城市應急系統是解決治安，防災問題的關鍵之一，須建立完善可靠的智能聯動指揮系統。如何將基于公安業務的智能化指揮管理與基于監控業務的安防系統緊密結合是目前城市安防系統的難點。這需要較高水平的系統智能化。目前，視頻監控網絡的圖像內容分析仍需依靠人工實時觀看、手動調閱。隨著監控網絡規模的擴大，視頻數據海量增長，圖像監看和調閱占用的人員很大，成為制約充分發揮視頻監控網絡效能的瓶頸。從海量的監控視頻中獲取有用的信息或者情報越來越困難。從實際應用的角度考慮，信息應該是可以被檢索和查詢的，而當前對監控視頻的應用大多只是對監控場景的再現和回放，難以滿足用戶信息化應用的需求。 大型視頻監控系統建成后，其運行成本也是很高的。我曾聽說過一個派出所建成小型監控系統后，一年的電費就要1萬元，感覺到壓力很大.而大型視頻監控系的運行費用中電費只占很小一部分，更多的是通信、設備維護及更新費用。由于監控設備大多是24小時連續運行，使用人員水平不齊，設備維護更新周期較短，所需費用較多，因此系統的方案應綜合考慮建設費用與運行費用以利于系統長期運行。開辟大型視頻監控系統的多領域應用則是發展趨勢和必然，靈活運用人臉識別、車牌識別，流量統計、軌跡跟蹤，行為分析，圖像檢索等智能化視頻處理技術，有效擴展系統的防治能力和多用途應用，開辟廣泛的收入來源，這也是其長期穩定運行所需要的。 結語： 近幾年，視頻監控成為安防產業發展的主力軍，越來越多的廠商搭上了視頻監控的列車。目前在視頻監控領域，發展趨勢呈現出網絡化、高清化、智能化，勢必于用戶之間存在一些問題。但是視頻監控技術沒有上線，我們可以堅信隨著國內視頻監控廠商對于監控系統理解的加深，一定會提出完善的解決方案，發展道路將會越走越好。 |
