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高清监控会给存储带来挑战吗


转载    CPS中安网    刘志强   2011-02-12

 

  随着高清监控的快速发展,监控存储再次成为大家讨论的热点。大部分的观点认为,高清监控给监控存储带来了很多新的挑战,这些挑战有的涉及存储设备本身的性能,有的涉及存储系统的架构,有的涉及部署成本等等。在这里,笔者想站在用户的角度也来谈一谈高清监控给存储究竟带来了哪些挑战。


  大家知道,对用户而言,一个存储系统最需要关注的是以下三个方面:一是部署成本,要花多少钱;二是可靠性,需要看的时候确保存储内容在;三是便捷性,很方便就能访问。在高清监控时代,这几个点仍然是用户最关注的,那么这几个点发生了什么变化?


  存储系统的部署成本


  通常认为,高清监控虽然带来了图像清晰度的成倍提升,但它同时也带来了视频码率的成倍增长,因此其所需存储空间也会相应地成倍增加,监控存储的部署成本自然也会倍增。


  事实上,这是一种比较简单的算法。


  从技术层面来看,存储空间跟视频码率确实有着直接的关系,现在大部分监控系统的视频码率采用的是固定码率策略,一路2M的视频所需存储空间差不多在每小时1G左右,一路4M的视频所需存储空间在每小时2G左右。


  但是,存储空间跟图像清晰度并没有直接的关系,診-因就在于视频码率与图像清晰度没有成倍的变化关系。比如,720p的高清视频分辨率是D1标清视频分辨率的2倍,但720p高清视频码率与D1相比并不是简单的2倍关系,其中的关键在于编码处理。


  以前,1路清晰流畅的D1视频采用MPEG-4编码至少需要1.5M-2M的码率带宽,而现在1路720p高清视频采用H.264编码所需的码率带宽也就是2M左右,当然如果编到4M其图像效果会更好,但在同样2M的条件下,720p图像已綷-比D1图像要好很多。这里面的診-因主要有两个,一是H.264编码压缩效率非常高,同样的图像质量其所需带宽更低,二是高清视频前端采集的图像就很干净,杂讯少,相应地节约了所需编码带宽。而随着H.264 High profile技术的广泛应用,其编码压缩效率会进一步得到大幅提升,在512k下就可以实现清晰流畅的720p视频了,这个技术在视频会议领域已綷-实现了商用。


  因此,笔者认为在高清视频即将获得广泛部署、H.264编码效率进一步大幅提升的背景下,1路高清监控所需存储空间其实并没有如愿提升很多,如果和以前采用MPEG-4的D1视频相比,甚至会低于传统标清所需空间。相应的,其成本也不会大幅增加。


  上面是从技术层面来看的,下面大家从实际部署层面来进行讨论。高清监控拥有更高的视频分辨率、又采用16:9宽高比,因此高清监控具备更宽广的视野。在很多场合下,1台高清网络摄像机可以在提供同等甚至更高监控范围以及图像效果的条件下替代2-3台传统标清摄像机。在这种情况下,用户部署一个高清监控系统所需的高清网络摄像机数量要明显少于部署一个标清监控系统所需的摄像机数量,相应的,用户所需的总的存储空间也会得到进一步控制。


  除此以外,高清监控的普及对智能识别技术也将起到积极的促进作用,图像越清晰,智能识别的准确率越高,智能识别的应用也会越来越广泛,而通过智能识别触发录像,将比传统24小时录像占用更少的存储空间,从而有效降低存储部署成本。


  基于上面的分析,笔者认为在高清进一步普及的情况下,部署高清监控对用户而言并不会大幅增加总的存储空间,其总体部署成本也远比大家想象中要低得多。

  存储系统的可靠性

  监控存储的可靠性可以从两个方面来看,一是存储设备本身的可靠性,二是前端到后端传输的可靠性。

  在标清时代,模拟监控系统多采用DVR进行存储,网络监控系统多采用NVR进行存储,大型监控系统还会采用IPSAN进行海量存储。而高清时代,由于高清监控必然是网络化的,因此小型系统多采用NVR存储,大型系统多采用IPSAN存储。

  IPSAN是一种非常成熟、非常灵活且具备高性价比特性的存储解决方案,在大型监控系统中正在得到越来越广泛的应用。IPSAN采用了一系列先进的技术来保证存储的可靠性。在这方面,高清监控和标清监控是没有什么差异的,存储设备的可靠性主要依赖于IPSAN的可靠性。

  而DVR和NVR相比,NVR的存储可靠性明显要优于DVR。这主要是传统DVR很少采用一些先进的存储备份技术,而NVR一綷-问世就在存储可靠性方面有明确的考虑,比如支撑各种RAID备份技术等。

  在传输方面,模拟监控系统采用模拟传输,总体上比较稳定,但由于视频、音频以及告警需要用不同的线路进行传输,这在一定程度上降低了可靠性。而标清网络监控和高清监控都采用网络传输,没有差异,所有信号都在一根网线上传输,优于模拟系统,但容易受到网络设备故障带来的影响。当然这一点跟标清、高清本身是没有关系的。

  虽然网络传输容易受到网络本身故障带来的影响,但现在也有很多先进的技术来解决这方面的问题。其中典型的就是ANR技术。

  ANR是一种结合本地存储和网络存储的备份技术,ANR技术包括三个部分:(一)侦测网络状况,即在网络失效时,能记录下失效前的传输数据,以待网络连结恢复后把数据转回到管理中心;(二)双重录像,即当网络出现问题或不稳定时,管理中心和前端双方都会把图像数据单独存储在缓冲区以作备份;(三)自动修复数据,即当网络恢复正常后,管理中心和前端双方会对比各自的数据,检查对比在网络失效时的图像数据,然后自动修复管理中心错误或遗失的数据。

  具备ANR技术的管理平台和NVR会在网络出现故障时自动启用前端存储,网络恢复后再将前端存储数据自动同步至中心,从而实现了中心与前端的存储备份,有效提升了存储的可靠性与灵活性。

  总体来看,在标清监控时代,DVR存储占主流,而在高清监控时代,NVR存储将占主流,设备可靠性上NVR要明显优于DVR,传输可靠性上,采用先进的备份技术后NVR也将优于DVR。

  存储系统的便捷性

  模拟标清监控主要依赖DVR存储,而DVR的存储部署非常单一,就是每个DVR集中存储本身所连接前端的图像,不同的DVR存储的图像之间没有关联,无法统一访问和管理。

  而高清监控采用网络化存储,前端就开始网络化,因此其存储部署非常灵活。考虑到流量和存储空间的合理分配以及用户访问的便捷性,这种网络化存储的部署正变得越来越灵活,用户可以根据需求选择以下任何一种或多种存储方案:前端存储、中心存储、分中心存储。

  前端存储是在高清网络摄像机中内置存储部件,由前端设备直接完成监控图像的本地录制和保存。中心存储是前端采集监控点图像并编码压缩处理成数字监控码流,然后通过网络传送到NVR或管理平台,由NVR直接存储或由管理平台将码流分发给IPSAN进行集中存储。在很多大型的视频监控联网应用中,也可采用多级分布的中心存储方式,即分中心存储。

  通过这些灵活的存储方式结合,一个高清监控系统可以在合理分布监控流量的同时提升存储可靠性。更为重要的是,无论是前端存储还是中心、分中心存储,所有存储内容都可以由NVR或管理平台统一管理,并为用户提供一个统一的访问接口,大幅提升用户访问的便捷性。

  综合以上的分析,如果大家站在用户的角度来看,高清监控不仅不会带来存储方面的诸多困扰和挑战,反而会因为图像的高清化推动监控存储向更具性价比、更可靠、更灵活便捷的方向发展。
  (编辑单位:苏州科达科技有限企业)




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