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采用专业设备存储高清视频数据相关技术

2015-11-27 11:06:36

[导读] 信号和多媒体处理技术的发展引导着视频监控系统的快速革命,视频监控系统从传统的模拟闭路电视监控转换到“模拟--数字”监控,直到现在的网络视频监控,至少经历了三代的发展历程。视频监控存储技术也先后经历了VCR存储、DVR存储和现在的网络存储三次重大变革。

视频监控存储技术发展

信号和多媒体处理技术的发展引导着视频监控系统的快速革命,视频监控系统从传统的模拟闭路电视监控转换到“模拟--数字”监控,直到现在的网络视频监控,至少经历了三代的发展历程。视频监控存储技术也先后经历了VCR存储、DVR存储和现在的网络存储三次重大变革。

由模拟摄像机、录像机等设备组成的传统模拟监控时代,视频监控图像存储以录像带为介质,但因为录像带易于丢失、被盗或无意中删除,且录像质量不高,查询操作和维护困难,所以现在已经基本不采用;以模拟摄像机、DVR等设备为代表的“模拟---数字”监控,即半数字监控时代,视频监控图像以数字方式存储在DVR中,但这些DVR中的硬盘本身缺乏有效的冗余校验,数据安全难以保障,容量扩展也很难。此外DVR存储的视频清晰度有限,且只能保存比较短的期限,硬盘质量又参差不齐,规格不一也为扩展和管理带来难题,所以DVR存储也凸显出其固有的缺陷;以数字摄像头、标准LAN/MAN/WAN /Internet网络设备、监管服务器等为代表的网络视频监控,存储设备可以存放在网络上的任何地点并灵活地接收任何监控点的数据,更可以实现集中存储、集中管理,且具有强大的灵活和扩展性,具有广泛的兼容性和很高的集成度。

需求分析

实际应用对视频监控存储的需求也促使监控技术本身的不断发展,如今的监控系统正向高清化、网络化、规模化和智能化的方向发展。摄像头越来越多,监控系统的规模和范围越来越大,图像清晰度要求越来越高,录像保存期要求越来越长,也意味着视频监控存储系统需要拥有对海量数据的可靠存储和高效管理能力,以充分满足用户对监控清晰度及实时性的要求,并且在现有异构平台的基础上实现统一网管和准确故障定位,提高智能化管理水平。巨大的录像性能压力,巨大的数据存储管理压力和海量的数据存储需求已成为目前视频监控存储市场需要解决的几大问题。

传统视频监控存储设备因为存储容量小、清晰度低、可靠性差、可管理性不高与扩展性能差等方面存在的问题越来越不适应现阶段视频监控存储的要求,而采用磁盘阵列存储视频数据已成为解决监控系统存储难题的新趋势。

很多用户现有的视频监控系统可能是“模拟+数字”的形式,因为可以预见的监控点增多,监控数据爆炸性增长,现有监控系统性能压力增强和管理扩展开销增大等问题,正逐步向第三代网络视频监控系统过渡,方案首先需要为用户构建统一视频监控存储平台,良好的统一监控平台是实现监控系统网络化的基础。

方案要从满足用户实际应用需求出发,实现系统的易部署、高性能、高安全、可扩展和易维护。构建统一视频监控存储平台,将系统平滑过渡到网络视频监控系统,需要考虑在不影响现有系统网络架构的前提下将用户可能仍在应用的分散的DVR架构改造为统一存储架构;将视频监控管理平台服务器与存储服务器分离,实现视频监控数据统一存储、统一管理与维护、进行更好的数据保护和方便后期扩展;采用专业的视频管理平台软件,智能化管理和应用视频数据。

方案设计

1、前端模拟摄像机采集的视频信息通过编码器等设备转变为数字信号后通过监控网络传入监控服务器;新增的网络摄像机信号直接通过监控网络传入监控服务器。

2、监控服务器后端通过网线直连或者通过以太交换机与存储服务器连接,即视频数据通过监控服务器存入存储服务器。

3、监控服务器上安装视频管理平台软件,对视频数据进行调用、报警、切换等应用操作,并且可支持多人经以太网在线查看视频数据。(系统架构图详见图1)

磁盘阵列数据存储特点

1、高可靠的数据存储:各部件的专有性、专用性、冗余性和各种高级数据保护功能使专业磁盘阵列具备专业级的高可靠性,确保重要录像数据不丢失。

2、高效的数据管理:视频录像数据统一管理、灵活调度,保证写入、查询、读取等各种操作的高效,同时具备最佳的系统稳定性。

3、存储资源利用率高:可动态调整SAN存储资源,提高资源利用率;存储空间可无限扩展,确保海量视频信息的真实还原。

4、便利的部署及管理:可实现集中式存储和分布式存储,并达到统一管理的效果。

5、采用专业的磁盘阵列存放视频数据可获得更高的性能:专业磁盘阵列采用专用存储控制器和独立的XOR校验芯片来实现RAID算法,提高数据的处理能力,减轻存取压力。前端接口及后端磁盘通道提供足够的带宽,使性能大幅提升。

6、磁盘阵列提供高安全的视频存储环境:磁盘阵列作为专业的存储设备,其RAID算法的数据保护机制、磁盘热备功能、在线维护和冗余电源风扇等技术,大大提高了视频录像存储的安全性。

7、磁盘阵列提供海量的视频存储空间:磁盘阵列具有无与伦比的大容量和良好的扩展性,可满足成千上万路视频的长期录像存储需求。

方案整体优势

统一监控平台不仅对视频数据和设备进行统一管理,还便于未来的系统扩容,系统既可以实现单纯的容量扩容,也可以实现容量和性能的线性增长,并且在扩容过程中,监控系统能够平滑运行,不中断正在运行的应用。

统一监控平台具备极高的可靠性和安全性,通过专业的存储设备和各种数据保护方式,保证了视频数据不丢失。同时,通过集中存储视频数据和监控管理平台软件,极大地方便视频管理和设备维护。方案优势可概括如下。

1、提供一个海量的存储空间来存储2014Kb/s或以上高清码率的录像,并且能够支持上千路的传输带宽。

2、有效延长视频数据存储时间并且具有良好的扩展性,为今后监控系统的进一步发展建立良好的基础。

3、良好的性能搭配,满足当前监控系统的数据存储要求。

4、视频数据集中存放在一个存储资源中,统一维护,可以随时查看存储资源的利用情况、健康情况、运行情况等多种信息。

5、使用最经济的代价,在尽量不改变用户现有网络拓扑结构的基础上进行改造,建造统一监控平台,合理节约存储成本,最大化利用投资价值。

结语

综上所述,无论是用户本身应用需求还是法律法规要求,视频监控系统需要的摄像头数量会越来越多、图像清晰度要求越来越高、录像保存期限也越来越长、监控网络规模越来越大,对监控录像存储的要求则越来越严苛,即要求监控录像存储系统具有大容量、高性能、良好的数据保护和便捷的管理维护等等性能。传统的录像存储、DVR存储方式的缺陷显而易见,存储空间不足、性能压力、录像存储风险度高、无法解决远程监控环境高度集中监控和稳定性维护性差等管理问题越来越无法满足如今视频监控体系的需要,网络监控取代传统视频监控已成为必然趋势。

如今网络视频监控存储技术中也发展出多种产品应用于监控存储系统,如NVR、磁盘阵列等等。NVR产品作为全网络架构的视频监控存储产品在部署、布线、管理等方面已经大大优越于传统录像存储和DVR存储设备,但是作为视频数据存储设备,所有的监管应用与图像数据存放在一起的做法相对于专业磁盘阵列存储则缺少了一些安全性。此外,由此产生的性能不足问题可能导致传输存储过程中的丢帧现象。

上述方案详细阐述了使用专业磁盘阵列存储视频监控数据的种种优势,现有网络视频监控存储技术中采用磁盘阵列存储视频数据无疑是目前监控系统最完善的数据存储解决方案,而解决目前监控系统存储难题必然要依靠这一成熟的技术。

[整理编辑:中国测控网]
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