關鍵詞： 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控作為一種重要的安防手段已經(jīng)有很長的發(fā)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(jiān)控在交通、食品、衛(wèi)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(jiān)控無疑成為政府以及公眾最受青睞的只能之一。

視頻監(jiān)控經(jīng)歷了近3年的洗禮和市場培育，隨之技術的發(fā)展，特別是隨著計算機技術的迅速發(fā)展和推廣，全數(shù)字化的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流。視頻監(jiān)控逐漸從數(shù)字化、模擬化向網(wǎng)絡化、高清化、智能化方向發(fā)展。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的發(fā)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(jiān)控效果大打折扣。

問題一：視頻監(jiān)控傳輸數(shù)據(jù)量巨大網(wǎng)絡帶寬資源不足

網(wǎng)絡帶寬是影響視頻監(jiān)控的瓶頸之一，在現(xiàn)有IP資源和網(wǎng)絡基礎的條件下，帶寬永遠是制約網(wǎng)絡視頻監(jiān)控向前發(fā)展的最主要因素。隨著網(wǎng)絡視頻監(jiān)控產(chǎn)品圖像清晰度的不斷優(yōu)化，監(jiān)控系統(tǒng)傳輸視頻流所需的帶寬環(huán)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(wǎng)絡承載監(jiān)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(zhàn)，尤其是高清監(jiān)控即將興起應用之際，國內、國外大的安防企業(yè)都在為如何解決帶寬環(huán)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(fā)展到現(xiàn)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(shù)。正是在這種情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(wǎng)絡帶寬問題

雙碼流，顧名思義，即監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)可以根據(jù)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(yōu)化網(wǎng)絡帶寬環(huán)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(wǎng)絡傳輸，例如QCIF/CIF編碼，同時兼顧本地存儲和遠程網(wǎng)絡傳輸。雙碼流能實現(xiàn)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(wǎng)絡而獲得更高的圖像流暢度。

雙碼流在現(xiàn)有網(wǎng)絡瓶頸下兼顧了圖象質量和傳輸質量，可以突破網(wǎng)絡瓶頸，根據(jù)網(wǎng)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(wǎng)絡傳輸。實際上，雙碼流是對網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的一次提速，這種創(chuàng)造性地將雙碼流拓寬應用，實現(xiàn)任意碼流格式選擇編碼技術，使大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中成百上千臺攝像機產(chǎn)生海量的視頻、音頻、存儲、報警以及管理數(shù)據(jù)，能在用戶所能獲得的網(wǎng)絡資源有限的情況下，得已確保傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

實際上，采用低碼率的碼流觀看監(jiān)控畫面，已經(jīng)完全能夠滿足監(jiān)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(jiān)控，又能在發(fā)現(xiàn)問題后分析問題的出處。

問題二：視頻監(jiān)控的海量存儲

監(jiān)控系統(tǒng)是業(yè)務應用的前沿，而先進、穩(wěn)定的數(shù)字化存儲系統(tǒng)是整個業(yè)務應用的基礎支持平臺，有了可靠、先進的存儲管理系統(tǒng)，整個監(jiān)控業(yè)務數(shù)據(jù)才能夠被良好保存，并可進行方便的查詢與利用。因此，在數(shù)字監(jiān)控錄像的基礎上，建立先進的監(jiān)控數(shù)據(jù)海量存儲系統(tǒng)是當前監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡化發(fā)展的必然趨勢。但是作為其海量存儲的載體——存儲系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)中，常用的視頻監(jiān)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(tǒng)負荷增加，故障率提高，同時，由于數(shù)據(jù)沒有必要的保護措施，經(jīng)常會由于硬盤損壞造成數(shù)據(jù)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(wǎng)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(yōu)秀的共享性能和擴展能力；同時NAS可以應用在復雜的網(wǎng)絡環(huán)境中，部署也非常靈活。但是由于NAS采用CIF/NFS協(xié)議進行數(shù)據(jù)的文件級傳輸，所以網(wǎng)絡開銷非常大，特別是在寫入數(shù)據(jù)時帶寬的利用率一般只有20%-"40%之間，這就對傳輸網(wǎng)絡造成極大的壓力。所以目前NAS一般應用于小型的網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中或者只是用于部分數(shù)據(jù)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(jiān)控數(shù)據(jù)的存放。在集中存儲系統(tǒng)中，一般選用SAN架構。SAN提供一個專用的、高可靠性的存儲網(wǎng)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(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲應用，可以應對上千、上萬個前端監(jiān)控點的存儲。目前SAN主要分為FC-SAN(光纖存儲區(qū)域網(wǎng)絡)和IP-SAN(以太網(wǎng)存儲區(qū)域網(wǎng)絡)。它們之間的區(qū)別是連接線路以及使用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的不同。雖然FC-SAN由于采用專用協(xié)議可以保證傳輸時更加穩(wěn)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(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中更多采用的是IP-SAN架構。

但隨著存儲應用規(guī)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(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)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(chǎn)生。隨著使用時間的增加，將嚴重的影響整體存儲系統(tǒng)的讀寫性能，甚至導致存儲系統(tǒng)被鎖定為只讀，而無法寫入新的視頻數(shù)據(jù)。

性能問題

由于數(shù)據(jù)量的激增，視頻數(shù)據(jù)的索引效率也變得越來越為人們關注。而動輒上TB的數(shù)據(jù)，甚至是幾百TB的數(shù)據(jù)，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(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內的存儲廠商也大都搭上了監(jiān)控存儲的列車。但是目前而言，監(jiān)控存儲設備還存在著很多問題，有待于安防企業(yè)的解決。

問題三：視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化應用


   



就目前情況而言，監(jiān)控網(wǎng)絡缺乏智能技術應用。與大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動的城市應急系統(tǒng)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(lián)動指揮系統(tǒng)。如何將基于公安業(yè)務的智能化指揮管理與基于監(jiān)控業(yè)務的安防系統(tǒng)緊密結合是目前城市安防系統(tǒng)的難點。這需要較高水平的系統(tǒng)智能化。目前，視頻監(jiān)控網(wǎng)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(jiān)控網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，視頻數(shù)據(jù)海量增長，圖像監(jiān)看和調閱占用的人員很大，成為制約充分發(fā)揮視頻監(jiān)控網(wǎng)絡效能的瓶頸。從海量的監(jiān)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(jiān)控視頻的應用大多只是對監(jiān)控場景的再現(xiàn)和回放，難以滿足用戶信息化應用的需求。

大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)后，一年的電費就要1萬元，感覺到壓力很大.而大型視頻監(jiān)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(jiān)控設備大多是24小時連續(xù)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(tǒng)的方案應綜合考慮建設費用與運行費用以利于系統(tǒng)長期運行。開辟大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的多領域應用則是發(fā)展趨勢和必然，靈活運用人臉識別、車牌識別，流量統(tǒng)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(tǒng)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(wěn)定運行所需要的。

結語：

近幾年，視頻監(jiān)控成為安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主力軍，越來越多的廠商搭上了視頻監(jiān)控的列車。目前在視頻監(jiān)控領域，發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出網(wǎng)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(jiān)控技術沒有上線，我們可以堅信隨著國內視頻監(jiān)控廠商對于監(jiān)控系統(tǒng)理解的加深，一定會提出完善的解決方案，發(fā)展道路將會越走越好。