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隨著高清監(jiān)控的快速發(fā)展,監(jiān)控存儲再次成為大家討論的熱點。大部分的觀點認為,高清監(jiān)控給監(jiān)控存儲帶來了很多新的挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)有的涉及存儲設備本身的性能,有的涉及存儲系統(tǒng)的架構,有的涉及部署成本等等。在這里,筆者想站在用戶的角度也來談一談高清監(jiān)控給存儲究竟帶來了哪些挑戰(zhàn)。
我們知道,對用戶而言,一個存儲系統(tǒng)最需要關注的是以下三個方面:一是部署成本,要花多少錢;二是可靠性,需要看的時候確保存儲內容在;三是便捷性,很方便就能訪問。在高清監(jiān)控時代,這幾個點仍然是用戶最關注的,那么這幾個點發(fā)生了什么變化?
存儲系統(tǒng)的部署成本
通常認為,高清監(jiān)控雖然帶來了圖像清晰度的成倍提升,但它同時也帶來了視頻碼率的成倍增長,因此其所需存儲空間也會相應地成倍增加,監(jiān)控存儲的部署成本自然也會倍增。
事實上,這是一種比較簡單的算法。
從技術層面來看,存儲空間跟視頻碼率確實有著直接的關系,現(xiàn)在大部分監(jiān)控系統(tǒng)的視頻碼率采用的是固定碼率策略,一路2M的視頻所需存儲空間差不多在每小時1G左右,一路4M的視頻所需存儲空間在每小時2G左右。
但是,存儲空間跟圖像清晰度并沒有直接的關系,診-因就在于視頻碼率與圖像清晰度沒有成倍的變化關系。比如,720p的高清視頻分辨率是D1標清視頻分辨率的2倍,但720p高清視頻碼率與D1相比并不是簡單的2倍關系,其中的關鍵在于編碼處理。
以前,1路清晰流暢的D1視頻采用MPEG-4編碼至少需要1.5M-2M的碼率帶寬,而現(xiàn)在1路720p高清視頻采用H.264編碼所需的碼率帶寬也就是2M左右,當然如果編到4M其圖像效果會更好,但在同樣2M的條件下,720p圖像已綷-比D1圖像要好很多。這里面的診-因主要有兩個,一是H.264編碼壓縮效率非常高,同樣的圖像質量其所需帶寬更低,二是高清視頻前端采集的圖像就很干凈,雜訊少,相應地節(jié)約了所需編碼帶寬。而隨著H.264 High profile技術的廣泛應用,其編碼壓縮效率會進一步得到大幅提升,在512k下就可以實現(xiàn)清晰流暢的720p視頻了,這個技術在視頻會議領域已綷-實現(xiàn)了商用。
因此,筆者認為在高清視頻即將獲得廣泛部署、H.264編碼效率進一步大幅提升的背景下,1路高清監(jiān)控所需存儲空間其實并沒有如愿提升很多,如果和以前采用MPEG-4的D1視頻相比,甚至會低于傳統(tǒng)標清所需空間。相應的,其成本也不會大幅增加。
上面是從技術層面來看的,下面我們從實際部署層面來進行討論。高清監(jiān)控擁有更高的視頻分辨率、又采用16:9寬高比,因此高清監(jiān)控具備更寬廣的視野。在很多場合下,1臺高清網(wǎng)絡攝像機可以在提供同等甚至更高監(jiān)控范圍以及圖像效果的條件下替代2-3臺傳統(tǒng)標清攝像機。在這種情況下,用戶部署一個高清監(jiān)控系統(tǒng)所需的高清網(wǎng)絡攝像機數(shù)量要明顯少于部署一個標清監(jiān)控系統(tǒng)所需的攝像機數(shù)量,相應的,用戶所需的總的存儲空間也會得到進一步控制。
除此以外,高清監(jiān)控的普及對智能識別技術也將起到積極的促進作用,圖像越清晰,智能識別的準確率越高,智能識別的應用也會越來越廣泛,而通過智能識別觸發(fā)錄像,將比傳統(tǒng)24小時錄像占用更少的存儲空間,從而有效降低存儲部署成本。
基于上面的分析,筆者認為在高清進一步普及的情況下,部署高清監(jiān)控對用戶而言并不會大幅增加總的存儲空間,其總體部署成本也遠比我們想象中要低得多。
存儲系統(tǒng)的可靠性
監(jiān)控存儲的可靠性可以從兩個方面來看,一是存儲設備本身的可靠性,二是前端到后端傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
在標清時代,模擬監(jiān)控系統(tǒng)多采用DVR進行存儲,網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)多采用NVR進行存儲,大型監(jiān)控系統(tǒng)還會采用IPSAN進行海量存儲。而高清時代,由于高清監(jiān)控必然是網(wǎng)絡化的,因此小型系統(tǒng)多采用NVR存儲,大型系統(tǒng)多采用IPSAN存儲。
IPSAN是一種非常成熟、非常靈活且具備高性價比特性的存儲解決方案,在大型監(jiān)控系統(tǒng)中正在得到越來越廣泛的應用。IPSAN采用了一系列先進的技術來保證存儲的可靠性。在這方面,高清監(jiān)控和標清監(jiān)控是沒有什么差異的,存儲設備的可靠性主要依賴于IPSAN的可靠性。
而DVR和NVR相比,NVR的存儲可靠性明顯要優(yōu)于DVR。這主要是傳統(tǒng)DVR很少采用一些先進的存儲備份技術,而NVR一綷-問世就在存儲可靠性方面有明確的考慮,比如支持各種RAID備份技術等。
在傳輸方面,模擬監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬傳輸,總體上比較穩(wěn)定,但由于視頻、音頻以及告警需要用不同的線路進行傳輸,這在一定程度上降低了可靠性。而標清網(wǎng)絡監(jiān)控和高清監(jiān)控都采用網(wǎng)絡傳輸,沒有差異,所有信號都在一根網(wǎng)線上傳輸,優(yōu)于模擬系統(tǒng),但容易受到網(wǎng)絡設備故障帶來的影響。當然這一點跟標清、高清本身是沒有關系的。
雖然網(wǎng)絡傳輸容易受到網(wǎng)絡本身故障帶來的影響,但現(xiàn)在也有很多先進的技術來解決這方面的問題。其中典型的就是ANR技術。
ANR是一種結合本地存儲和網(wǎng)絡存儲的備份技術,ANR技術包括三個部分:(一)偵測網(wǎng)絡狀況,即在網(wǎng)絡失效時,能記錄下失效前的傳輸數(shù)據(jù),以待網(wǎng)絡連結恢復后把數(shù)據(jù)轉回到管理中心;(二)雙重錄像,即當網(wǎng)絡出現(xiàn)問題或不穩(wěn)定時,管理中心和前端雙方都會把圖像數(shù)據(jù)單獨存儲在緩沖區(qū)以作備份;(三)自動修復數(shù)據(jù),即當網(wǎng)絡恢復正常后,管理中心和前端雙方會對比各自的數(shù)據(jù),檢查對比在網(wǎng)絡失效時的圖像數(shù)據(jù),然后自動修復管理中心錯誤或遺失的數(shù)據(jù)。
具備ANR技術的管理平臺和NVR會在網(wǎng)絡出現(xiàn)故障時自動啟用前端存儲,網(wǎng)絡恢復后再將前端存儲數(shù)據(jù)自動同步至中心,從而實現(xiàn)了中心與前端的存儲備份,有效提升了存儲的可靠性與靈活性。
總體來看,在標清監(jiān)控時代,DVR存儲占主流,而在高清監(jiān)控時代,NVR存儲將占主流,設備可靠性上NVR要明顯優(yōu)于DVR,傳輸可靠性上,采用先進的備份技術后NVR也將優(yōu)于DVR。
存儲系統(tǒng)的便捷性
模擬標清監(jiān)控主要依賴DVR存儲,而DVR的存儲部署非常單一,就是每個DVR集中存儲本身所連接前端的圖像,不同的DVR存儲的圖像之間沒有關聯(lián),無法統(tǒng)一訪問和管理。
而高清監(jiān)控采用網(wǎng)絡化存儲,前端就開始網(wǎng)絡化,因此其存儲部署非常靈活。考慮到流量和存儲空間的合理分配以及用戶訪問的便捷性,這種網(wǎng)絡化存儲的部署正變得越來越靈活,用戶可以根據(jù)需求選擇以下任何一種或多種存儲方案:前端存儲、中心存儲、分中心存儲。
前端存儲是在高清網(wǎng)絡攝像機中內置存儲部件,由前端設備直接完成監(jiān)控圖像的本地錄制和保存。中心存儲是前端采集監(jiān)控點圖像并編碼壓縮處理成數(shù)字監(jiān)控碼流,然后通過網(wǎng)絡傳送到NVR或管理平臺,由NVR直接存儲或由管理平臺將碼流分發(fā)給IPSAN進行集中存儲。在很多大型的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應用中,也可采用多級分布的中心存儲方式,即分中心存儲。
通過這些靈活的存儲方式結合,一個高清監(jiān)控系統(tǒng)可以在合理分布監(jiān)控流量的同時提升存儲可靠性。更為重要的是,無論是前端存儲還是中心、分中心存儲,所有存儲內容都可以由NVR或管理平臺統(tǒng)一管理,并為用戶提供一個統(tǒng)一的訪問接口,大幅提升用戶訪問的便捷性。
綜合以上的分析,如果我們站在用戶的角度來看,高清監(jiān)控不僅不會帶來存儲方面的諸多困擾和挑戰(zhàn),反而會因為圖像的高清化推動監(jiān)控存儲向更具性價比、更可靠、更靈活便捷的方向發(fā)展。
(作者單位:蘇州科達科技有限公司)
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