视频监控存储扩容探讨

2017-02-10 11:32:05 来源:安防知识网
技术/方案频道文章B

[摘要] 众所周知,视频监控从早期的模拟信号发展到数字网络信号,存储设备的形态也从DVR发展到NVR、集中式IP SAN存储,甚至当前比较先进的云存储。很多在《反恐法》要求采用90天长周期保存录像的重点目标,仍然使用着较旧的存储形态,为了遵循新的法规,势必要重新考量监控存储的建设方案。

  

  文/吴贤民   浙江宇视科技有限公司拓展部产品经理

  众所周知,视频监控从早期的模拟信号发展到数字网络信号,存储设备的形态也从DVR发展到NVR、集中式IP SAN存储,甚至当前比较先进的云存储。很多在《反恐法》要求采用90天长周期保存录像的重点目标,仍然使用着较旧的存储形态,为了遵循新的法规,势必要重新考量监控存储的建设方案。

  2015年12月27日第十二届全国人民代表大会常务委员会第十八次会议通过《反恐怖主义法》(下称《反恐法》),该法规自2016年1月1日起施行。《反恐法》第三十二条明确规定:“重点目标的管理单位应当建立公共安全视频图像信息系统值班监看、信息保存使用、运行维护等管理制度,保障相关系统正常运行。采集的视频图像信息保存期限不得少于九十日。”其中须履行的场所包含了政府机构、银行、城市大型活动场所、机场、火车站、城市轨道交通站等重点目标,其视频录像由30天以上须调整为90天以上。业内人士均认为对于安防是个利好消息。那么,一年过去,存储90天进展如何?存在哪些问题与挑战?哪种解决方案会成为用户首选?未来发展趋势又会如何呢?本文试图进行浅显的探讨。

  对于早期建设的DVR/NVR方案,由于设备规格较低,不能适应高容量长周期的存储,则可趁此直接升级为集中式存储方案。对于之前已经实施在用的集中式存储方案,比如基于IP SAN或存储一体机设备,在无新建点位的情况下,需要对原有接入路数做存储周期扩容,则通常一般有两种方法:一是采用主机不变、增加扩展柜(相对主机,经济性更好)的纵向扩容方式,比如典型的宇视科技提供的IP SAN设备,支持9级扩展柜,单主机可达最大480/660块磁盘的扩展能力;另外一些厂商无法满足所宣称的磁盘扩展数量,则需要增加主机以便扩大系统容量,这种方式比前者在实现方式上相对复杂(设计存储计划的调整、数据切换等操作)、成本略高(主机相对成本较高),但是也能很好地满足存储周期扩容需求。如果项目中涉及到大规模接入路数的扩容,同时又有一定数量的新建监控点位需求,则客户往往会选择云存储方案。云存储是当前视频监控存储领域中最先进的方案,它采用分布式、集群化的部署,采用虚拟化统一资源管理,具有很高的数据可靠性、空间扩展灵活性、系统易维护性,实际上云存储是目前大规模综合视频监控新建或升级项目的首选方案。对于用户来说,可能面对多种升级方案的选择,不管是IP SAN集中存储方案或云存储方案都能很好的满足需求,前者能够满足当前的应用需求,而后者在技术上具有先进性和前瞻性。
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  通过以上分析可看出,视频监控存储周期由30天向90天扩容,从技术层面上来说并不存在太大的难题。但是,我们最不可忽略的一个问题是扩容带来的用户投资成本成倍地增加,这对任何用户来说,都是不得不面对的问题。目前虽然H.265编码技术如火如荼,但是也只比H.264减少了一半的存储空间,不能抵消3倍扩容带来的成本增加。一些厂商将会继续在视频采集编码层面进行优化,比如宇视科技创新的U-Code编码技术,在传统动态编码技术基础上,深层优化动态图像帧的编码,减少动态画面里的静态背景编码次数,力求达到更低的码率,实际验证标明,同等H.265编码条件下,基于宇视科技U-Code技术的摄像机码率能够降低50%,进一步减少了所需要的存储空间。但是对于已建前端点位的项目,大部分摄像机尚处于正常运行状态,短期内无需升级到H.265、U-Code新设备,则后端存储必须多增加2倍的磁盘、主机。往往在前期项目中,机房预留空间不多,有可能无法满足数量陡增的主机部署,这种情况下,最好的办法是升级为超高密度存储设备,比如宇视科技的60盘位存储设备VX3060,该设备采用了4U、60盘位的超高密度设计,并且保留了前面板硬盘热插拔的易用设计,整机功耗较低,从以往主流的4U 24盘位主机升级过来的话,空间需求增加极少,整体能耗也得到了很好的控制,因此在机房空间、能耗方面为用户节省了投资。

  在确定了升级方案的技术可行性问题,并降低了建设成本之后,我们进一步思考,能否通过其它更先进的技术来力求性价比最高?首先我们想到的还是在后端所做的视频数据处理层面。目前比较常见的有抽帧存储技术:对视频图像进行抽帧存储是可较长时间保留关键帧( I 帧)的存储方式。先全量存储所有录像;当保存时间超过全量存储留存期后,系统将逐步删除非关键帧,减少存储容量,有效延长视频信息的保存时间。抽帧之后画面清晰度不变。这里需要强调的是抽帧计算:如果抽帧之后,I/P帧比例是不变的,且图像相对比较静止,可以认为是线性关系。但是实际上,抽帧存储的计算不再是线性的,原因与计算如下:图像复杂度变化影响(抽帧之后,帧与帧之间的变化就更大了);I/P帧比例影响(此时I/P帧比例也会变化),因而不会是一个严格的线性关系;3、建议期望带宽 = (X/25)*原来带宽*k   (推荐k为1.5,X<25)。另外还有视频浓缩和视频摘要技术,都能够有效减少视频存储数据,以降低整体建设成本。

  视频监控之于视频侦查的应用价值是明确的,但是基于公安视频侦查的时效性、安全性及细节性具有更高要求,需要充分考虑以下方面:

  1、视频时间价值:留存期7天到90天的数据时间价值是递减变化的,因此可采用前30天保存原始视频,后60天采用抽帧存储;

  2、视频价值密度:大容量的视频录像中,有价值留存于仅有的几秒,因此可采用视频摘要或浓缩存储;

  3、存储池的安全:存储需要硬件的可靠性、更需要保证内容的可靠性,因此可采用云存储方案;

  4、视频价值体现:跨时段视频导侦与跨域视频研判是视频扩容价值的最大体现,因此同步建设基于智能分析和大数据分析的先进管理系统,充分发挥90天存储数据的潜在价值。

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[责任编辑:宋笑旭]

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