智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)詳解與實(shí)踐之智能網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

    智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IVS)不再局限在視頻信號的采集、傳輸、控制與顯示，其核心應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎�于IP網(wǎng)絡(luò)為多媒體信息建立一個(gè)綜合的管理控制平臺”，以網(wǎng)絡(luò)為依托，以視頻編碼壓縮/傳輸為基礎(chǔ)，以視頻內(nèi)容分析(VCA)為亮點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合應(yīng)用的綜合視頻系統(tǒng)，其應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的“安全防范與視頻監(jiān)控”的應(yīng)用范疇，變成了多元化的系統(tǒng)。

    14.1.1本書知識點(diǎn)回顧

    如圖14.1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)即反映了本書的章節(jié)構(gòu)成，現(xiàn)在回顧一下本書的知識點(diǎn)。

                           圖14.1

    (1)模擬系統(tǒng)：

    模擬監(jiān)控系統(tǒng)的核心是攝像機(jī)及矩陣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)視頻采集及切換控制。

    模擬攝像機(jī)技術(shù)成熟、市場占有率高，但提升空間已不大。

    矩陣切換控制系統(tǒng)技術(shù)成熟、實(shí)際應(yīng)用數(shù)量龐大，但提升空間不大。

    目前模擬監(jiān)控系統(tǒng)與DVR配合使用構(gòu)成的混合架構(gòu)具有大量的實(shí)際應(yīng)用。

    模擬攝像機(jī)與視頻編碼器配合使用構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)會長期存在。

    監(jiān)視器配合解碼器完成電視墻視頻顯示是目前行業(yè)主流的應(yīng)用方式。

    (2)編碼壓縮：

    編碼壓縮的目的是“進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的壓縮從而進(jìn)行存儲與傳輸”。

    編碼壓縮的實(shí)質(zhì)是“通過各種方法去掉視頻數(shù)據(jù)中的各種冗余信息”。

    編碼壓縮的代價(jià)是“芯片與算法”成本，但是節(jié)省的是網(wǎng)絡(luò)資源與存儲成本。

    高壓縮比、高質(zhì)量、低延時(shí)的壓縮算法是追求目標(biāo)，如目前的H.264編碼方式。

    編碼壓縮算法的未來在于“統(tǒng)一”，算法優(yōu)化是必須的，但要確�！盎ヂ�(lián)互通”。

   

(3)DVR：

    DVR是磁帶錄像機(jī)(VCR)的“終結(jié)者”，其根本突破在于“數(shù)字化”。

    NVR不是DVR的終結(jié)者，NVR削弱了DVR的空間，但兩者可以共存。

    數(shù)字化、編碼壓縮、大容量存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ苁荄VR的核心應(yīng)用。

    嵌入式DVR、PC式DVR、混合式DVR都有各自的優(yōu)勢及生存空間。

    DVR可以各“各自為政、單兵作戰(zhàn)”，獨(dú)立構(gòu)成系統(tǒng)，這是一個(gè)優(yōu)勢。

    DVR不會因?yàn)镮P監(jiān)控系統(tǒng)的沖擊而全面退出市場，但DVR提升空間有限。

    (4)DVS：

    DVS的主要功能是“視頻的編碼壓縮與網(wǎng)絡(luò)傳輸”。

    相比DVR，DVS是更加“網(wǎng)絡(luò)化”的設(shè)備。

    相比IPC，DVS還不是純粹“網(wǎng)絡(luò)化”的設(shè)備。

    “本地緩沖、內(nèi)置視頻分析”功能將會是DVS的基本配置，不是奢侈品。

    未來的DVS應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的、基礎(chǔ)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)器件，具有“平臺無關(guān)性”。

    未來DVS產(chǎn)品的競爭焦點(diǎn)應(yīng)該在“品牌與服務(wù)”。

    (5)NVR：

    NVR的主要功能是“視頻錄像、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)”。

    NVR與IPC、DVS配合使用構(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

    目前的NVR有軟件、硬件、軟硬件等形態(tài)，但其實(shí)質(zhì)是“一類軟件”而已。

    PC式NVR與嵌入式NVR的爭論中，需要注意“穩(wěn)定性”對NVR已經(jīng)不是重點(diǎn)。

    NVR是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“中間件”，開放化、標(biāo)準(zhǔn)化是NVR未來的方向。

    “大容量、冗余支持、開放性、智能化”是NVR的主要考核點(diǎn)。

    (6)IPC：

    IPC集視頻采集、編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷喾N功能于一體。

    在大型項(xiàng)目中，IPC需要與NVR、管理平臺配合使用。

    視頻分析、本地存儲等功能將會是IPC的基本配置，不是奢侈品。

    IPC的未來是“高清、智能、標(biāo)準(zhǔn)化”。

    IPC的民用趨勢將為之帶來更多的發(fā)展空間。

    類似DVS，未來IPC產(chǎn)品的競爭焦點(diǎn)應(yīng)該在“品牌、價(jià)格與服務(wù)”。

    (7)高清IPC：

    高清IPC的優(yōu)勢在于“高質(zhì)量、多細(xì)節(jié)、大場景”。

    芯片處理能力的提升與編碼壓縮算法的提高，會加速高清IPC的普及。

    高清IPC會逐漸變成主流,如同當(dāng)年的CIF分辨率向4CIF分辨率過渡一樣。

    高清的發(fā)展進(jìn)程與網(wǎng)絡(luò)、存儲等配套環(huán)節(jié)的發(fā)展密切相關(guān)。

    (8)VCA：

    VCA的技術(shù)支撐是“計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù)”。

    VCA的應(yīng)用在兩方面，一個(gè)是事前報(bào)警，另一個(gè)是事后視頻快速索引。

    VCA的優(yōu)勢在于顛覆了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控應(yīng)用模式，但是目前其效果有待提高。

    VCA不是孤立的技術(shù)，必須與視頻監(jiān)控系統(tǒng)深度集成，才能充分發(fā)揮其效能。

    智能化是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，毫無爭議。

    VCA模塊部署在前端、后端、前后端的模式無需“一刀切”。

    考察VCA產(chǎn)品的原則是“實(shí)景模擬、親身體驗(yàn)、眼見為實(shí)”。

    VCA產(chǎn)品必須增強(qiáng)適用性、實(shí)用性，“效果提上去，價(jià)格降下來”是必然。

   

(9)CMS：

    CMS在小型項(xiàng)目中可有可無，在大型項(xiàng)目中是“必須的”。

    CMS的產(chǎn)品形態(tài)具有不確定性，可能是軟件、服務(wù)器、多服務(wù)器和服務(wù)的組合。

    CMS越來越重要，也越來越得到集成商、用戶、廠商的重視。

    未來的項(xiàng)目應(yīng)該是CMS主導(dǎo)前端(DVR、DVS)，而不是現(xiàn)在的“本末倒置”。

    CMS將向?qū)�業(yè)化、定制化、集成化發(fā)展，其架構(gòu)向“集中與分散”相結(jié)合發(fā)展。

    真正的CMS不再會是免費(fèi)的，而且會很昂貴，但是“高成本將帶來高回報(bào)”。

    (10)存儲：

    視頻存儲的第一要素是數(shù)據(jù)的“高可靠性”。

    存儲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不是孤立的，與點(diǎn)位、用戶端、網(wǎng)絡(luò)情況密切相關(guān)。

    NAS、DAS、SAN都能應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，重點(diǎn)在于“怎么用”。

    當(dāng)視頻內(nèi)容分析技術(shù)變得成熟、普及后，視頻存儲空間需求會大大降低。

    (11)解碼顯示：

    解碼顯示的主要部件是解碼器、電視墻及客戶工作站。

    解碼顯示部分是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端，是人機(jī)界面。

    虛擬控制室“ControlRoom”讓監(jiān)控中心變得低成本、高效能。

    “智能工作站”完全可以代替大多數(shù)的“華麗麗的電視墻”。

    視頻分析報(bào)警功能可以使安保工作站的工作變得輕松而高效。

    PDA終端的應(yīng)用將為視頻監(jiān)控帶來更多便利。

    14.1.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    通過以上章節(jié)，整個(gè)“智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)”的各個(gè)元素已經(jīng)呈現(xiàn)出來。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行分析、選擇、配置合適的系統(tǒng)。智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)沒有固定公式，這也是其有別于樓控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的明顯地方。為了達(dá)到項(xiàng)目的需求，可能有不同的實(shí)現(xiàn)方式，所謂“殊途同歸”。關(guān)鍵在于：在有效的成本限制條件下，選擇合適的產(chǎn)品及架構(gòu)，并最大限度地發(fā)揮其效能。

    (1)DVR架構(gòu)：

    DVR集編碼壓縮、存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、管理于一體，可以獨(dú)立工作。

    嵌入式DVR穩(wěn)定性更高、PC式DVR的功能性更強(qiáng)大。

    DVR的主要存儲方式是“本地硬盤加外掛陣列”方式。

    DVR適合應(yīng)用在相對“局部集中”的場合，可實(shí)現(xiàn)本地編碼、本地錄像。

    在網(wǎng)絡(luò)條件不是很好(帶寬有限)的情況下，DVR的本地存儲功能更有優(yōu)勢。

    混合DVR可以接入模擬攝像機(jī)、IPC及DVS，是過渡時(shí)期不錯(cuò)的選擇。

    (2)NVR架構(gòu)：

    相比DVR，NVR是更加開放化的設(shè)備。

    IPC及DVS的部署是NVR部署的前提。

    穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)資源是部署NVR必須考慮的基礎(chǔ)條件。

    NVR具有靈活的存儲實(shí)現(xiàn)方式，如NAS、DAS、SAN等。

    NVR可以具有“N+1”冗余機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高可靠性。

    (3)存儲架構(gòu)：

    DAS的優(yōu)勢在于低成本、易實(shí)施，但在性能、擴(kuò)展性方面不足。

    NAS的優(yōu)勢在于易實(shí)施、易擴(kuò)容，但性能一般。

    FCSAN的優(yōu)勢在于高性能、高可靠，但是成本較高。

    IPSAN的優(yōu)勢在于靈活性、擴(kuò)展性。

    (4)視頻分析架構(gòu)：

    獨(dú)立VCA模塊(盒子)、獨(dú)立VCA服務(wù)器、智能NVR是目前階段主要的形式。

    IPC與DVS內(nèi)置VCA功能將會是未來的主流架構(gòu)。

    NVR及后端服務(wù)器部署VCA模塊可以提供更高的靈活性及成本優(yōu)勢。

    VCA的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在實(shí)時(shí)報(bào)警，在錄像索引方面也非常有效。

   

系統(tǒng)穩(wěn)定性考慮

    1.編碼器

    編碼器可以采用雙電源、雙網(wǎng)卡方式增強(qiáng)穩(wěn)定性；或者采用“N+1”冗余方式增強(qiáng)可靠性，以保證單機(jī)故障或更換設(shè)備時(shí)系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行。

    2.NVR

    NVR可采用“N+1”冗余增強(qiáng)可靠性，以保證單機(jī)故障或更換設(shè)備時(shí)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。

    3.CMS

    CMS可以采用“雙機(jī)冗余熱備”方式增強(qiáng)穩(wěn)定性，以保證系統(tǒng)無停機(jī)運(yùn)行。

    4.存儲

    存儲系統(tǒng)可以采用磁盤陣列的RAID技術(shù)實(shí)現(xiàn)高可靠數(shù)據(jù)存儲。

    從前端設(shè)備IPC、DVS，到傳輸網(wǎng)絡(luò)、NVR、存儲設(shè)備NVR、核心管理平臺CMS都實(shí)現(xiàn)了冗余功能，保證了系統(tǒng)24小時(shí)高可靠運(yùn)行，減少了因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)、電源、硬件、存儲、軟件等故障而導(dǎo)致的系統(tǒng)停機(jī)或數(shù)據(jù)丟失。

    (1)IPC是單體設(shè)備，提高穩(wěn)定性的辦法是在網(wǎng)絡(luò)短暫中斷時(shí)進(jìn)行本地存儲。

    (2)對于大路數(shù)DVS，可以采用N+1方式進(jìn)行冗余，防止單體設(shè)備軟硬件失效。

    (3)對于NVR，可以采用N+1方式進(jìn)行備份，防止單體設(shè)備軟硬件失效。

    (4)對于存儲設(shè)備，可采用成熟的RAID技術(shù)實(shí)現(xiàn)冗余保護(hù)。

    (5)對于網(wǎng)絡(luò)，可以采用“雙網(wǎng)絡(luò)”實(shí)現(xiàn)高可靠性數(shù)據(jù)傳輸。

    (6)對于CMS，采用雙機(jī)熱備方式，雙機(jī)共享RAID磁盤陣列，實(shí)現(xiàn)冗余。