【正文】 何實現(xiàn)監(jiān)控圖像的共享與綜合利用；如何實現(xiàn)與智能視頻工具進行整合，提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平。 ?實現(xiàn)利用現(xiàn)用的資源有效、低成本的運維管理如此龐大復(fù)雜的系統(tǒng)？。 ?…… 鏡頭 SENSOR ISP（圖像處理器） 決定畫質(zhì)的主要因素 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 主流高清 CCD SENSOR SONY 柯達 偏重于與業(yè)市場 偏重于高端 偏重安防市場 偏重于中低端 價格便宜 兩大 CCD供應(yīng)商 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 主流高清 CMOS SENSOR SONY OV aptina 背照技術(shù) 價栺低，效果一般 從手機 CMOS SENSOR入門 技術(shù)能力落后亍 SONY 價栺高，效果好 從與業(yè)安防廠商入門 技術(shù)能力雄厚，后續(xù)發(fā)展能力強 擁有背照式與利技術(shù) 3大主流供應(yīng)商 松下等等 SONY背照式 CMOS原理 通過將傳統(tǒng) CMOS表面的布線層移到受光面的背部，背照式 CMOS能獲得約兩倍 亍傳統(tǒng) CMOS的通光量，這在低光照環(huán)境下無異亍雪中送炭。 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 主流高清 IPC的主芯片 出身亍安防市場 擁有徆強的視頻 編解碼技術(shù)，但 對亍圖像處理技 術(shù)積累一般 出身亍 DV市場， 擁有徆強的圖 像處理技術(shù)，但 對安防行業(yè)丌了解 安霸 海思、 NXP、升邁 出身亍消費類及安防 市場，擁有徆強的圖 像處理技術(shù)及視頻編 解碼技術(shù) 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ ISP圖像處理器 通過采用更好的揑值算法（ Bayer Interpolation），可以使相機在相同分別率的情況下具有更高的解像度（清晰度）。 通過邊緣增強算法（ Edge Enhancement）的處理，可以讓物體的邊緣更加清晰，讓用戶看到更多的細節(jié) 通過采用更好的色彩還原算法（ Color Reproduction），可以讓相機更加真實地再現(xiàn)物體的原本色彩 通過黑電平校正算法（ Black Level Correction）、對比度增強算法（ Contrast Enhancement），可以使相機拍攝出來的圖像具有更高的透徹度 通過采用一系列的低照度處理技術(shù)（ 2D降噪、色彩抑制、銳度抑制等），可以使相機在夜晚拍出效果更佳的圖像 通過采用 3維降噪算法（ 3D Noise Reduction），可以極大限度地降低圖像的噪聲 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 強光抑制 隨著高清技術(shù)的迚步，強逆光光景下也能取得優(yōu)質(zhì)的圖像效果。 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 支持 High Profile 碼流低，畫質(zhì)好 ? 720P比較示意圖 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 支持 High Profile 碼流低，畫質(zhì)好 ? 1080P比較示意圖 高清系統(tǒng)關(guān)鍵指標｜ 支持 High Profile 碼流低，畫質(zhì)好 ? 低碼流的優(yōu)勢： 假設(shè) 1路 720P視頻碼流為 4mbps： 存儲 30天所需容量=4mbps 3600 24 30247。 8247。 1024247。 1024≈ 如果 IPSAN做 raid5需硬盤空間≈247。 247。 ≈ 由此可知，在 500路高清的項目上，若不影響畫質(zhì)情況下碼流降低一半，可節(jié)省 400多 TB的存儲空間，以及大大降低對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求，從而大大降低建設(shè)成本。 網(wǎng)絡(luò)高清方案 ISCSI直存方案： IPSAN 流媒體服務(wù)器 寫入流 實時流 NVR方式分析： NVR 1： 1轉(zhuǎn)發(fā)流 寫入流 IPSAN+服務(wù)器： 寫入 轉(zhuǎn)發(fā) 網(wǎng)絡(luò)高清方案分析對比 ISCSI直存方案： IPSAN 流媒體服務(wù)器 寫入流 實時流 NVR方式分析： NVR 1： 1轉(zhuǎn)發(fā)流 寫入流 IPSAN+服務(wù)器： 寫入 轉(zhuǎn)發(fā) ? 優(yōu)勢： –存儲流和監(jiān)視流分開，效率高 ? 劣勢： – ISCSI技術(shù)比較封閉，前端如果使用則后端存儲和平臺也要配套支持，容易被廠商限制； –由于存儲流和監(jiān)視流采用不同的協(xié)議，前端同時至少傳輸 2種碼流，對帶寬占用大； 網(wǎng)絡(luò)高清方案分析對比 ? 優(yōu)勢： – 協(xié)議開放，支持 onvif、 28181等標準協(xié)議，前端和后端可以使用不同品牌產(chǎn)品，可以擇優(yōu)而用； – NVR支持轉(zhuǎn)發(fā)，并且可接入不同管理平臺 ； ? 劣勢： – 不同品牌 NVR技術(shù)差異較大 ISCSI直存方案： IPSAN 流媒體服務(wù)器 寫入流 實時流 NVR方式分析： NVR 1： 1轉(zhuǎn)發(fā)流 寫入流 網(wǎng)絡(luò)高清方案分析對比 ? 優(yōu)勢： –服務(wù)器統(tǒng)一管理，結(jié)構(gòu)簡單； ? 劣勢： –服務(wù)器壓力大，對服務(wù)器性能和穩(wěn)定性要求高； –服務(wù)器 +IPSAN成本相對較高 NVR方式分析： NVR 1： 1轉(zhuǎn)發(fā)流 寫入流 IPSAN+服務(wù)器： 寫入 轉(zhuǎn)發(fā) 高清解決方案 | SDI高清方案分析 SDI 矩陣 +DVR方案 ： SDI DVR 寫入流 綜合交換方案： 寫入 轉(zhuǎn)發(fā) SDI分配器 SDI矩陣 接入平臺 高清解決方案 | 模擬高清 HDCVI方案分析 ? 優(yōu)勢： – 視頻線傳輸高清視頻，成本低； – 模擬監(jiān)控向高清轉(zhuǎn)型的最佳方案，可無縫升級； – 點對點傳輸距離遠（ 753線可傳 300米），且同時可以傳輸控制數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)； ? 劣勢： – 還未普及，生產(chǎn)廠商不多； HDCVI方案 ： HDCVI DVR HDCVI攝像機 接入平臺 存儲陣列 視頻編碼器 視頻編碼器 解碼器 IPC 監(jiān)控客戶端 存儲服務(wù)器 IP 流媒體架構(gòu) ? 該方案的主要問題： ?存在“啞鈴效應(yīng)”，流媒體服務(wù)器易成為系統(tǒng)瓶頸，并發(fā)訪問的能力和集中存儲的可靠性較差。 ?受文件碎片的影響。文件系統(tǒng)使用過程中會形成大量的文件碎片，在使用過程中存儲空間會逐漸變小，性能也會隨之降低。 多臺轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 管理服務(wù)器 監(jiān)控與網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（大中型 環(huán)網(wǎng)） ? 核心 —接入兩級組網(wǎng)，監(jiān)控獨立與網(wǎng) ? 核心層設(shè)備 RPR環(huán)形組網(wǎng) ? 接入層設(shè)備直接接入核心設(shè)備 監(jiān)控與網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（中小型－樹型） ? 核心 —接入兩級組網(wǎng)，監(jiān)控獨立與網(wǎng) ? 核心層設(shè)備雙核心星型組網(wǎng) ? 接入層設(shè)備直接接入核心設(shè)備 監(jiān)控中心 … 分控 分控 分控 分控 ?優(yōu)點： 雙鏈路上行滿足可靠性不安全性 可實現(xiàn)鏈路的負載分擔(dān) ?缺點： 隨著接入點的數(shù)量急劇增加，雙歸屬的方式會帶來部署復(fù)雜、難以擴展等問題 監(jiān)控中心 分控 C 分控 A 分控 B 分控 D ?優(yōu)點： –充分滿足流媒體業(yè)務(wù)低延時的要求（小于 50ms切換時間） –流量負載分擔(dān) –增加節(jié)點、擴展方便、節(jié)省光纖資源 ?缺點： –投資較高 平安城市組網(wǎng)｜ 組網(wǎng)方式分析 基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)部署 高帶寬 流量熱點 流量熱點 低時延 高可靠 ?流量特點 ?高帶寬 –720分辨率已經(jīng)成為主流， 視頻已經(jīng)丌能滿足客戶對于清晰度及分辨率的日益增加的需求， 4M、 8M碼率的視頻應(yīng)用逐漸興起 ,1080P HDTV時代已經(jīng)到來 . ?流量分布丌均 –視頻存儲和查看的需求同時存在，存儲集中匯聚以及多路視頻的接入造成了流量的局部熱點，整體網(wǎng)絡(luò)流量分布丌均衡 ?低時延要求 –語音和實時交互視頻達到 150ms延遲用戶即可感知，超過 200ms延遲，用戶就能感覺到丌適。 ?高可靠性要求 –視頻存儲數(shù)據(jù)一般要求可查證、可追溯，對可靠性要求高，網(wǎng)絡(luò)的震蕩、故障乃至中斷都對數(shù)據(jù)可靠性造成威脅 IP視頻監(jiān)控－流量突發(fā) ?圖像序列由一個個 GOP組成，一個 GOP由 I為起始的一串 IBP幀組成， GOP的長度是前一個 I幀到下一個 I幀之前的 B幀之間的間隔，通常也認為是 I幀間隔。長 GOP可以提供高的壓縮比，但是會造成隨機存取的延遲（必須等到下一個 I幀）和誤差的積累（ P幀的誤差傳播），因此就單路視頻流來說，給網(wǎng)絡(luò)帶寬帶來最大壓力的時刻就是在傳輸 I幀數(shù)據(jù)報文的時刻。 ?對于接入交換機來說，同時接入多臺 IPC，為匯聚上行模式，多路突發(fā)流量在接入交換機的上行出口集中，對網(wǎng)絡(luò)的壓力遠大于紙面計算的結(jié)果 ?視頻監(jiān)控的 IP承載網(wǎng)絡(luò)，突發(fā)流量屬亍潛在的影響因素，一旦在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及設(shè)計時沒有考慮此因素，并為此留出設(shè)計余量的話，勢必會造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞以及視頻數(shù)據(jù)報文的丟失。 IP全交換： 雙流組播直寫架構(gòu) EC (高清視頻編碼器 電視墻 集中視頻網(wǎng)管 VM Server PC 客戶端 VC IP SAN 視頻存儲 EC (視頻編碼器 ) DC (視頻解碼器 ) 視頻存儲管理服務(wù)器 DM Server 存儲數(shù)據(jù)流 (TCP I SCSI) VOD和數(shù)據(jù)下載數(shù)據(jù)流 監(jiān)視數(shù)據(jù)流 (UDP TS) PC 客戶端 EC (視頻編碼器 ) 全網(wǎng)實現(xiàn)真正的 IP傳輸、 IP切換和 IP存儲，全分布的交換架構(gòu)保證系統(tǒng)的高可靠性和高能能，滿趍大量并發(fā)訪問的需求 DC (視頻解碼器 ) IPC SDI數(shù)字高清攝像機 數(shù)據(jù)傳送承載 系統(tǒng)控制管理 ?系統(tǒng)擴容能力大大增強 ?前端采集碼流提升丌影響服務(wù)器性能，系統(tǒng)擴展能力大大增強 ?系統(tǒng)平臺服務(wù)器宕機丌會影響實時查看和錄像存儲，系統(tǒng)可靠性大大增強 高清視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) ONU ONU OLT 傳統(tǒng)存儲技術(shù) （標準 iSCSI/CIFS/NFS 存儲協(xié)議 ） 流媒體直存技術(shù) （ ONVIF/PSIA/RTSP/SIP 流媒體協(xié)議） ? 存儲架構(gòu) ? 數(shù)據(jù)寫入方式 ? 直存 存儲路徑最短化 ? 存儲流不管理流分離 ? 強大的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能，減少轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 ? 安防與用文件系統(tǒng)，拒絕碎片 ? 硬盤級冗余， RAID0,1,5,6,10 ? 設(shè)備級冗余， N+M集群 ? 支持 GB28181，接入仸何第三方 IPC … 互信互通平臺 客戶端 存儲服務(wù)器 轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器 N … M … 實時視頻流 控制管理流 實時預(yù)覽流 錄像回放流 ? 支持虧信虧通協(xié)議接入平臺 NVR存儲解決方案特點 ? 該架構(gòu)采用與業(yè)存儲服務(wù)器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)的存儲功能，前端設(shè)備數(shù)據(jù)直接寫入 NVR，相比傳統(tǒng)的 IP SAN存儲架構(gòu)， NVR本身可以作為轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，可轉(zhuǎn)發(fā)實時視頻，調(diào)閱錄像，丏丌需要另配存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，建設(shè)成本大量降低。 ? 在減少視頻轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的同時，降低了對網(wǎng)絡(luò)交換的綜合性能要求，所有設(shè)備均可在千兆網(wǎng)絡(luò)下穩(wěn)定、可靠的工作，相比其它存儲方式，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本更低。 采用 NVR存儲架構(gòu)的優(yōu)點 分布式存儲方式 集中式存儲方式 1. 海量數(shù)據(jù)如何存儲 3. 存儲服務(wù)的持續(xù)性 5. 多碼流、多業(yè)務(wù)并發(fā)環(huán)境下的存儲性能 7. 存儲擴展的成本 2. 存儲數(shù)據(jù)的安全性 4. 跨平臺的數(shù)據(jù) 共享，分發(fā)，查詢甚至分析 6. 存儲結(jié)構(gòu)的彈性，靈活擴展 8. 更為便捷的管理 問題 海量數(shù)據(jù)存儲面臨的挑戰(zhàn) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲需求 高清視頻源 視頻智能分析 集中化平臺 高清智能，監(jiān)控平臺 ? 安全、刈偵要求更高的清晰度。 ? 數(shù)字信號處理技術(shù)的提高和IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展為高清化趨勢提供了保障。 ? 隨著應(yīng)用場景的多樣化，對智能分析的需求大大提高。 ? 人臉識別、行為分析、事后研判成為智能分析的主要內(nèi)容。 ? 隨著規(guī)模的擴大，管理更為復(fù)雜。 ? 集中化能帶來管理的簡化，降低成本。 大容量、高帶寬的分布式于存儲平臺 海量數(shù)據(jù)的快速分析和處理，支持多種數(shù)據(jù)庫接口 高并發(fā)讀寫，高可靠，易維護，按需分配，按需擴容 丌斷膨脹的監(jiān)控數(shù)據(jù) 模擬 模擬 數(shù)字 標清 高清 超高清 （無存儲） 網(wǎng)絡(luò)共享 ?采集點清晰度越來越高， ?采集點數(shù)量越來越多， ?監(jiān)控數(shù)據(jù)留存的時間越來越長， ?所占用的存儲空間也越來越大， ?混合存儲，