高清监控方案

高清监控模板方案

对于视频监控而言，图像清晰度无疑是最关键的特性。图像越清晰，细节越明显，观看体验越好，智能等应用业务的准确度也越高。所以图像清晰度是视频监控永恒的追求。然而作为高清的视频，动辄几g到几十g的文件大小，这么大的视频文件，而且有如潮水般的涌现，不仅对存储容量，对读写性能、可靠性等都提出了更高要求。因此，选择什么样的存储系统和方案，往往成为影响视频读写速度的关键。

高清、网络化视频的存储要求

1、在了解高清存储系统之前，必须知道什么是高清?

在高清视频标准中，视频从最低标准到较高标准依次为720线非交错式，即720p逐行扫描;1080线交错式，即1080i隔行扫描;1080线非交错式，即1080p逐行扫描，屏幕纵横比为16：9，如果是视音频同步的hdtv，标准输出为杜比5.1声道数字格式。

高清视频有常见的三种分辨率，分别是：720p(1280×720p)逐行，美国的部分高清电视台主要采用这种格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080p(1920×1080p)逐行。网络视频高清资源以720p和1080i最为常见，其中作为视频监控系统的高清部分，已产品化的设备标准普遍采用720p和1080p的拍摄标准。

2、存储要求之大容量，即高清的文件到底有多大?

高清视频在经过不同的编码处理以后，依据码率不同，而有不同的要求。一般码率在6-20mb之间，压缩效率、压缩方式不同，所获得的最终文件大小约为：3-10gb/小时，因此便产生了对于存储大容量的要求。当然一般意义上的视频，压缩模式不同，占用的存储空间非常小，这里主要讨论一下高清视频的存储容量。

高清视频的一种应用是提供这些高清网络视频资源下载的高清网站，规模比较小的站点片库中也会有成百上千部电影，这一类的网站在互联网上多如牛毛，而每个站点存储系统的净容量要求至少在几十t，加上某些站点要建立多个文件映射和下载种子以提高综合流量，容量就不仅仅是几十个t了。

另一种应用是高清视频监控，虽然出于经济性考虑，此种应用中高清监控视频压缩率会比较高。目前720p高清视频摄像资料每小时视频录像可压缩到3gb左右容量，但由于采集的是高清视频，而一般的监控系统摄像路数都是几百乃至上千路，所以这种应用将需要更多的存储设备和更大的存储容量。以此为例，按一个月保存时间要求计算，可以得到这样一个数据：

3gb/小时×24小时×30天×1路=2.16t

每存储一路视频需要2t以上的净容量，那么计算一个拥有500路高清视频摄像，需要保存30天的监控系统所需的最少存储容量是1pb。

3、存储要求之高性能

众所周知，除了bt分布式下载结构的网站，支持高清视频的效果大多是以服务端大数据流量为代价的。以每路数据流为20mb的高清视频为例，在千兆单点服务模式，最多可以容纳50路高清视频同时播放。

当然这个是理论值，实际上还要考虑网络在处理数据撞包等任务时，消耗网络带宽资源之类的因素。因此，在高清视频网站考虑服务时，首先要考虑向服务器提供高清视频数据的存储系统，扩大存储系统的带宽，速度才能得到有效的提升。在高清视频监控系统中，存储的传输速率要求会随着监控系统的规模呈正比增长。 

4、存储要求之可靠性

从高清视频文件对用户的重要性来讲有几个不同的层次：一般安全性用户、中度安全性用户、重要视频数据用户。

作为一般安全性用户，主要是指一些以分布式下载的高清电影网站，他们对于高清数据安全性要求相对不高。偶尔存储系统离线，并不会对整个体系造成太大影响，但是对于数据的完整性要求比较高。

中度安全性用户，如一些大型高清视频在线网站、交互网站等，要求高清视频数据具有实时性、交互性特点的，以及关键性的高清视频数据存储，都属于中度安全要求的用户。他们对于高清视频存储安全性的要求，是实时性和可恢复性。

重要视频数据用户，比如高清视频监控图像、媒体资讯制作内容等都属于重要视频数据类型，这类用户对高清视频存储安全的要求是实时性、冗余性和不间断性。

高清网络存储解决方案汇集

媒体资讯高清网络存储解决方案

在媒资系统中应用的存储系统，首先要解决的是文件的系统共享，多任务访问，和访问效率问题。

现阶段在媒资的应用中，从外景拍摄的资料到摄影棚的复合视音频，无不是高清片源，即便是原始归档的录像资料，也都是以dv、dv-com等。此类的视频资料单个复合流的数据量大，因此对于存储系统整体的效率尤为重视。

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部分资料在管理系统、片源审核系统、视频采编播系统、配音合成系统等众多视频系统之间要求共享。由于不同应用系统可能会是多种不同的操作系统的主机，因此在文件系统的共用特性上有极高要求。

在该媒体资讯高清网络存储解决方案中，主要采用了独立的硬件构架、安全的文件系统、ip的开放构架、高速的聚合带宽。

高清视频监控存储系统解决方案

前端高清摄像机采集到视频后，通过内部的高清编码器把高清的视频信号转换成数字信号并通过视频监控专网传送到中心，经由视频存储系统处理，存于macrostor高清监控存储系统中。

由高清监控客户终端发起请求，经过视频存储系统处理后，视频数据通过视频存储系统发送至各个请求的客户终端提供服务。

由于高清监控系统的带宽要求和本身视频文件的数据量比较大，因此在macrostor高清监控存储系统中采用的接口模式为多链路聚合模式，这样可以尽可能多的管理前端高清网络摄像机。

在一个中大型高清监控系统中，摄像机数量庞大，因此在扩展规模的形式上，macrostor高清监控存储系统采用积木化结构，即可随时增加存储系统，在网络带宽能允许的情况下，最大限度发挥存储系统效率。

与传统的视频监控存储相比，高清系统的存储性能更强大，对于网络的要求更高，每个独立的监控系统不能无限制的扩展。基于macrostor高清监控存储系统设计能够使得系统规模得到有效的扩展，并且在尽可能少设备数量的前提下，提高性能。

大规模高清存储集群解决方案

作为大规模高清存储系统，可以应用在大型视频网站，对性能的要求非常高。在多服务器做集群模式的条件下，要求支持最大带宽运行，如果采用普通的存储系统，那么存储的数据交换性能就成了瓶颈。

采用高清集群存储系统，主要能解决在多集群服务器模式下，同时访问的大瞬间数据量的问题，并且在整个交互式高清网站的扩展需求会比较强烈，在一定周期内会有爆炸性增长。该高清集群存储系统，可以逐步扩展容量而不用改变结构，扩容的同时可以不用停机，维护特性极强，对于网站逐步投资和逐步扩容的需求可以完美解决。

应用范围广，不仅可用于大型高清在线网站，还可在功能上打破互联网用户上传容量限制，充分满足高清视频资源爆炸性增长的存储需要。

高清网络视频存储的发展趋势

从高清诞生以来的发展历程可以看到，作为高清的网络视频存储，初期主要是随着高清电影，网上电影资源下载的发展而应用。未来大量高清影片资源将在网络上不断涌现，高清存储的容量也将飞速膨胀，从个人电脑的几个、几十个tb，到电影网站的几百tb，这些都需要专业的存储系统来支撑。进而，随着互联网性能的稳步提升，高清交互式多媒体业务的快速发展，现在火爆的视频互动网站，将随着民用高清视频拍摄设备的逐步普及，从标清，逐步“进化”到高清时代，作为此类媒体的存储介质，高性能、大容量存储系统将大行其道，得以更广泛的应用。

高清监控模板方案 [篇2]

近几年中国的铁路建设进入了高速发展时期，为了保障铁路的安全运营，视频监控得到了大量应用。同时，人们对图像的要求也越来越高，从最开始的能看到图像，到现在的要看到清晰的图像，再到今后的能进行处理分析的高清晰图像……等等。在数字监控潮流下，对图像清晰度的追求成为了视频监控一个重要的发展趋势，高清摄像机及高清监控系统的应用也逐渐被铁路行业所重视。

什么是高清摄像机?什么样的系统算是高清监控系统呢?国际上，smpte(美国电影电视工程师协会)定义的两个hdtv标准是smpte296m和smpte274m。smpte296m(hdtv720p)定义的主要参数有：分辨率为1280×720像素、16:9格式的高保真色彩，逐行扫描频率25/30hz。smpte274m(hdtv1080)则要求：分辨率为1920×1080像素、16:9格式的高保真色彩、使用25/30hz和50/60hz的隔行或逐行扫描频率。符合smpte标准的摄像机表示遵从hdtv质量，并应提供hdtv的所有分辨率、色彩保真度和帧速率优点。参考国际上hdtv高清电视的公认标准，针对目前国内对高清网络摄像机的需求，高清网络摄像机的定义为“录像视频分辨率达到或超过720p(1280×720，25fps)，水平解析度达到或超过700线的网络摄像机”。而其它高分辨率的摄像机可称为百万像素网络摄像机或megaipc。从目前市场上发展趋势上来看，hdtv的高清网络摄像机能够获得后端高清lcd、pdp、dlp、高清监视器等更好的支持，从而获得比megeipc更好的显示效果，是未来的发展趋势。而高清监控系统是指其传输的每一路图像都能达到高清分辨率，且视频采集、编码、传输、浏览、录像、回放等全面高清，并能够支持前端hdtv高清网络摄像机的监控系统。

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高清视频监控在铁路行业的应用方案

在铁路行业，高清监控系统带来的不仅是更清晰的图像和更好的效果，也带来了更大的系统性能需求、远距离传输带宽和存储等问题。什么样的高清系统才能适合铁路行业多级调阅、远距离传输、监控规模大的行业特点呢?

如图1所示，在整个传统铁路行业视频监控方案中，其中心是流媒体服务器，这种方式常见于车站监控系统的架构中。前端的编码器或者ipc输出的单播流通过网络传输到分发/存储服务器，由分发/存储服务器实现单播转多播、按需分发、按需存储。整个数据流如图1所示。在全标清系统的情况下，该方案还能基本满足多用户操作的需求，但是如果此方案应用于高清系统，则流媒体分发方式的弊端将会凸显出来：

1.服务器规模随着监控点数的增加成等比例上升，尤其是高清ipc想要得到较好的应用效果，输出码流一般在6m-8m，是传统标清的3-4倍，分发/存储服务器数量将会大增，并且必须增加服务器的档次，因为服务器的性能成为了方案中的性能瓶颈。

2.系统存在着较多的局部故障点，当其中某台分发/存储服务器发生故障时，将会影响其所管理的多路视频图像的存储和实时监看，不符合交通行业对安防系统高可靠性的要求。虽然可以通过冗余服务器解决该问题，但是每个车站配置冗余服务器从成本角度考虑，现实工程中很少被实际采用。

3.前端ipc输出单播流，造成存储流和实时流占用同样带宽，如果为了得到高清系统带来的良好图像质量，那么磁盘阵列将会面临较大的压力，尤其是成本将会大幅提高;若是为了减小磁盘成本的压力，增大存储流压缩比，又会大大降低高清监控图像的清晰度。

4.大量的服务器及其设备机架不仅占据了大量设备的空间，不符合绿色环保的要求，更致命的是增加了系统的不可靠性，增多了故障点。当面对突发事件、出现多个热点区域的时候，大规模突发的流量很容易导致整个服务器群的瘫痪。

在图2中，则代表了目前比较先进的一种视频监控解决方案，它采用电信领域比较成熟的软交换架构：ngn架构。管理服务器仅负责处理设备管理、信令分发、会话的建立，且不参与到实时的业务流之中(实时流和存储流)。在图2中，存储流和实时流均是通过网络直接传输到磁盘阵列、解码器或监控客户端，如此解决了此前的服务性能和可靠性瓶颈的问题。当有多个用户同时调阅同一路图像实时视频时，则通过网络组播提供支持，如图2中标号①的视频流所示：解码器和监控客户端同时调阅同一路图像，此时因为前端ipc输出的是组播流，则由网络中的交换机提供类似码流复制的功能，解决对前端ipc大规模同时调阅而带来的性能和带宽的冲击问题。这种解决方案在高清系统中带来了较多的优点：

1.监控点数的规模和服务器数量不存在强相关性，视频管理服务器仅参与会话的建立过程，而不参与视频流的分发，因此系统不存在系统瓶颈问题。单台视频管理服务器可以满足几千路的标清、高清图像监控。

2.由于采用了先进的软交换ngn(业务流和控制流相分离)架构，管理服务器发生故障不会中断监控实时流，存储流也不受影响，保障了监控数据仍然正常的记录，从架构上极大地保证了系统的高可靠性，整个系统无局部故障点。

3.前端ipc通过输出双码流(存储流和实时流)，两路视频流可以单独设置码流大小，能够最大限度地发挥高清监控带来的高清晰效果，同时，又能显著降低存储的代价，保障用户的投资。

4.当出现突发事件或事故、出现多个热点区域的时候，大规模突发的流量通过组播技术由交换机来进行复制、分发，从而轻松解决大规模多用户的问题，满足了公安和企业管理方在紧急情况下对高可靠性的调度要求。

上面所示场景主要应用于车站内监控，它不可避免地面临上级调度中心远程共享调阅的问题。传统的流媒体分发方案应该说能方便实现多级联网监控，而如果仅采用软交换ngn架构，组播模式的方式在铁路行业广域网、低带宽的情况下将遇到较大的麻烦，因此还必须对图2进行一定的改进。 

如图3所示，传统方案由于流媒体转发的特性，天然具备支持多级的架构，此时车站内的流媒体服务器除了负责分发和存储，还负责转发的功能，这势必又增加了服务器的性能压力。但是这种方案解决了对铁路广域网无法实现组播、带宽有限的问题。它将本车站内的视频图像转发给上一级流媒体服务器，由上一级流媒体服务器完成分发功能，解决了多用户同时调阅同一路图像的问题。

而采用图2的方式，由于铁路多级监控中，网络往往无法开启组播的功能，若采用前端ipc单播直接发送到上级平台，必然会消耗有限的广域网带宽，同时也受限于ipc的分发能力。那么，如何对图2的方式进行适当的修改，使其能获得高可靠性、大容量、高性能的特点，同时又能适应铁路行业广域网的共享调阅呢?

其实相应的解决办法也很简单，也就是借鉴传统方案的经验，在车站一级的监控平台上增加一台媒体转发服务器，便可解决上述问题，如图4所示。但必须注意，此时在车站一级的监控软件平台必需能同时支持前端视频流单播、组播方式，且能够根据不同的调阅需求实现自动单播/组播切换功能。这样的解决方案才能适应未来高清系统在铁路行业中的大规模应用，并能保证整个监控系统高效可靠的运行。相信高清监控系统必将在铁路行业中得到更广泛的应用，而如何应对高清监控系统对现有解决方案的冲击是值得大家共同重视的课题。

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