今年，高清視頻監(jiān)控已經(jīng)不再停留在口號上，廠商不但開始把它作為重點的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展方向，也已把它作為市場推廣的重點。IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控市場近年來增長迅速，從全球 IP攝像機出貨量趨勢來看，高清產(chǎn)品所占的比例逐年增加。到2012年，高清的產(chǎn)品將可能超過標(biāo)清而成為市場上的主流產(chǎn)品。
所謂的標(biāo)清D1分辨率(720x576)相當(dāng)于40萬像素，而我們所指的高清產(chǎn)品，則至少是720P(1280X720)的分辨率，相當(dāng)于100萬像素。而更高的分辨率1080P(1920X1080)則可以達(dá)到200萬的分辨率。像素的提高帶來了更清晰的畫面，但相應(yīng)的卻是更大的數(shù)據(jù)流量。以最新的H.264編碼方式為例，D1分辨率40萬像素的帶寬平均為1Mbps，而720P的平均帶寬需要到3Mbps，1080P的帶寬更高達(dá)到6Mbps。顯而易見，高清晰度帶來高的帶寬需求。
在監(jiān)控系統(tǒng)前端使用高清設(shè)備采集圖像并不難，但在實際中，伴隨著高清晰度而產(chǎn)生的高數(shù)據(jù)流，后端存儲給網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)。
高清考驗系統(tǒng)穩(wěn)定性
首先碼流成倍上升。以100路標(biāo)清H.264編碼格式為例，總帶寬也只需要100Mbps，而如果是1080P，碼流則需要到600Mbps，足足高了6倍。雖然攝像機的成本不需要高6倍，但是后端的網(wǎng)絡(luò)、平臺處理能力、存儲容量都是以相應(yīng)的倍數(shù)計算。根據(jù)木桶法則，系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于系統(tǒng)最弱的一環(huán)，由于網(wǎng)絡(luò)交換機發(fā)展已經(jīng)非常成熟，所以網(wǎng)絡(luò)高清系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)流量的沖擊下，最考驗的是數(shù)據(jù)處理和存儲成本，造成系統(tǒng)運行的不穩(wěn)定。
以一個300路視頻規(guī)模舉例，每秒寫入磁盤的數(shù)據(jù)量是300Mbps，但是如果換成1080P高清的系統(tǒng)。存儲量會去到1800Mbps。如果還是按照之前的數(shù)據(jù)處理能力，系統(tǒng)穩(wěn)定性肯定大不如前。用標(biāo)清的技術(shù)來應(yīng)對高清，肯定會成為系統(tǒng)的短板，失去穩(wěn)定性。睿捷公司以多年多大數(shù)據(jù)的處理經(jīng)驗，針對高清大數(shù)據(jù)的存儲，為高數(shù)據(jù)流做了優(yōu)化，提供一套適合高清存儲的存儲策略。例如在存儲時，復(fù)制1個1G的文件和復(fù)制20個50MB的文件，雖然文件大小相同，所需要的時間不一樣，當(dāng)有多線程在復(fù)制的時候，磁盤線程切換會消耗資源導(dǎo)致讀寫速度會下降。監(jiān)控視頻存儲同樣面臨著這樣的問題，每一路視頻在存儲的時候都是一個線程，100路系統(tǒng)存儲的時候就相當(dāng)于100個線程在寫磁盤。在標(biāo)清的情況下由于磁盤的負(fù)載能力足夠所以問題不明顯，但在高清監(jiān)控時代，大數(shù)據(jù)沖擊之下問題就顯現(xiàn)出來了，數(shù)據(jù)流量的提升促使磁盤性能下降。當(dāng)流量超過磁盤負(fù)載能力時，系統(tǒng)就失去了穩(wěn)定性。
解決大容量存儲難題
如何解決大容量存儲的問題的呢?睿捷提供三種存儲優(yōu)化算法。
三大存儲優(yōu)化算法
第一個是并行存儲算法。傳統(tǒng)的模擬數(shù)據(jù)存儲采用串行存儲方式，寫完第一個磁盤再寫入第二個磁盤，這樣只會使用到一塊磁盤寫數(shù)據(jù)，其它磁盤的寫入性能無法調(diào)動，總的寫入速度相當(dāng)于單個磁盤的寫入能力，會導(dǎo)致瓶頸產(chǎn)生。而睿捷的解決方案則采用磁盤并行的方式，平臺會同時對注冊到服務(wù)器上的磁盤(這里磁盤指邏輯卷軸，無論是否做了Raid)進(jìn)行寫入，自動把數(shù)據(jù)分散到所有注冊的磁盤上，這樣所有的磁盤都會在工作。總體的寫入速度相當(dāng)于每個磁盤的寫入速度相加，最大限度的調(diào)用了磁盤的物理性能，保證在大容量的沖擊下，磁盤的讀寫不會成為瓶頸。
第二個優(yōu)化算法則是線程的合并，結(jié)合前文所說的例子，多個線程同時寫磁盤的時候會降低磁盤的讀寫性能，對此睿捷將前端視頻的數(shù)據(jù)流合并，在并行寫入磁盤的時候，每個磁盤只會有1個線程在做寫入的動作，這樣寫入磁盤的速度并不會應(yīng)為數(shù)據(jù)流量大或者前端視頻增多而降低，保證每個磁盤都以最高速進(jìn)行讀寫。雖然進(jìn)行線程的合并，但是每路視頻都有獨立的標(biāo)示，客戶在檢索回放的時候，通過軟件對應(yīng)索引表能立即找到錄像所存放的位置，并不會因此而減低回放的延時。
第三個算法則是固定文件大小。在傳統(tǒng)的DVR時代，錄像是以固定時間來計算的，每個文件的大小并不固定，并且在錄像覆蓋的時候，由于錄像文件大小不確定，每次覆蓋都會有磁盤碎片產(chǎn)生，這樣磁盤的空間就會越來越小，需要定期停機做磁盤碎片的清理。睿捷經(jīng)過長時間的測試，采用一種更優(yōu)化的算法來對錄像文件進(jìn)行存儲。我們發(fā)現(xiàn)，每個文件在2MB的時候進(jìn)行存儲，平均性能會比無序文件大小的效率高出15%，并且通過固定文件大小，當(dāng)磁盤進(jìn)行數(shù)據(jù)覆蓋時按照2MB存儲會完全與覆蓋前的磁區(qū)重疊，不會有磁盤碎片產(chǎn)生，磁盤在經(jīng)過長久錄像后，依然會保持相同的磁盤大小，不需要做磁盤的碎片整理工作。
以上是睿捷通過反復(fù)測試與實驗得出的應(yīng)對大數(shù)據(jù)沖擊的措施。通過這些算法的保證，平臺可以輕松應(yīng)對大數(shù)據(jù)的存儲。
降低存儲成本
客戶還會提出另一個問題，按照現(xiàn)在磁盤的架構(gòu)，高清系統(tǒng)比標(biāo)清系統(tǒng)的存儲成本高6倍，出去一些折扣，存儲的費用占系統(tǒng)總體比率實在是太高了，有沒有辦法能降低存儲的成本?對此，睿捷提出了一個智能存儲的解決方案，以降低存儲成本。[nextpage]
智能存儲方案與原始存儲最大的區(qū)別在于，智能存儲是以事件去驅(qū)動錄像。空白的、無人的場景不錄或者少錄，有事件或有人進(jìn)入的才開始錄像。這樣可以大大地提高磁盤的利用率與錄像搜索得高效性，使監(jiān)控錄像不再是漫無目的。智能存儲最簡單也最廣為人知的是VMD錄像，這也是最簡單的以事件為驅(qū)動的錄像方式。
在高清存儲的時代，睿捷提供了多種智能存儲策略來降低磁盤的空間，以提高磁盤的使用效率。以事件驅(qū)動的條件來說，除了最簡單的VMD偵測，睿捷增加了第三方系統(tǒng)的報警驅(qū)動錄像，包括與門禁報警、防盜系統(tǒng)報警、消防系統(tǒng)報警等，讓整個安保系統(tǒng)聯(lián)動起來。同時，睿捷平臺還嵌入了多種智能分析算法，錄像的條件不再是簡單的有運動物體，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行錄像條件的設(shè)置，并且以標(biāo)簽的形式標(biāo)注在錄像中，使得錄像驅(qū)動的條件更為豐富與完整。
另外，睿捷的智能存儲也不再只有“錄像”與“不錄像”的選擇?？蛻艨梢愿鶕?jù)自己的需要進(jìn)行更多種組合。比如睿捷提供雙碼流錄像方式，當(dāng)沒有事件觸發(fā)的時候，選擇D1的錄像格式;當(dāng)有事件觸發(fā)后，以1080P的格式錄像(需要攝像機支持雙碼流)。通過高低像素的搭配，保證了系統(tǒng)只記錄最需要的數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)只是作為輔助手段。當(dāng)然，除了高低像素的搭配，用戶還可以使用高低幀率的搭配來提高錄像效率、降低錄像成本，在無事件觸發(fā)的時候采用“低幀率”錄像，而有事件發(fā)生的時候則采用“全幀率”錄像。通過這些全新的錄像系統(tǒng)組合，用戶可以根據(jù)自身的需要來組合搭配，以只錄有效數(shù)據(jù)為思路降低存儲成本，讓存儲不再是高清系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
強大的錄像檢索功能
睿捷還提供強大的錄像檢索方式，特別是在智能錄像時代，事件成為錄像的主角。用戶可以根據(jù)事件驅(qū)動錄像，同樣也可以通過事件標(biāo)簽來檢索錄像。通過強大的事件檢索引擎，用戶可以快速定位需要的錄像時間點，讓保安不再像傳統(tǒng)CCTV系統(tǒng)把錄像從頭到位看一次。同時，還可以通過時間切片等功能，通過錄像的快速截圖來查找錄像，讓用戶有全新的使用體驗。
高清監(jiān)控系統(tǒng)慢慢成為市場的主流，用戶也慢慢認(rèn)識到。高清的系統(tǒng)不單單需要前端設(shè)備支持高清，如果后端設(shè)備沒有跟進(jìn)，同樣是無法為用戶帶來高清的體驗。就如木桶原理，系統(tǒng)的穩(wěn)定性永遠(yuǎn)取決于系統(tǒng)最薄弱的一環(huán)。高清系統(tǒng)的建立必須從全局出發(fā)，從整體的解決方案入手，為用戶提供最合適的使用體驗。
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