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谁将迎来高清安防存储的花季

2012-08-10 17:24:30 htcview 23

 

    在安防高清策马奔腾的今天,抑或今后一段很长的时间,哪一种存储技术和产品会引领风骚,会成为未来安防监控市场的主流技术和产品呢?

 

高清视频监控存储需求

 

    首先相对于传统的模拟安防监控系统,高清视频的数据存储量远远超过了以前的存储需求,可以用海量存储来形容,举例说明如下:100路的安防监控系统,监控数据按24小时写入,存放周期假设为30天,传统模拟监控系统每路D1视频图像按2M码流计算,视频数据量大概为62T,需要31块2T的安防监控硬盘;如果安装的是1080P的高清数字视频监控,每路1080P视频图像按平均6M码流计算,视频数据量大概为186T,需要93块2T的安防监控硬盘,音视频数据存储容量是传统模拟监控系统的3倍!扩大到一个平安城市项目而言,总的监控路数通常几千到上万路,上万TB的项目比较常见,这对于传统的存储行业是难以想象的。

 

对存储设备的性能需求

 

    其次,性能的要求。视频监控主要是视频码流的写入,产品存储性能和技术指标非常关键,一般用能同时支持多少路码流(2Mbps-10Mbps)存储来衡量。在多路并发写的情况下,对网络带宽、数据处理能力、缓存等都有较大影响,对存储的压力很大,这时候存储需要有很强的CPU网络和存储处理能力、硬盘接口数据处理能力、和专门针对视频性能的优化处理能力。

 

对存储设备的稳定性需求

 

    第三,稳定性的要求。安防监控存储的视频数据作为事后查证的重要证据,往往要求7*24小时不间断无差错存储,可见其重要性,但和传统重要数据的存储稳定性要求又有区别,因为视频数据量太大,使用传统的数据备份技术进行备份成本将会直线上升,变得非常高昂,往往超出绝大部分建设单位的承受能力,因此要求单体存储产品的稳定性要好,从而保证整个系统的稳定性。而目前大部分存储应用的是IPSAN、NAS或存储服务器,都是沿用传统X86架构的计算机模式设计,普遍表现为功耗过大、温度过高、无行业针对性设计、硬盘易损坏、稳定性差等劣势。

 

    最后,用户管理的方便性。安防监控应用的存储设备中的海量数据必须被有效的管理起来,对最终用户的使用提供方便、可靠、透明的支持。

    基于对以上应用需求的分析,我们可以得出结论:监控领域的存储技术发展是向具有多路高清解码显示技术、流媒体转发技术、硬盘休眠技术、流媒体存储文件系统技术、以及嵌入式处理器和嵌入式LINUX操作系统技术的方向发展,而对应的产品则向嵌入式网络硬盘录像机(ENVR)方向发展。以此为导向,在中小型监控系统应用中,对应的存储产品应是能够支持4-16路720P或1080P高清网络视频的接入、存储、转发和解码,并支持2-8盘位的小型解码显示式嵌入式网络硬盘录像机(ENVR);在大型监控系统应用中,对应的存储产品应是能够支持16-64路720P或1080P高清网络视频的接入、存储和转发,并支持16-32盘位的大型集中存储式嵌入式网络硬盘录像机(ENVR)。

 

高清视频存储技术

 

1.嵌入式处理器和嵌入式LINUX操作系统技术

  随着IC技术的发展,嵌入式多核处理器技术也得到快速发展,尤其是在工业级应用领域中的主导地位更是有目共睹。目前具有多个ARM处理器和多个编解码DSP模组的工业级嵌入式处理器已经得到大规模应用。即使单个ARM处理器也已达到1.2GHz以上的处理速度,结合千兆网络处理能力的提升,以及难能可贵的超低功耗(仅仅在5W左右)和稳定性,直接导致传统处理器处理速度快的优势逐步消失,而传统处理器功耗过大、温度过高、系统板级设计复杂、成本高昂等劣势则会导致客户逐步放弃使用。

传统的WINDOWS和LINUX操作系统过于庞大,虽然界面友好但系统运行效率低,消耗资源大,并且不支持优先级的任务调度,无法及时进行工作任务切换,在监控存储领域显得功能冗余而效率不足,严重影响系统的稳定性和整体效能。

 

2.流媒体存储文件系统技术

  目前大部分存储设备如IPSAN、NAS、磁盘阵列服务器等,都是采用FAT32或NTFS文件系统,这两种文件系统都是通用文件系统,相对于专门设计的视频流媒体文件系统有以下缺陷和不足:一是设计复杂,文件系统自身信息量占据了不少的存储空间,且往往很容易产生过多的磁盘碎片,进而导致出现磁盘坏道的几率增加,降低整个系统的安全性。二是不支持视频流媒体关键信息的录入和检索,用户只能使用效率较低下的常规IO操作对所关注的录像文件进行检索,这直接导致查找录像速度慢,无法高效获取有效录像信息以及对视频智能化应用支持度差等问题,尤其是在海量数据的基础上,这些问题将更为突出。

  针对视频监控设计的视频流媒体文件系统取消了大量冗余无意义的文件系统信息,使用更具有业务针对性的音视频关键信息、智能化索引和一系列流媒体高效处理策略进行替代,并且采用预分区存储策略,在消除磁盘碎片产生的绝对优势下,更具有存储高效快速、视频信息检索快速、对视频智能化应用支持度高等优点。

 

3.硬盘休眠技术

  硬件休眠设计可以使硬盘寿命大大延长,从而减少硬盘损坏率。有某银行的统计证明,在使用工控式DVR的监控系统中硬盘损坏率保持在5%左右,而使用支持硬盘休眠机制的嵌入式DVR的监控系统中硬盘损坏率保持在1%以内。

  硬盘休眠技术的原理非常简单,在系统运行时只有正在录像或回放的硬盘在工作状态,其他硬盘都处于带电休眠状态,电机不运转,不产生功耗,一旦被触发使用可以立即运行进入工作状态。

 

4.流媒体转发技术

    在全数字高清监控时代,相对于传统的存储设备而言,视频监控系统中的存储设备不仅仅存储数据,还必须具有流媒体转发的功能,尤其是应用在大型的云存储系统中。

  流媒体转发技术是对多码流、以及抽帧等技术的综合应用,在接入网络摄像机(IPC)的主码流进行存储的同时,支持把网络摄像机(IPC)的主码流或子码流转发给其他设备或音视频处理系统。

 

5.多路高清解码显示技术

     相对于模拟的存储设备数字硬盘录像机(DVR)而言,高清视频图像的解码更复杂,需要的解码能力更强。目前对多路高清解码显示技术的应用已经体现在需要支持4路1080P高清视频同时解码,并输出到同一个画面上,因此不仅要求设备具有更强的解码能力,同时还要求输出视频的清晰度、色彩、饱和度等具有更高的品质。多路高清解码显示有很多的技术难点,突出表现在解码能力、多画面切换、图像时延等技术指标上

 

华天成HD-SDI硬盘录像机的特点

 

HD-SDI标准高清数字接口

支持4路1080P/30、8路720P/30高清视频信号的编码、存储、回放和传输

支持两台HD-DVR之间实现高清1080P/30的音、视频对讲

小于100ms的系统延迟

低延时实时高清视频图像处理算法

内置温度传感器,支持机内温度实时显示和自动控制,实现故障检测和自动恢复 。

主机可实现设备自动开机、关机。 

支持1080P全景电子地图

 

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