百万像素数字高清网络视频监控市场的兴起

wangdianguo

数字高清网络视频监控市场的兴起，不仅刺激了对数字高清网络摄像机的巨大需求，同时也将对存储设备产生刺激。在采用传统的DVR和NVR解决方案时，存储设备占整个视频监控系统的成本大致为15%～30%；而在数字网络高清视频监控系统中，存储设备在整个系统中的造价则将上升到50%～70%。本文将告诉你如何降低存储空间的策略，并指出IPSAN才是未来满足安防系统集成要求存储的最佳解决方案。

    随着百万像素数字高清网络视频监控市场的兴起，构建监控存储解决方案将面临许多难题。因为越来越多的最终用户趋向于采用数字和网络视频刻录机进行存储和检索监控视频，百万像素摄像机带来的新问题就是：它产生的视频数据要比低分辨率的摄像机多得多。因此，安防工程商和集成商常常要问，我怎样才能把我的DVR和NVR的有限存储容量最大限度地利用起来呢？特别是当要把更多、更高分辨率的摄像机加入监控系统的时候，我该怎么办呢？本文探讨的就是解决这一难题的一些办法。

    降低存储空间的四条策略

    在运动目标较少的时段降低记录速率通过控制记录速率，最终用户可以把记录空间节省达80%。一般来说，大楼夜间的行人较少，即使在白天，许多会议室在大多数时段也是不用的。因此，这些场合就没有必要以较高的速率记录视频。例如，每秒15帧就可能占用较大的存储空间，这时可以采用每秒2～3帧，甚至1帧的速率记录。

    然而，如果这时发生警情怎么办呢？在监控系统上可以加上基本型智能运动分析功能。如果出现运动目标，帧速就恢复到正常的速率；而当运动目标消失时，记录速率再回归每秒2～3帧。

    不要记录不需要的内容

    对于某些摄像机来说，在监控区域中划出的不需监测运动目标的区域能节省高达50%的存储空间。例如，当汽车驶下公路时，你不需要记录那辆汽车吧？当树丛在风中摇曳的时候，你不需要记录吧？如果出现此类情况也记录下来，像监视周界那样，则就要一直记录下去。因此，监控系统上最好添加一个基本型运动分析软件包，对于某些运动的物件不需要记录其视频。

    弄清楚已存录像需占空间

    应弄明白已存的录像是不是跟新的视频一样重要。如果不是的话，则应降低老录像的记录帧率。这样就可以极大地减少老视频对存储空间的需求。同时，如果需要的话，仍然可以调用老录像作为证据。

    选择合适的编解码器

    如果把编码格式从MJPEG升级为H.264，则可以节省50%以上的存储空间。正是因为如此，越来越多的最终用户开始把数据格式从MJPEG、MPEG-4向H.264升级，从而让压缩视频占用更少的空间，同时，维持与MPEG-4一样的视频质量。

    在视频序列中要选择一幅典型帧（R帧），最终用户可以选择只存储R帧。通过采用R帧，采用H.264格式压缩视频流，就可以更低的带宽、更为有效地生成视频流。这种情况对于大多数的摄像机来说是管用的，如对于在机场候机大厅上监视运动目标较少的固定摄像机或对于PTZ这样不断转动的摄像机来说，所产生的R帧会增加。
在某些情形下，由H.264压缩方式提供的视频质量只是在边界上优于由MJPEG压缩方式提供的视频质量，但是，因为采用H.264压缩方式占用更低的带宽。所以，把视频数据记录下来占用的存储空间更少。

    总体来看，在大多数监控系统中，从降低带宽和存储空间来看，H.264都是一种更为高效的编解码方式。然而，在存在大量运动目标的繁忙场景中，即使采用H.264，带宽仍将可能是瓶颈。

    采用H.264和MJPEG双码流摄像机

    MJPEG压缩方式不如H.264压缩方式复杂，所以不太节省带宽以及存储空间。采用MJPEG压缩方式对PC或处理器的要求不如采用H.264压缩方式时要求高，因此，在300万、500万像素这样的高分辨率百万像素摄像机中，制造商仍然倾向于采用MJPEG压缩方式。

    尽管H.264压缩方式在降低带宽和存储空间上有很大的优势，但是，从另一方面看，它把成本转嫁给了更为昂贵的个人电脑，以实现视频质量管理。当采用百万像素摄像机，特别是同时浏览多部摄像机的时候，集成商在控制室将要加重配置所有的服务器以满足大量视频数据处理的需要。

    为了解决究竟是选用MJPEG还是H.264压缩方式的难题，有两种解决方案。（1）把以H.264压缩方式记录视频的NVR和DVR当成数字视频刻录机和数字视频服务器使用；（2）大多数摄像机支持双码流，这样既可以利用H.264压缩方式占用较低存储空间的优势，又可以利用MJPEG压缩方式记录现场监控录像比采用H.264方式更清楚的好处。

    大型监控系统的未来——采用IPSAN

    正如人们淘汰VCR那样，在某些大型监控系统的建设中，安防系统集成工程师通常建议采用存储器阵列。经由IP网络可以与服务器进行直接通信，并且还能根据需要而不断地添加存储器群。最终用户可以选择采用几太比特（TB）的存储器阵列，也可以采用很多个TB的存储器阵列。

    然而，因为最小的存储器阵列为4TB，对于较小型的安防监控系统来说是不划算的。目前，一台4TB的存储器阵列可以处理6台百万像素摄像机提供的视频。随着存储器阵列的价格逼近DVR和NVR，存储器群必将成为几乎所有安防监控系统建设的合理选择。

    实际上，在数字网络视频监控系统集成过程中，可选的存储方案主要有NAS、iSCSI、FCSAN等等。NAS方案便于共享存储的信息，iSCSI和FCSAN方案便于扩展存储容量。嵌入式NVR相比而言因成本不具备竞争力，反而被较少采用。

    IPSAN技术因兼具共享存储以及可扩展性，因此，在大型的视频监控系统中，IMSResearch预测，IPSAN（可通过以太网访问的区域存储器）将是视频监控行业中企业和IP存储市场中增长最快的产品类型。主要原因在于：（1）IPSAN可被用于拓展COTS服务器的存储容量，并能提供更多的IT功能，比如RAID、失效备份和虚拟存储等。（2）IPSAN比FibreSAN系统更便宜。（3）IPSAN可以作为COTS服务器和嵌入式NVR的替代产品。
目前，IPSAN供应商已经推出了一种盒状的新产品，其中包含嵌入视频管理软件的服务器。这种新产品更为经济，专为大中型视频监控应用而设计。

    IPSAN技术的特点及其应用

    业内专家认为，用户构建数字网络视频监控系统最主要的工作之一就是建设存储系统。IPSAN最大的价值就是采用一种标准化的、灵活的手段，为用户提供数据存储。

    在IPSAN时代，用户只要采用一个标准的IPSAN接口就可以了，用户的设备选型非常简单，使用也非常灵活。例如，一台基于IP接口的存储设备，不但可以完成传统的存储，还可以完成基于互联网的访问，从而使得更多应用越来越走向广域化，而用户在家里上网就可以浏览到远程的、希望获得的视频资源。所以说，IPSAN的应用正在走向全球化、广域化。

    对于安防系统集成商来说，IPSAN能为用户带来的价值就是使系统集成的成本整体低廉，不需要安装交换机，不需要准备额外的HBA卡，通过虚拟存储技术，让最终用户少花钱、多办事。这些特点正好满足了大量用户希望从模拟视频监控向数字视频监控升级的需求。

    除了视频监控应用，IPSAN的主要应用领域还有：（1）海量数据的存储，如海量流媒体的网络视频、网络电视、IPTV等。（2）常规的关键应用数据的存储，例如运营商的计费系统、短信平台、POS平台等客户平台。（3）共享式的数据灾备平台市场。未来许多用户将倾向于把远程容灾作为一种服务购买，运营商很愿意通过服务的方式，提供一个统一的灾备平台给用户，用户只要付费，就可以享受到远程容灾服务（具体如图1所示）。

    目前，在数字网络视频监控市场中，Pivot3是IPSAN国内市场占有率最高的公司，而华三的IPSAN产品和解决方案则在国内市场占有率最高。此外，还有华为、惠普、戴尔、思科、IBM、EMC等公司的IPSAN解决方案也占有有一定的市场份额。

    结束语

    从本质上说，基于IPSAN的数字网络视频监控系统是一种分布式系统，这种系统的最大优势在于，当系统中的某一处出现故障或遭受攻击，不会影响到其它地方的系统，因此，IPSAN一出现就显示出强大的生命力。

    IMSResearch的分析师WilliamRhodes认为，整个视频监控用存储的增长缘于终端用户对大存储容量要求的增加。高分辨率摄像机，不断增强的法律法规要求，前所未有的犯罪和恐怖主义威胁，种种因素推动了视频监控存储乃至整个视频监控行业的快速增长。在过去相当长的时期内，市场由传统的视频监控设备商垄断。然而在未来的几年中，越来越多的IT存储公司将进入其中。随着存储市场的快速发展，市场将为更多的存储设备商提供进入的空间。根据IMSResearch的最新研究预测指出，IPSAN市场将在2010年到2013年之间以66.7%的复合增长率（CAGR）高速增长，从而成为安防行业新的增长点。

来源：CPS中安网