視頻監(jiān)控作為一種重要的安防手段已經(jīng)有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。隨著2006年“平安城市”、“3111工程”、“全球眼”、“寬視界”等大項(xiàng)目的開(kāi)展，視頻監(jiān)控在交通、食品、衛(wèi)生檢疫、海關(guān)、能源、金融、國(guó)防等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。政府以及民間對(duì)于安全防范的重視程度也在逐漸加強(qiáng)。視頻監(jiān)控?zé)o疑成為政府以及公眾最受青睞的只能之一。

　　視頻監(jiān)控經(jīng)歷了近3年的洗禮和市場(chǎng)培育，隨之技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和推廣，全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主流。視頻監(jiān)控逐漸從數(shù)字化、模擬化向網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展前景雖然被普遍看好，但在實(shí)際應(yīng)用中，各種制約條件卻讓視頻監(jiān)控效果大打折扣。

　　問(wèn)題一：視頻監(jiān)控傳輸數(shù)據(jù)量巨大網(wǎng)絡(luò)帶寬資源不足

　　網(wǎng)絡(luò)帶寬是影響視頻監(jiān)控的瓶頸之一，在現(xiàn)有IP資源和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的條件下，帶寬永遠(yuǎn)是制約網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控向前發(fā)展的最主要因素。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品圖像清晰度的不斷優(yōu)化，監(jiān)控系統(tǒng)傳輸視頻流所需的帶寬環(huán)境也越來(lái)越嚴(yán)格：圖像越清晰，傳輸視頻流所需的帶寬條件也就越高。

　　因此，網(wǎng)絡(luò)承載監(jiān)控資源的壓力必然越來(lái)越大，甚至解碼設(shè)備的性能也面臨巨大挑戰(zhàn)，尤其是高清監(jiān)控即將興起應(yīng)用之際，國(guó)內(nèi)、國(guó)外大的安防企業(yè)都在為如何解決帶寬環(huán)境這一問(wèn)題付出努力。比如：對(duì)前端視頻采用更為高效的壓縮格式，國(guó)外從MPEG-1到MPEG-4，國(guó)內(nèi)則從H.261發(fā)展到現(xiàn)在的主流H.264，每種壓縮格式的進(jìn)步都將壓縮效率提升了好幾個(gè)倍基數(shù)。正是在這種情況下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的雙碼流技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并已成普及趨勢(shì)。

　　解決方案：雙碼流技術(shù)如何解決網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題

　　雙碼流，顧名思義，即監(jiān)控系統(tǒng)將同一視頻源編出兩路視頻碼流，這兩路視頻碼流可以是同一視頻分辨率的，也可以是高低不同的視頻分辨率，這樣，在使用時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求而分配相應(yīng)的視頻碼流，從而降低帶寬壓力，有效優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境。

　　雙碼流采用一路高碼率的碼流用于本地高清存儲(chǔ)，例如QCIF/CIF/D1編碼，一路低碼率的碼流用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，例如QCIF/CIF編碼，同時(shí)兼顧本地存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸。雙碼流能實(shí)現(xiàn)本地傳輸和遠(yuǎn)程傳輸兩種不同的帶寬碼流需要，本地傳輸采用高碼流可以獲得更高的高清錄像存儲(chǔ)，遠(yuǎn)程傳輸采用較低的碼流以適應(yīng)CDMA/ADSL等各種網(wǎng)絡(luò)而獲得更高的圖像流暢度。

　　雙碼流在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)瓶頸下兼顧了圖象質(zhì)量和傳輸質(zhì)量，可以突破網(wǎng)絡(luò)瓶頸，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬靈活選擇碼流格式，達(dá)到本地高清存儲(chǔ)，同時(shí)后端低碼流網(wǎng)絡(luò)傳輸。實(shí)際上，雙碼流是對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的一次提速，這種創(chuàng)造性地將雙碼流拓寬應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)任意碼流格式選擇編碼技術(shù)，使大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中成百上千臺(tái)攝像機(jī)產(chǎn)生海量的視頻、音頻、存儲(chǔ)、報(bào)警以及管理數(shù)據(jù)，能在用戶所能獲得的網(wǎng)絡(luò)資源有限的情況下，得已確保傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　實(shí)際上，采用低碼率的碼流觀看監(jiān)控畫面，已經(jīng)完全能夠滿足監(jiān)控的需要。當(dāng)用戶需要回放和調(diào)用之前的錄像，就可以到本地存儲(chǔ)主機(jī)上觀看高清晰、高質(zhì)量的畫面，這樣既能監(jiān)控，又能在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后分析問(wèn)題的出處。

　　問(wèn)題二：視頻監(jiān)控的海量存儲(chǔ)

　　監(jiān)控系統(tǒng)是業(yè)務(wù)應(yīng)用的前沿，而先進(jìn)、穩(wěn)定的數(shù)字化存儲(chǔ)系統(tǒng)是整個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)支持平臺(tái)，有了可靠、先進(jìn)的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，整個(gè)監(jiān)控業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)才能夠被良好保存，并可進(jìn)行方便的查詢與利用。因此，在數(shù)字監(jiān)控錄像的基礎(chǔ)上，建立先進(jìn)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)是當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是作為其海量存儲(chǔ)的載體——存儲(chǔ)系統(tǒng)卻往往由于性能、價(jià)格、兼容性等多方面因素成為困擾安防廠商的一個(gè)難題。

　　在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，常用的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)類型一般分為DVR存儲(chǔ)、編碼直連存儲(chǔ)以及集中存儲(chǔ)。DVR存儲(chǔ)可以掛載多塊硬盤，但這樣應(yīng)用會(huì)造成系統(tǒng)負(fù)荷增加，故障率提高，同時(shí)，由于數(shù)據(jù)沒(méi)有必要的保護(hù)措施，經(jīng)常會(huì)由于硬盤損壞造成數(shù)據(jù)丟失。

　　編碼直連存儲(chǔ)，主要有兩種方式：一是通過(guò)編碼器上自帶的USB接口連接USB硬盤，另一種則是在中心配置NAS(網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ))，為前端的編碼器提供文件級(jí)存儲(chǔ)空間，并共享給中心平臺(tái)以備調(diào)用。采用USB硬盤的方式，由于硬盤無(wú)法長(zhǎng)期在野外工作，所以很少被使用;而采用NAS附加的方式，可以同時(shí)支持多個(gè)主機(jī)端同時(shí)進(jìn)行讀寫，具備非常優(yōu)秀的共享性能和擴(kuò)展能力;同時(shí)NAS可以應(yīng)用在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，部署也非常靈活。但是由于NAS采用CIF/NFS協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的文件級(jí)傳輸，所以網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷非常大，特別是在寫入數(shù)據(jù)時(shí)帶寬的利用率一般只有20%-~40%之間，這就對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)造成極大的壓力。所以目前NAS一般應(yīng)用于小型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中或者只是用于部分?jǐn)?shù)據(jù)的共享存儲(chǔ)。

　　集中存儲(chǔ)。在大型項(xiàng)目中，一般都會(huì)采用集中存儲(chǔ)的方式，進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存放。在集中存儲(chǔ)系統(tǒng)中，一般選用SAN架構(gòu)。SAN提供一個(gè)專用的、高可靠性的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，允許獨(dú)立地增加它們的存儲(chǔ)容量，也使得管理及集中控制(特別是對(duì)于全部存儲(chǔ)設(shè)備都集中在一起的時(shí)候)更加簡(jiǎn)化。正是由于這些特點(diǎn)，SAN架構(gòu)特別適合于大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)應(yīng)用，可以應(yīng)對(duì)上千、上萬(wàn)個(gè)前端監(jiān)控點(diǎn)的存儲(chǔ)。目前SAN主要分為FC-SAN(光纖存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))和IP-SAN(以太網(wǎng)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))。它們之間的區(qū)別是連接線路以及使用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的不同。雖然FC-SAN由于采用專用協(xié)議可以保證傳輸時(shí)更加穩(wěn)定、高效，但其部署方式、構(gòu)建成本均較之IP-SAN高出很多，所以目前在大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中更多采用的是IP-SAN架構(gòu)。

　　但隨著存儲(chǔ)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，采用通用存儲(chǔ)設(shè)備，特別是服務(wù)器架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備帶來(lái)的問(wèn)題也日益明顯。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　成本激增

　　在大型項(xiàng)目中，前端圖像信息采集點(diǎn)過(guò)多，單臺(tái)服務(wù)器承載量有限，就造成需要配置幾十臺(tái)，甚至上百臺(tái)服務(wù)器的狀況。這就必然導(dǎo)致建設(shè)成本、管理成本、維護(hù)成本、能耗成本的急劇增加。

　　磁盤碎片問(wèn)題

　　由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)往往采用回滾寫入方式，這種無(wú)序的頻繁讀寫操作，導(dǎo)致了磁盤碎片的大量產(chǎn)生。隨著使用時(shí)間的增加，將嚴(yán)重的影響整體存儲(chǔ)系統(tǒng)的讀寫性能，甚至導(dǎo)致存儲(chǔ)系統(tǒng)被鎖定為只讀，而無(wú)法寫入新的視頻數(shù)據(jù)。

　　性能問(wèn)題

　　由于數(shù)據(jù)量的激增，視頻數(shù)據(jù)的索引效率也變得越來(lái)越為人們關(guān)注。而動(dòng)輒上TB的數(shù)據(jù)，甚至是幾百TB的數(shù)據(jù)，在索引時(shí)往往需要花上幾分鐘的時(shí)間。

　　應(yīng)該說(shuō)近幾年，隨著安防產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)的存儲(chǔ)廠商也大都搭上了監(jiān)控存儲(chǔ)的列車。但是目前而言，監(jiān)控存儲(chǔ)設(shè)備還存在著很多問(wèn)題，有待于安防企業(yè)的解決。

　　問(wèn)題三：視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化應(yīng)用

　　就目前情況而言，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)缺乏智能技術(shù)應(yīng)用。與大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的城市應(yīng)急系統(tǒng)是解決治安，防災(zāi)問(wèn)題的關(guān)鍵之一，須建立完善可靠的智能聯(lián)動(dòng)指揮系統(tǒng)。如何將基于公安業(yè)務(wù)的智能化指揮管理與基于監(jiān)控業(yè)務(wù)的安防系統(tǒng)緊密結(jié)合是目前城市安防系統(tǒng)的難點(diǎn)。這需要較高水平的系統(tǒng)智能化。目前，視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的圖像內(nèi)容分析仍需依靠人工實(shí)時(shí)觀看、手動(dòng)調(diào)閱。隨著監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，視頻數(shù)據(jù)海量增長(zhǎng)，圖像監(jiān)看和調(diào)閱占用的人員很大，成為制約充分發(fā)揮視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)效能的瓶頸。從海量的監(jiān)控視頻中獲取有用的信息或者情報(bào)越來(lái)越困難。從實(shí)際應(yīng)用的角度考慮，信息應(yīng)該是可以被檢索和查詢的，而當(dāng)前對(duì)監(jiān)控視頻的應(yīng)用大多只是對(duì)監(jiān)控場(chǎng)景的再現(xiàn)和回放，難以滿足用戶信息化應(yīng)用的需求。

　　大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)建成后，其運(yùn)行成本也是很高的。我曾聽(tīng)說(shuō)過(guò)一個(gè)派出所建成小型監(jiān)控系統(tǒng)后，一年的電費(fèi)就要1萬(wàn)元，感覺(jué)到壓力很大.而大型視頻監(jiān)控系的運(yùn)行費(fèi)用中電費(fèi)只占很小一部分，更多的是通信、設(shè)備維護(hù)及更新費(fèi)用。由于監(jiān)控設(shè)備大多是24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，使用人員水平不齊，設(shè)備維護(hù)更新周期較短，所需費(fèi)用較多，因此系統(tǒng)的方案應(yīng)綜合考慮建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用以利于系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行。開(kāi)辟大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的多領(lǐng)域應(yīng)用則是發(fā)展趨勢(shì)和必然，靈活運(yùn)用人臉識(shí)別、車牌識(shí)別，流量統(tǒng)計(jì)、軌跡跟蹤，行為分析，圖像檢索等智能化視頻處理技術(shù)，有效擴(kuò)展系統(tǒng)的防治能力和多用途應(yīng)用，開(kāi)辟?gòu)V泛的收入來(lái)源，這也是其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行所需要的。

　　結(jié)語(yǔ)：

　　近幾年，視頻監(jiān)控成為安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主力軍，越來(lái)越多的廠商搭上了視頻監(jiān)控的列車。目前在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化，勢(shì)必于用戶之間存在一些問(wèn)題。但是視頻監(jiān)控技術(shù)沒(méi)有上線，我們可以堅(jiān)信隨著國(guó)內(nèi)視頻監(jiān)控廠商對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)理解的加深，一定會(huì)提出完善的解決方案，發(fā)展道路將會(huì)越走越好。