智能網絡視頻監控系統拓撲結構

    智能網絡視頻監控系統(IVS)不再局限在視頻信號的采集、傳輸、控制與顯示，其核心應用轉變為“基于IP網絡為多媒體信息建立一個綜合的管理控制平臺”，以網絡為依托，以視頻編碼壓縮/傳輸為基礎，以視頻內容分析(VCA)為亮點，構建一個智能化、網絡化、綜合應用的綜合視頻系統，其應用已經遠遠超過了傳統的“安全防范與視頻監控”的應用范疇，變成了多元化的系統。

    14.1.1本書知識點回顧

    如圖14.1所示的拓撲結構即反映了本書的章節構成，現在回顧一下本書的知識點。

                           圖14.1

    (1)模擬系統：

    模擬監控系統的核心是攝像機及矩陣控制系統，可實現視頻采集及切換控制。

    模擬攝像機技術成熟、市場占有率高，但提升空間已不大。

    矩陣切換控制系統技術成熟、實際應用數量龐大，但提升空間不大。

    目前模擬監控系統與DVR配合使用構成的混合架構具有大量的實際應用。

    模擬攝像機與視頻編碼器配合使用構成的網絡視頻監控系統架構會長期存在。

    監視器配合解碼器完成電視墻視頻顯示是目前行業主流的應用方式。

    (2)編碼壓縮：

    編碼壓縮的目的是“進行視頻數據的壓縮從而進行存儲與傳輸”。

    編碼壓縮的實質是“通過各種方法去掉視頻數據中的各種冗余信息”。

    編碼壓縮的代價是“芯片與算法”成本，但是節省的是網絡資源與存儲成本。

    高壓縮比、高質量、低延時的壓縮算法是追求目標，如目前的H.264編碼方式。

    編碼壓縮算法的未來在于“統一”，算法優化是必須的，但要確保“互聯互通”。

   

(3)DVR：

    DVR是磁帶錄像機(VCR)的“終結者”，其根本突破在于“數字化”。

    NVR不是DVR的終結者，NVR削弱了DVR的空間，但兩者可以共存。

    數字化、編碼壓縮、大容量存儲、網絡傳輸等功能是DVR的核心應用。

    嵌入式DVR、PC式DVR、混合式DVR都有各自的優勢及生存空間。

    DVR可以各“各自為政、單兵作戰”，獨立構成系統，這是一個優勢。

    DVR不會因為IP監控系統的沖擊而全面退出市場，但DVR提升空間有限。

    (4)DVS：

    DVS的主要功能是“視頻的編碼壓縮與網絡傳輸”。

    相比DVR，DVS是更加“網絡化”的設備。

    相比IPC，DVS還不是純粹“網絡化”的設備。

    “本地緩沖、內置視頻分析”功能將會是DVS的基本配置，不是奢侈品。

    未來的DVS應該是標準的、基礎的視頻監控系統器件，具有“平臺無關性”。

    未來DVS產品的競爭焦點應該在“品牌與服務”。

    (5)NVR：

    NVR的主要功能是“視頻錄像、存儲與轉發”。

    NVR與IPC、DVS配合使用構成完整的網絡視頻監控系統。

    目前的NVR有軟件、硬件、軟硬件等形態，但其實質是“一類軟件”而已。

    PC式NVR與嵌入式NVR的爭論中，需要注意“穩定性”對NVR已經不是重點。

    NVR是網絡視頻監控系統的“中間件”，開放化、標準化是NVR未來的方向。

    “大容量、冗余支持、開放性、智能化”是NVR的主要考核點。

    (6)IPC：

    IPC集視頻采集、編碼壓縮、網絡傳輸等多種功能于一體。

    在大型項目中，IPC需要與NVR、管理平臺配合使用。

    視頻分析、本地存儲等功能將會是IPC的基本配置，不是奢侈品。

    IPC的未來是“高清、智能、標準化”。

    IPC的民用趨勢將為之帶來更多的發展空間。

    類似DVS，未來IPC產品的競爭焦點應該在“品牌、價格與服務”。

    (7)高清IPC：

    高清IPC的優勢在于“高質量、多細節、大場景”。

    芯片處理能力的提升與編碼壓縮算法的提高，會加速高清IPC的普及。

    高清IPC會逐漸變成主流,如同當年的CIF分辨率向4CIF分辨率過渡一樣。

    高清的發展進程與網絡、存儲等配套環節的發展密切相關。

    (8)VCA：

    VCA的技術支撐是“計算機人工智能技術”。

    VCA的應用在兩方面，一個是事前報警，另一個是事后視頻快速索引。

    VCA的優勢在于顛覆了傳統視頻監控應用模式，但是目前其效果有待提高。

    VCA不是孤立的技術，必須與視頻監控系統深度集成，才能充分發揮其效能。

    智能化是網絡視頻監控系統的未來發展趨勢，毫無爭議。

    VCA模塊部署在前端、后端、前后端的模式無需“一刀切”。

    考察VCA產品的原則是“實景模擬、親身體驗、眼見為實”。

    VCA產品必須增強適用性、實用性，“效果提上去，價格降下來”是必然。

   

(9)CMS：

    CMS在小型項目中可有可無，在大型項目中是“必須的”。

    CMS的產品形態具有不確定性，可能是軟件、服務器、多服務器和服務的組合。

    CMS越來越重要，也越來越得到集成商、用戶、廠商的重視。

    未來的項目應該是CMS主導前端(DVR、DVS)，而不是現在的“本末倒置”。

    CMS將向專業化、定制化、集成化發展，其架構向“集中與分散”相結合發展。

    真正的CMS不再會是免費的，而且會很昂貴，但是“高成本將帶來高回報”。

    (10)存儲：

    視頻存儲的第一要素是數據的“高可靠性”。

    存儲系統的設計不是孤立的，與點位、用戶端、網絡情況密切相關。

    NAS、DAS、SAN都能應用在視頻監控系統中，重點在于“怎么用”。

    當視頻內容分析技術變得成熟、普及后，視頻存儲空間需求會大大降低。

    (11)解碼顯示：

    解碼顯示的主要部件是解碼器、電視墻及客戶工作站。

    解碼顯示部分是視頻監控系統的終端，是人機界面。

    虛擬控制室“ControlRoom”讓監控中心變得低成本、高效能。

    “智能工作站”完全可以代替大多數的“華麗麗的電視墻”。

    視頻分析報警功能可以使安保工作站的工作變得輕松而高效。

    PDA終端的應用將為視頻監控帶來更多便利。

    14.1.2系統架構設計

    通過以上章節，整個“智能網絡視頻監控系統”的各個元素已經呈現出來。但是，在實際應用中，需要根據項目的具體情況進行分析、選擇、配置合適的系統。智能網絡視頻監控系統的設計沒有固定公式，這也是其有別于樓控系統、門禁系統、消防系統的明顯地方。為了達到項目的需求，可能有不同的實現方式，所謂“殊途同歸”。關鍵在于：在有效的成本限制條件下，選擇合適的產品及架構，并最大限度地發揮其效能。

    (1)DVR架構：

    DVR集編碼壓縮、存儲、網絡傳輸、管理于一體，可以獨立工作。

    嵌入式DVR穩定性更高、PC式DVR的功能性更強大。

    DVR的主要存儲方式是“本地硬盤加外掛陣列”方式。

    DVR適合應用在相對“局部集中”的場合，可實現本地編碼、本地錄像。

    在網絡條件不是很好(帶寬有限)的情況下，DVR的本地存儲功能更有優勢。

    混合DVR可以接入模擬攝像機、IPC及DVS，是過渡時期不錯的選擇。

    (2)NVR架構：

    相比DVR，NVR是更加開放化的設備。

    IPC及DVS的部署是NVR部署的前提。

    穩定可靠的網絡資源是部署NVR必須考慮的基礎條件。

    NVR具有靈活的存儲實現方式，如NAS、DAS、SAN等。

    NVR可以具有“N+1”冗余機制，實現高可靠性。

    (3)存儲架構：

    DAS的優勢在于低成本、易實施，但在性能、擴展性方面不足。

    NAS的優勢在于易實施、易擴容，但性能一般。

    FCSAN的優勢在于高性能、高可靠，但是成本較高。

    IPSAN的優勢在于靈活性、擴展性。

    (4)視頻分析架構：

    獨立VCA模塊(盒子)、獨立VCA服務器、智能NVR是目前階段主要的形式。

    IPC與DVS內置VCA功能將會是未來的主流架構。

    NVR及后端服務器部署VCA模塊可以提供更高的靈活性及成本優勢。

    VCA的優勢不僅體現在實時報警，在錄像索引方面也非常有效。

   

系統穩定性考慮

    1.編碼器

    編碼器可以采用雙電源、雙網卡方式增強穩定性；或者采用“N+1”冗余方式增強可靠性，以保證單機故障或更換設備時系統可以連續運行。

    2.NVR

    NVR可采用“N+1”冗余增強可靠性，以保證單機故障或更換設備時系統連續運行。

    3.CMS

    CMS可以采用“雙機冗余熱備”方式增強穩定性，以保證系統無停機運行。

    4.存儲

    存儲系統可以采用磁盤陣列的RAID技術實現高可靠數據存儲。

    從前端設備IPC、DVS，到傳輸網絡、NVR、存儲設備NVR、核心管理平臺CMS都實現了冗余功能，保證了系統24小時高可靠運行，減少了因為網絡、電源、硬件、存儲、軟件等故障而導致的系統停機或數據丟失。

    (1)IPC是單體設備，提高穩定性的辦法是在網絡短暫中斷時進行本地存儲。

    (2)對于大路數DVS，可以采用N+1方式進行冗余，防止單體設備軟硬件失效。

    (3)對于NVR，可以采用N+1方式進行備份，防止單體設備軟硬件失效。

    (4)對于存儲設備，可采用成熟的RAID技術實現冗余保護。

    (5)對于網絡，可以采用“雙網絡”實現高可靠性數據傳輸。

    (6)對于CMS，采用雙機熱備方式，雙機共享RAID磁盤陣列，實現冗余。