IP攝像機快速發展 淺談高清監控解決方案

　　隨著高清IP攝像機的發展和產業鏈的成熟，加速推動了全行業從傳統模擬DVR加矩陣方案向著高清化、IP化解決方案方向發展。在設計和建設新一代高清監控系統時，必須從系統的角度去全面考慮高清監控系統的各個環節，而不僅僅只考慮某一個部件。一個完整的基礎高清IP監控解決方案包括了高清監控終端(含高清IPC和高清編解碼器)、高清NVR(網絡視頻錄像系統)、管理軟件、高清顯示系統和高清網絡交換機的選擇，除了標準件-高清顯示系統外，涉及整體架構關鍵特性的其它產品宇視都可以提供，這些產品均采用IMOS平臺進行開發或優化，可以從整體架構上最大程度的做到優化融合，降低高清IP監控系統的復雜性和實施風險，下面簡單說明：

　　1）高清監控終端-IPC的選擇

　　宇視提供了針對平安工程、智能交通、高端智能建筑、大型企業園區、電力金融等高端專業監控市場主流需求所需的高清IPC款型，包括槍機、球機和半球三類，覆蓋720P和1080P兩種高清格式的款型。均采用H.264標準算法，通過內嵌的IMOS平臺都支持宇視創新的ISCSI直存技術和IP全交換架構。這其中1080P高清IP槍機-HIC5421是應用范圍最廣、也最具代表性的款型。它是業界首款將EPON無源光網絡接口、SFP數字光纖接口、POE接口、電動變倍接口通過模塊化設計集成到一起的產品，同時通過采用廣播級視頻處理芯片，其靜態圖像分辨率可以達到1050線以上，動態幀率可以達到60幀，是目前業界網絡接口集成度最高、圖像品質最優秀的1080P高清IP槍機。

　　其它和槍機同平臺的半球產品同樣保持了高品質的圖像質量，IP高清球機產品則通過采用成熟的日系機芯和宇視基于IMOS平臺的編碼板配合，圖像質量和可靠性均超過國內其它廠商采用國產機芯的同類IP球機產品。

　　2）高清監控終端-EC/DC編解碼器的選擇

　　針對部分客戶對HDCCTV高清監控的需求，宇視也提供了符合HDCCTV標準的HD-SDI接口高清編碼器，可以方便的和各種HD-SDI接口高清攝像機和高清切換矩陣對接并將其信號進行數字化壓縮后輸入NVR進行數字化存儲和網絡增值應用。

　　同時，針對高清顯示需求，宇視推出了硬件架構的DC高清解碼器產品和軟件架構的SDC3.0萬能解碼軟件，前者可以集中放置到高密度插箱中提供高品質、標準化的N對1單路硬解碼，圖像流暢清晰。SDC3.0萬能解碼軟件則可以和高性能多顯卡輸出工控機配合，提供最大16路高清解碼，并支持畫面復合等多種特殊效果，適合解碼宇視全系高清標準圖像碼流和其它廠商非標格式圖像，適用范圍廣，并可以和DC高清解碼器一起被宇視NVR及管理軟件產品切換控制。

　　3）高清NVR與管理軟件的選擇

　　結合不同的應用場景、典型規模和對存儲可靠性、成本的綜合要求，宇視推出了一系列的適合高清監控應用的NVR產品可供選擇，其中NVR包括了支持模擬和數字雙接入模式的混合式NVR，全數字式NVR和分體式NVR(管理平臺加存儲設備)三類。NVR的選擇參考上文解決方案的典型聯網模型的介紹。

　　4）高清網絡選擇

　　宇視針對高清監控對網絡承載的特殊要求，對宇視現有的接入、匯聚、核心各類交換機進行了測試和驗證，并進行針對性優化設置，提供了全套選型配置指南支撐高清監控解決方案中的網絡建設(參考宇視其它文章中的詳細敘述)。

　　說明：

　　IP監控不同于傳統模數結合監控的一個主要特點就是采用前端編碼和后端網絡存儲相分離的技術，結合存儲業務特征和網絡存儲可靠性要求設計完整的網絡存儲流程是IP網絡監控中最重要的命題之一。宇視IP監控方案中的存儲方案包括了從前端緩存、中心直存到中心備份各個應用環節的針對性設計。

　　1）前端緩存補錄

　　在監控系統實際應用環境中，經常會面臨網絡終端、存儲設備斷電等情況，導致前端的錄像無法及時存儲到中心存儲資源，從而造成錄像丟失。宇視全系編碼器和IP攝像機均支持前端緩存補錄功能，在網絡或中心存儲等異常時，前端設備會啟動緩存功能，將視頻數據存在本地的存儲設備上(如：U盤、移動硬盤和SD卡等)。同時，后端鏈路或設備恢復正常后，會自動將補錄到的錄像上傳到后端存儲上，避免造成數據丟失。同時在統一的監控管理平臺上，能對該時間段的錄像進行檢索、回放、刪除等管理操作。

　　2）動態碼流直存

　　對于宇視監控終端，可按照錄像存儲業務的優先級，支持變碼流存儲：對于周期計劃類等優先級較低的錄像存儲業務，可采用低碼流或者抽幀方式的存儲，適當減少對存儲空間的占用。而對于告警聯動類等優先級較高的錄像存儲業務，可采用高碼流、全幀等方式存儲，全力保證錄像的高質量、高清晰度。

　　同時，基于支持前端智能分析功能的監控終端，對于監控畫面中的重點區域或動態圖像，采用低壓縮比、高碼流格式進行傳輸及存儲;對于監控畫面中的非重點區域或靜態圖像，采用高壓縮比、低碼流進行傳輸及存儲。這樣在保證關鍵錄像數據的高質量傳輸、高質量存儲的同時，可有效減少非關鍵數據占用的傳輸帶寬、存儲資源。

　　3）在線存儲：1+1雙直存

　　宇視全系監控終端均支持端到端的IPSAN在線存儲直存技術，前端高清IPC和編碼器與后端的NVR網絡存儲設備采用IPSAN架構建立iSCSI連接，然后將存儲視頻流進行iSCSI協議封裝，直接采用數據塊的方式將視頻數據寫入IPSAN存儲設備中。為進一步提高存儲數據的可靠性，IP監控系統支持同時直存“雙”份錄像數據的需求，在提高存儲可靠性同時，克服中心備份服務器的存在的備份性能瓶頸;

　　基于塊存儲的雙存儲技術，不僅能同時將數據寫入到主用、備用存儲資源上，并且能保證塊直存方案的高性能、高擴展、高可靠等優勢，無服務器瓶頸，大幅度降低中心備份服務器的性能負擔。

　　4）N+M保護

　　遇到在線存儲掉電、網絡異常、數據所在的扇區損壞或主用存儲設備的陣列及磁盤損壞等各種異常情況下，在線存儲無法支持業務，可在iSCSI塊直存技術的基礎上，實現存儲N+M保護方案。“N+M保護”是預防存儲故障的實現方式之一，“N”為在線存儲盤陣，“M”為冗余存儲盤陣，“N”和“M”在一個局域網里，但可以放置在不同的地域。通過“N+M保護“能將前端攝像機的數據自動存放到冗余存儲盤陣設備上。當在線存儲恢復正常后，又自動的恢復到之前存儲設備上。

　　存儲“N+M保護”從監控系統整體解決方案的角度，有效解決不同級別及不同類型的存儲異常情況下的存儲可靠性問題。根據用戶需求，靈活調整主用、冗余存儲設備的數目，比傳統盤陣支持雙控保護技術的方案整體可靠性和靈活性更高，且全系統保護成本更低。

　　5）多條件一次備份

　　所有在線存儲資源可以通過設定備份計劃對關鍵資源進行一次離線備份，備份的觸發條件也可以是手動觸發和指定的報警信號聯動觸發備份，實現對報警數據的集中保護。

　　6）基于抽幀多次備份的存儲生命周期管理

　　支持錄像一次備份的同時，可對重要監控點的錄像數據進一步進行二次備份。在備份時，可配置指定監控點的抽幀備份，即只備份錄像的I幀等關鍵幀數據，從而可以有效節約備份存儲空間，實現存儲生命周期的管理。

　　7）視頻情報應用

　　基于IMOS平臺提供的開放接口，可以方便的對在線存儲數據和離線備份存儲數據進行進一步的增值應用。比如通過手動研判將存儲數據編輯為視頻情報數據，輸入關鍵信息，便于事后的多條件檢索和制作案卷。也可以結合智能分析檢索技術，通過調用接口，對存儲數據進行后期智能分析，只檢索符合智能分析條件(如進入特定禁區、絆線和符合特定行為)的圖像，進一步提高對海量視頻數據的檢索效率，并自動轉換為有價值的視頻情報。