對監控行業數字化發展趨勢的關注和安防市場日益增長的需求,使得存儲業西部數據早有準備,深耕細作,積極開拓行業市場。西部數據針對安防監控存儲特點,設計低成本和大容量,應對全天候和高容量應用的綠色環保儲存產品,從而贏得了大量*。西部數據2010年*財季財報顯示西部數據實現總營收22億美元,出貨量為4410萬,其中凈收益為2.88億美元,或每股凈收益1.25美元。去年同期西數總收入為21億美元,出貨量3940萬,凈收益2.11億美元。
高清組成條件:攝像機 畫面寬高比:不論是720p還是1080p,其畫面寬高比都是16∶9,從圖1對比可以看出,在大部分場景,16∶9畫面在獲得更寬的監控范圍同時,還顯著地減少了無用圖像。
掃描方式:720p與1080p,意味著高清監控攝像機采用逐行掃描方式。對于移動目標的圖像采集,相對隔行掃描,逐行掃描可以獲得更好的動態圖像,從圖2對比可以看出,對于快速移動的目標,隔行掃描將產生拖尾現象。
敏感元件與靈敏度:敏感元件是攝像機zui為核心的部件,在模擬攝像機以及標清網絡攝像機中,使用的敏感元件是CCD。CCD的特點是靈敏度高,但響應速度較低,不適用于高清監控攝像機采用的高分辨率逐行掃描方式,因此高清監控攝像機普遍采用CMOS敏感元件。
對于相同尺寸的敏感元件,像素越高,意味著每個像素的進光量越少,因此目前高清監控攝像機的突出問題是清晰度提高,靈敏度降低。幸運的是,目前致力于CMOS研究的廠商已經研發出720p與1080p的CMOS器件,其靈敏度性能已經與CCD接近(敏感元件的整體發展趨勢可參見圖4)。
色彩還原:需要特別注意的是,高清電視與高清監控攝像機在圖像內容處理上有很大的不同。高清電視強調整體的視覺沖擊力,除了在圖像分辨率上比標清有很大的提升外,其色彩也更加豐富、艷麗、細膩,圖像層次感強,根據SMPTE 292M高清電視標準及SMPTE 274M高清電視標準,其色差信號占總帶寬的一半。
而高清監控攝像機則強調目標的可識別性,即大幅度提升了圖像的分辨率,而相對弱化對色彩的處理,這樣處理的優勢是在保證畫面的分辨率與可識別性的同時,視頻信號的碼流得到了很好的控制。
圖像壓縮技術:目前在高清監控攝像機中被廣泛采用的圖像壓縮技術有MJPG、MPEG-4、H.264三種方式,圖3是這三種壓縮方式帶寬占用情況。每種壓縮方式有不同的特點,如MJPG能獲得zui高的單幅畫面質量,且對攝像機本身的處理平臺要求也較低,但對連續圖像壓縮占用帶寬zui大;H.264可以獲得zui高的壓縮比,但對攝像機本身的處理平臺要求也zui高。
為適應各種不同的網絡環境和應用需求,比較的高清監控攝像機都配備強大的MJPG、MPEG-4、H.264三編碼引擎,同時具有靈活的雙碼流功能。
前端智能化:隨著監控的高清化發展,圖像更清晰、更細致,高清也意味著海量數據,這些海量數據的傳輸、顯示、處理、存儲是一個很大的挑戰。此外,目前的監控系統,更多的是依賴于監視人員,存在很多無法解決的問題,是被動式的監控。因此,必須利用智能視頻分析的手段,將以往被動監控變更為主動監控,真正做到24小時全天候監控,實現快速響應,防范于未然。
高清組成條件:監控傳輸 在一般的監控系統中傳輸技術主要有六種基本傳輸方式,各種方式都有不同的特點及實用性。然而面對高清應用的超大數據量帶寬以及實時性的要求,目前只有兩種傳輸方式在高清傳輸中得到認可,一種是采用光纖專線傳輸:這是解決長距離高清視頻監控高速傳輸系統的*解決方式,原因是光纖傳輸優點很多衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、保密性好,缺點是長距離高成本;第二種是網絡傳輸:但隨著網絡技術的飛速發展,及視頻監控系統的特殊要求和經濟性考慮,網絡傳輸也已成為長距離音視頻傳輸的*和型選擇。
高清與帶寬之間永遠是相斥關系,高清意味著高帶寬。在視頻壓縮算法經濟的情況下,一般說傳統模擬編碼D1(720×576)畫質的碼流為2M左右,那么以720P計算,碼流約是 D1的2倍,帶寬達到4M左右,而采取1080P計算,碼流更是D1的5倍,所用帶寬約為10M。相比模擬光纖傳輸而言,網絡傳輸高清視頻具有得天獨厚的成本優勢,但目前的互聯網是遠遠不能夠承載多路高清畫質,必須采用專網。
高清視頻在網絡傳輸中,主要限制來自帶寬,加強帶寬建設是解決傳輸高清和網絡帶寬問題的必然途徑。以100M以太網為例,在確保流暢的前提下,實際上同時只能承載5路左右的高清圖像。如果同一視頻源有多個用戶訪問,占用的帶寬會更大。隨著目前網絡傳輸技術的迅猛發展,局域網也逐漸朝1000M甚至10000M方向發展。同時,如果采用光網傳播,甚至可以使帶寬達到數G以上。解決這些問題,高清監控才能得到的發揮。
高清組成收尾:監控存儲
高清監控視頻存儲大多是以超大數據流為代價,因此對于高清視頻我們需要足夠的存儲空間。選擇什么樣的高清存儲系統和方案將直接影響視頻流暢度、系統穩定性等一系列因素?,F實中,高清監控存儲一般有兩種方法,一種是小集中大匯聚,即前端分散式本地存儲,如IP SAN構架方式;另一種是在大型項目里,高清視頻通過管理平臺+存儲服務器實現存儲,其存儲服務器通常是存儲陣列。
IP SAN是高清監控主要存儲方式
一般監控系統中常用的大量數據存儲方式有DAS直連、NAS網絡硬盤和IP SAN等。而對于高清監控系統而言,其中IP SAN方式采用IP構架的以太網傳輸,具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應用成本,是目前多路高清監控存儲主要采用的技術之一。此種存儲方式多半是采用我們常見的硬盤,容量一般是TB級別,隨著2TB硬盤甚至更高容量的產品走入我們視線,大型高清監控系統PB級海量存儲解決方案也得到普遍應用。
高清存儲設備性能重要性
高清的大容量需要采用大型存儲設備,如此一來,回放如此龐大的信息量也成為了難題。要求存儲設備具有足夠的混合讀寫性能,滿足大量高清視頻寫入的同時滿足多路視頻同時回放。如果其中存儲設備性能不足,不僅有可能影響正常的視頻寫入和回放,甚至造成視頻監控無法寫入。此外存儲系統的安全性和穩定性也是高清存儲的必要功課,利用*的RAID技術依靠的磁盤可有效降低因為磁盤損壞而造成數據丟失的可能性,保證高清視頻實時可用。zui后,存儲設備的平臺管理也十分重要,能否通過關鍵字,快速、準確、有效地檢索到目標監控文件,否則高清視頻即使錄制下來,無法檢索到或者檢索速度奇慢,那么存儲就變得沒有意義。
智能分析技術緩解高清監控存儲壓力 目前高清監控系統存在的存儲問題是較多的無用視頻信息也被存儲、傳輸,既浪費了存儲空間又增加了帶寬,存儲設備中加裝智能分析模塊,視頻存儲所需要的空間將大大減少又緩解了帶寬壓力,通過智能分析技術,對于這些無用視頻則可采用低碼流方式進行壓縮或存儲,目前,存儲系統主要用于調查或查詢使用,增加數據分析或挖掘功能將極大地提升存儲系統的價值。