【方案】高清监控解决方案
来源：本站 作者：admin 日期：2014-12-20
随着高清IP摄像机的发展和产业链的成熟，加速推动了全行业从传统模拟DVR加矩阵方案向着高清化、IP化解决方案方向发展。在设计和建设新一代高清监控系统时，必须从系统的角度去全面考虑高清监控系统的各个环节，而不仅仅只考虑某一个部件。一个完整的基础高清IP监控解决方案包括了高清监控终端（含高清IPC和高清编解码器）、高清NVR（网络视频录像系统）、管理软件、高清显示系统和高清网络交换机的选择，除了标准件-高清显示系统外，涉及整体架构关键特性的其它产品宇视都可以提供，这些产品均采用IMOS平台进行开发或优化，可以从整体架构上最大程度的做到优化融合，降低高清IP监控系统的复杂性和实施风险，下面简单说明：
1）高清监控终端-IPC的选择
宇视提供了针对平安工程、智能交通、高端智能建筑、大型企业园区、电力金融等高端专业监控市场主流需求所需的高清IPC款型，包括枪机、球机和半球三类，覆盖720P和1080P两种高清格式的款型。均采用H.264标准算法，通过内嵌的IMOS平台都支持宇视创新的ISCSI直存技术和IP全交换架构。这其中1080P高清IP枪机-HIC5421是应用范围最广、也最具代表性的款型。它是业界首款将EPON无源光网络接口、SFP数字光纤接口、POE接口、电动变倍接口通过模块化设计集成到一起的产品，同时通过采用广播级视频处理芯片，其静态图像分辨率可以达到1050线以上，动态帧率可以达到60帧，是目前业界网络接口集成度最高、图像品质最优秀的1080P高清IP枪机。
其它和枪机同平台的半球产品同样保持了高品质的图像质量，IP高清球机产品则通过采用成熟的日系机芯和宇视基于IMOS平台的编码板配合，图像质量和可靠性均超过国内其它厂商采用国产机芯的同类IP球机产品。
2）高清监控终端-EC/DC编解码器的选择
针对部分客户对HD CCTV高清监控的需求，宇视也提供了符合HD CCTV标准的HD-SDI接口高清编码器，可以方便的和各种HD-SDI接口高清摄像机和高清切换矩阵对接并将其信号进行数字化压缩后输入NVR进行数字化存储和网络增值应用。
同时，针对高清显示需求，宇视推出了硬件架构的DC高清解码器产品和软件架构的SDC3.0万能解码软件，前者可以集中放置到高密度插箱中提供高品质、标准化的N对1单路硬解码，图像流畅清晰。SDC3.0万能解码软件则可以和高性能多显卡输出工控机配合，提供最大16路高清解码，并支持画面复合等多种特殊效果，适合解码宇视全系高清标准图像码流和其它厂商非标格式图像，适用范围广，并可以和DC高清解码器一起被宇视 NVR及管理软件产品切换控制。
3）高清NVR与管理软件的选择
结合不同的应用场景、典型规模和对存储可靠性、成本的综合要求，宇视推出了一系列的适合高清监控应用的NVR产品可供选择，其中NVR包括了支持模拟和数字双接入模式的混合式NVR，全数字式NVR和分体式NVR（管理平台加存储设备）三类。NVR的选择参考上文解决方案的典型联网模型的介绍。
5）高清网络选择
宇视针对高清监控对网络承载的特殊要求，对宇视现有的接入、汇聚、核心各类交换机进行了测试和验证，并进行针对性优化设置，提供了全套选型配置指南支撑高清监控解决方案中的网络建设（参考宇视其它文章中的详细叙述）。
说明：
IP监控不同于传统模数结合监控的一个主要特点就是采用前端编码和后端网络存储相分离的技术，结合存储业务特征和网络存储可靠性要求设计完整的网络存储流程是IP网络监控中最重要的命题之一。宇视 IP监控方案中的存储方案包括了从前端缓存、中心直存到中心备份各个应用环节的针对性设计。
1）前端缓存补录
在监控系统实际应用环境中，经常会面临网络终端、存储设备断电等情况，导致前端的录像无法及时存储到中心存储资源，从而造成录像丢失。宇视全系编码器和IP摄像机均支持前端缓存补录功能，在网络或中心存储等异常时，前端设备会启动缓存功能，将视频数据存在本地的存储设备上（如：U盘、移动硬盘和SD卡等）。同时，后端链路或设备恢复正常后，会自动将补录到的录像上传到后端存储上，避免造成数据丢失。同时在统一的监控管理平台上，能对该时间段的录像进行检索、回放、删除等管理操作。
2）动态码流直存
对于宇视监控终端，可按照录像存储业务的优先级，支持变码流存储：对于周期计划类等优先级较低的录像存储业务，可采用低码流或者抽帧方式的存储，适当减少对存储空间的占用。而对于告警联动类等优先级较高的录像存储业务，可采用高码流、全帧等方式存储，全力保证录像的高质量、高清晰度。
同时，基于支持前端智能分析功能的监控终端，对于监控画面中的重点区域或动态图像，采用低压缩比、高码流格式进行传输及存储；对于监控画面中的非重点区域或静态图像，采用高压缩比、低码流进行传输及存储。这样在保证关键录像数据的高质量传输、高质量存储的同时，可有效减少非关键数据占用的传输带宽、存储资源。
3）在线存储：1+1双直存
宇视全系监控终端均支持端到端的IPSAN在线存储直存技术，前端高清IPC和编码器与后端的NVR网络存储设备采用IP SAN架构建立iSCSI连接，然后将存储视频流进行iSCSI协议封装，直接采用数据块的方式将视频数据写入IP SAN存储设备中。为进一步提高存储数据的可靠性，IP监控系统支持同时直存“双”份录像数据的需求，在提高存储可靠性同时，克服中心备份服务器的存在的备份性能瓶颈；
基于块存储的双存储技术，不仅能同时将数据写入到主用、备用存储资源上，并且能保证块直存方案的高性能、高扩展、高可靠等优势，无服务器瓶颈，大幅度降低中心备份服务器的性能负担。
4）N+M保护
遇到在线存储掉电、网络异常、数据所在的扇区损坏或主用存储设备的阵列及磁盘损坏等各种异常情况下，在线存储无法支持业务，可在iSCSI块直存技术的基础上，实现存储N+M保护方案。“N+M保护”是预防存储故障的实现方式之一，“N”为在线存储盘阵，“M”为冗余存储盘阵，“N”和“M”在一个局域网里，但可以放置在不同的地域。通过“N+M保护“能将前端摄像机的数据自动存放到冗余存储盘阵设备上。当在线存储恢复正常后，又自动的恢复到之前存储设备上。
存储“N+M保护”从监控系统整体解决方案的角度，有效解决不同级别及不同类型的存储异常情况下的存储可靠性问题。根据用户需求，灵活调整主用、冗余存储设备的数目，比传统盘阵支持双控保护技术的方案整体可靠性和灵活性更高，且全系统保护成本更低。
5）多条件一次备份
所有在线存储资源可以通过设定备份计划对关键资源进行一次离线备份，备份的触发条件也可以是手动触发和指定的报警信号联动触发备份，实现对报警数据的集中保护。
6）基于抽帧多次备份的存储生命周期管理
支持录像一次备份的同时，可对重要监控点的录像数据进一步进行二次备份。在备份时，可配置指定监控点的抽帧备份，即只备份录像的I帧等关键帧数据，从而可以有效节约备份存储空间，实现存储生命周期的管理。
7）视频情报应用
基于IMOS平台提供的开放接口，可以方便的对在线存储数据和离线备份存储数据进行进一步的增值应用。比如通过手动研判将存储数据编辑为视频情报数据，输入关键信息，便于事后的多条件检索和制作案卷。也可以结合智能分析检索技术，通过调用接口，对存储数据进行后期智能分析，只检索符合智能分析条件（如进入特定禁区、绊线和符合特定行为）的图像，进一步提高对海量视频数据的检索效率，并自动转换为有价值的视频情报。（文/安冠达）
1）高清监控终端-IPC的选择
宇视提供了针对平安工程、智能交通、高端智能建筑、大型企业园区、电力金融等高端专业监控市场主流需求所需的高清IPC款型，包括枪机、球机和半球三类，覆盖720P和1080P两种高清格式的款型。均采用H.264标准算法，通过内嵌的IMOS平台都支持宇视创新的ISCSI直存技术和IP全交换架构。这其中1080P高清IP枪机-HIC5421是应用范围最广、也最具代表性的款型。它是业界首款将EPON无源光网络接口、SFP数字光纤接口、POE接口、电动变倍接口通过模块化设计集成到一起的产品，同时通过采用广播级视频处理芯片，其静态图像分辨率可以达到1050线以上，动态帧率可以达到60帧，是目前业界网络接口集成度最高、图像品质最优秀的1080P高清IP枪机。
其它和枪机同平台的半球产品同样保持了高品质的图像质量，IP高清球机产品则通过采用成熟的日系机芯和宇视基于IMOS平台的编码板配合，图像质量和可靠性均超过国内其它厂商采用国产机芯的同类IP球机产品。
2）高清监控终端-EC/DC编解码器的选择
针对部分客户对HD CCTV高清监控的需求，宇视也提供了符合HD CCTV标准的HD-SDI接口高清编码器，可以方便的和各种HD-SDI接口高清摄像机和高清切换矩阵对接并将其信号进行数字化压缩后输入NVR进行数字化存储和网络增值应用。
同时，针对高清显示需求，宇视推出了硬件架构的DC高清解码器产品和软件架构的SDC3.0万能解码软件，前者可以集中放置到高密度插箱中提供高品质、标准化的N对1单路硬解码，图像流畅清晰。SDC3.0万能解码软件则可以和高性能多显卡输出工控机配合，提供最大16路高清解码，并支持画面复合等多种特殊效果，适合解码宇视全系高清标准图像码流和其它厂商非标格式图像，适用范围广，并可以和DC高清解码器一起被宇视 NVR及管理软件产品切换控制。
3）高清NVR与管理软件的选择
结合不同的应用场景、典型规模和对存储可靠性、成本的综合要求，宇视推出了一系列的适合高清监控应用的NVR产品可供选择，其中NVR包括了支持模拟和数字双接入模式的混合式NVR，全数字式NVR和分体式NVR（管理平台加存储设备）三类。NVR的选择参考上文解决方案的典型联网模型的介绍。
5）高清网络选择
宇视针对高清监控对网络承载的特殊要求，对宇视现有的接入、汇聚、核心各类交换机进行了测试和验证，并进行针对性优化设置，提供了全套选型配置指南支撑高清监控解决方案中的网络建设（参考宇视其它文章中的详细叙述）。
说明：
IP监控不同于传统模数结合监控的一个主要特点就是采用前端编码和后端网络存储相分离的技术，结合存储业务特征和网络存储可靠性要求设计完整的网络存储流程是IP网络监控中最重要的命题之一。宇视 IP监控方案中的存储方案包括了从前端缓存、中心直存到中心备份各个应用环节的针对性设计。
1）前端缓存补录
在监控系统实际应用环境中，经常会面临网络终端、存储设备断电等情况，导致前端的录像无法及时存储到中心存储资源，从而造成录像丢失。宇视全系编码器和IP摄像机均支持前端缓存补录功能，在网络或中心存储等异常时，前端设备会启动缓存功能，将视频数据存在本地的存储设备上（如：U盘、移动硬盘和SD卡等）。同时，后端链路或设备恢复正常后，会自动将补录到的录像上传到后端存储上，避免造成数据丢失。同时在统一的监控管理平台上，能对该时间段的录像进行检索、回放、删除等管理操作。
2）动态码流直存
对于宇视监控终端，可按照录像存储业务的优先级，支持变码流存储：对于周期计划类等优先级较低的录像存储业务，可采用低码流或者抽帧方式的存储，适当减少对存储空间的占用。而对于告警联动类等优先级较高的录像存储业务，可采用高码流、全帧等方式存储，全力保证录像的高质量、高清晰度。
同时，基于支持前端智能分析功能的监控终端，对于监控画面中的重点区域或动态图像，采用低压缩比、高码流格式进行传输及存储；对于监控画面中的非重点区域或静态图像，采用高压缩比、低码流进行传输及存储。这样在保证关键录像数据的高质量传输、高质量存储的同时，可有效减少非关键数据占用的传输带宽、存储资源。
3）在线存储：1+1双直存
宇视全系监控终端均支持端到端的IPSAN在线存储直存技术，前端高清IPC和编码器与后端的NVR网络存储设备采用IP SAN架构建立iSCSI连接，然后将存储视频流进行iSCSI协议封装，直接采用数据块的方式将视频数据写入IP SAN存储设备中。为进一步提高存储数据的可靠性，IP监控系统支持同时直存“双”份录像数据的需求，在提高存储可靠性同时，克服中心备份服务器的存在的备份性能瓶颈；
基于块存储的双存储技术，不仅能同时将数据写入到主用、备用存储资源上，并且能保证块直存方案的高性能、高扩展、高可靠等优势，无服务器瓶颈，大幅度降低中心备份服务器的性能负担。
4）N+M保护
遇到在线存储掉电、网络异常、数据所在的扇区损坏或主用存储设备的阵列及磁盘损坏等各种异常情况下，在线存储无法支持业务，可在iSCSI块直存技术的基础上，实现存储N+M保护方案。“N+M保护”是预防存储故障的实现方式之一，“N”为在线存储盘阵，“M”为冗余存储盘阵，“N”和“M”在一个局域网里，但可以放置在不同的地域。通过“N+M保护“能将前端摄像机的数据自动存放到冗余存储盘阵设备上。当在线存储恢复正常后，又自动的恢复到之前存储设备上。
存储“N+M保护”从监控系统整体解决方案的角度，有效解决不同级别及不同类型的存储异常情况下的存储可靠性问题。根据用户需求，灵活调整主用、冗余存储设备的数目，比传统盘阵支持双控保护技术的方案整体可靠性和灵活性更高，且全系统保护成本更低。
5）多条件一次备份
所有在线存储资源可以通过设定备份计划对关键资源进行一次离线备份，备份的触发条件也可以是手动触发和指定的报警信号联动触发备份，实现对报警数据的集中保护。
6）基于抽帧多次备份的存储生命周期管理
支持录像一次备份的同时，可对重要监控点的录像数据进一步进行二次备份。在备份时，可配置指定监控点的抽帧备份，即只备份录像的I帧等关键帧数据，从而可以有效节约备份存储空间，实现存储生命周期的管理。
7）视频情报应用
基于IMOS平台提供的开放接口，可以方便的对在线存储数据和离线备份存储数据进行进一步的增值应用。比如通过手动研判将存储数据编辑为视频情报数据，输入关键信息，便于事后的多条件检索和制作案卷。也可以结合智能分析检索技术，通过调用接口，对存储数据进行后期智能分析，只检索符合智能分析条件（如进入特定禁区、绊线和符合特定行为）的图像，进一步提高对海量视频数据的检索效率，并自动转换为有价值的视频情报。（文/安冠达）
