与其它数字系统不同的是,视频监控系统产生的数据量是非常惊人的。以CIF格式为例,要达到实用的录像质量和25帧/秒的连续性,一个视频通道以JPEG进行帧内压缩将产生约15KB/帧、375KB/秒、1.35GB/小时的数据量,以H.264进行流式压缩也将产生约400kbps/秒、200MB/小时的数据量。再考虑到监控系统的长时间连续工作特性,巨大的数据量对存储设备的容量和性能要求是非常高的,同时对存储设备的经济性也提出了较高要求。
当数字视频监控在国内刚起步不久时,硬盘的容量还在数百MB的级别,还好当时用户对帧率要求很低,每路达到3帧(甚至更低)以上就可以了,因此当时的系统还能凑合运转几天。这几年来,硬盘技术得到突飞猛进的发展,单个硬盘达到几百GB的已经比较寻常了,但由于视频监控系统通道容量和帧率的提高,容量的矛盾仍然没有得到很好的解决。
视频监控系统的在线存储方式一般有那么几种:
1. 在设备内部安装多块IDE硬盘,对于PC架构的系统可用IDE扩展卡进行硬盘接口的扩展,这是最经济最普遍的方案。但安装多块IDE扩展卡会导致系统的兼容性问题,机箱内的大量硬盘也会导致供电、散热、安装维护等其它问题,因此一般不要超过1块扩展卡。
2. 在设备内部安装多块SATA硬盘,这个方案的经济性也较好。目前SATA的扩展卡较少,而且也贵一些,但随着SATA技术的普及,长期来看将不是问题。同样,也有扩展卡较多会导致稳定性的问题。
3. 采用IDE或SATA的硬盘扩展箱,通过IEEE 1394或USB 2.0接口与系统连接,这种方法可以扩展较多的容量,同时降低了对系统稳定性的影响,便于更换硬盘。但由于硬盘扩展箱的存在,成本上要高一点。对于有长时间存储要求的工程是一个较好的选择。
4. 采用SCSI硬盘和SCSI阵列,这种方案虽然性能比较好,稳定性也高一些,但由于SCSI技术比较贵,经济性相对差,在监控行业里应用很少,一般都是应用在视频录像非常重要的场合,例如法院、检察院的审讯记录。
5. 还有采用其它存储技术的,例如SAN。这些技术能提供更好的性能和稳定性,也便于管理,但由于成本问题,除了在一些关键场合,应用还非常少,都是个别案例了。
6. 采用Flash作为存储介质。由于Flash价格的直线下降和容量的提高,也有一些单路的系统采用Flash作为存储介质,例如网络摄像机或网络照相机。
在网络视频监控系统中,存储设备的部署有多种选择:
1. 集中式存储,即所有的视频数据都通过网络传输到监控中心存储。对于监控中心而言,检索数据和数据管理是比较方便的,但由于对网络带宽和中心存储容量的要求太高,在目前存储技术和网络技术条件下,不仅一次性投入大,而且日常运营费用也不小,对规模稍大的系统而言经济性较差,而且单点故障容易导致所有视频数据的安全性的问题。这种部署策略适用于没有存储能力的网络摄像机构建的监控网络。
2. 完全分布式存储,即没有中心存储设备,全部在前端存储录像数据。这种方案的中心构建成本和运营费用较低,但由于没有中心存储也存在一些方便性问题,同时前端的成本也要高一些。
3. 混合式存储,既有中心存储,也有前端存储,兼有二者的优势,如果采用多级中心的架构能适应更多的应用环境,但开发难度大一些。
具体采用何种存储部署结构,要根据工程情况具体分析,兼顾功能性、经济性和安全性。