云計(jì)算助海量視頻智能分析數(shù)據(jù)挖掘

　　從計(jì)算技術(shù)的革新演變路線可以清楚的看到云計(jì)算誕生是必然的。從上世紀(jì)40年代第一臺(tái)計(jì)算機(jī)被人類發(fā)明以來，到70年代互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，再到現(xiàn)在的云計(jì)算，合理的解釋了計(jì)算節(jié)點(diǎn)由單點(diǎn)計(jì)算，發(fā)展到聯(lián)網(wǎng)計(jì)算，再到現(xiàn)在的云計(jì)算，整個(gè)過程就是從量變到質(zhì)變的飛躍。云計(jì)算(Cloud Computing)的定義是網(wǎng)格計(jì)算、分布式計(jì)算、并行計(jì)算、效用計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。云計(jì)算里不僅包裹著計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源，還有網(wǎng)絡(luò)等等。并且，當(dāng)傳統(tǒng)的計(jì)算變革完成后，以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)(DCNet)為核心的新一輪變革粉墨登場，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，云計(jì)算的本質(zhì)是在構(gòu)建一個(gè)智能的數(shù)據(jù)中心，或者說下一代數(shù)據(jù)中心。

　　這么一個(gè)IT產(chǎn)物又將會(huì)對安防行業(yè)產(chǎn)生什么樣的影響呢?有業(yè)內(nèi)專家分析，云計(jì)算里有云的網(wǎng)絡(luò)、云的存儲(chǔ)、云的計(jì)算，甚至還有云的建設(shè)模式。隨著視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，需要存儲(chǔ)和管理的視頻數(shù)據(jù)量日益成為海量，NSA/SAN(網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ))、云存儲(chǔ)和虛擬信息中心等技術(shù)在安防監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展上有著巨大的應(yīng)用前景。安防行業(yè)在高清化、智能化時(shí)代的來臨之后，面臨的是海量的視頻數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)如何識(shí)別的難題。借用云計(jì)算技術(shù)，相信可以在海量視頻數(shù)據(jù)中找尋到對用戶有價(jià)值的圖像信息。

　　云計(jì)算的構(gòu)成及特點(diǎn)

　　從本質(zhì)上來說，云計(jì)算是一種IT模式的改變，這種變化使得IT基礎(chǔ)架構(gòu)的運(yùn)營專業(yè)化程度不斷集中和提高從而對基礎(chǔ)架構(gòu)層面提出更高的要求。如圖1所示，云計(jì)算聚焦于高性能、虛擬化、動(dòng)態(tài)性、擴(kuò)展性、靈活性、高安全，簡化用戶的IT管理，提升IT運(yùn)行效率，大幅節(jié)省成本。云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)主要以計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)構(gòu)成，為滿足云計(jì)算的上述要求，各基礎(chǔ)架構(gòu)層面都有自身的要求。如圖2所示，對于服務(wù)器，云計(jì)算要求其支持更密集的計(jì)算能力(目前多路多核架構(gòu))，完全的虛擬化能力(CPU指令虛擬化、軟件虛擬化、橋片虛擬化、IO虛擬化)，多個(gè)IO(數(shù)據(jù)訪問與存儲(chǔ))的整合—CEE與FCOE;對于網(wǎng)絡(luò)，面向100G的性能成為云計(jì)算的基本支撐平臺(tái)，搭建更扁平化、高度可擴(kuò)展的架構(gòu)，滿足虛擬機(jī)算環(huán)境的大規(guī)模二層無環(huán)網(wǎng)絡(luò)、COE/DCE的統(tǒng)一交換、L2-L7的深度高速(10GE級(jí)性能)安全集成;對于存儲(chǔ)，高速IO將面向10G/16G，高度擴(kuò)展的虛擬化海量存儲(chǔ)，面向統(tǒng)一交換IO整合的FCOE。

　　有人說今年是云計(jì)算的元年，經(jīng)過三年的沉淀，云計(jì)算的特點(diǎn)脫穎而出。我們在掌握何為云計(jì)算的時(shí)候，還需要掌握它的這些特點(diǎn)，以便能在具體應(yīng)用中對號(hào)入座。云計(jì)算最突出的特點(diǎn)表現(xiàn)在高可靠性、高擴(kuò)展性、通用性突出、規(guī)模超大、無需基建資金投入、產(chǎn)品研發(fā)周期快等等。

　　“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。云計(jì)算不針對特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。另外，“云”的規(guī)?？梢詣?dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。

▲圖1 云計(jì)算對基礎(chǔ)架構(gòu)的關(guān)注點(diǎn) (圖片由H3C提供)

▲圖2 云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)要求 (圖片由H3C提供)

　　“云”如何存儲(chǔ)海量視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

　　眾所周知，視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有監(jiān)控點(diǎn)多、視頻數(shù)據(jù)流大、存儲(chǔ)時(shí)間長、24小時(shí)連續(xù)不間斷作業(yè)等特點(diǎn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用的存儲(chǔ)設(shè)備在數(shù)據(jù)讀寫方式上具有與其他類型系統(tǒng)不同的特點(diǎn)。

　　安防監(jiān)控技術(shù)發(fā)展到今天經(jīng)歷了模擬化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化三個(gè)階段。與之相適應(yīng)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)也經(jīng)歷了多個(gè)階段：從最初的VCR模擬數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，到DVR數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)，再到現(xiàn)在的集中網(wǎng)絡(luò)存和SAN存儲(chǔ)技術(shù)，以及近期出現(xiàn)的云存儲(chǔ)技術(shù)。NAS采用磁盤陣列和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有極大的存儲(chǔ)容量，而SAN配合監(jiān)控管理平臺(tái)能夠提供更大的存儲(chǔ)空間，具有存儲(chǔ)空間易于擴(kuò)展、尋址靈活、可遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)設(shè)備利用率高等特點(diǎn)，特別適合大型的集中式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。IP SAN被認(rèn)為是視頻監(jiān)控存儲(chǔ)市場的下一個(gè)熱點(diǎn)。DVR在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)與其他的存儲(chǔ)方式共存。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的圖像信息量巨大，需要的存儲(chǔ)容量相當(dāng)可觀，要求具有足夠的存儲(chǔ)空間。系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要后端設(shè)備之一，應(yīng)能將前端采集并壓縮后的數(shù)據(jù)通過各處的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中或分散的存儲(chǔ)和管理，并滿足視頻監(jiān)控海量存儲(chǔ)的需求。隨著大規(guī)模監(jiān)控項(xiàng)目的不斷增多，海量視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)如何存儲(chǔ)成為業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。于是，云存儲(chǔ)浮出水面。與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個(gè)部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。各部分以存儲(chǔ)設(shè)備為核心，通過應(yīng)用軟件來對外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。

　　云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念，是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。這是一種具有很大誘惑性的存儲(chǔ)技術(shù)，云存儲(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)完全虛擬化，大大簡化應(yīng)用環(huán)節(jié)，節(jié)省客戶建設(shè)成本，同時(shí)，提供更強(qiáng)的存儲(chǔ)和共享功能。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。云存儲(chǔ)的核心是應(yīng)用軟件與存儲(chǔ)設(shè)備相結(jié)合，通過應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備向存儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

　　視頻監(jiān)控云存儲(chǔ)方案浮出水面

　　云存儲(chǔ)已經(jīng)成為未來存儲(chǔ)發(fā)展的一種趨勢，目前，云存儲(chǔ)廠商正在將各類搜索、應(yīng)用技術(shù)和云存儲(chǔ)相結(jié)合，以便能夠向企業(yè)提供一系列的數(shù)據(jù)服務(wù)，但是，未來云存儲(chǔ)的發(fā)展趨勢，主要還是要從安全性、便攜性及數(shù)據(jù)訪問等角度進(jìn)行發(fā)展。

　　去年年底，英特爾和北京東方網(wǎng)力科技有限公司達(dá)成合作共識(shí)。英特爾通過資金和技術(shù)的支持，幫助東方網(wǎng)力基于英特爾至強(qiáng)及凌動(dòng)平臺(tái)，開發(fā)和優(yōu)化新一代NVR、PVG視頻監(jiān)控管理平臺(tái)和云存儲(chǔ)產(chǎn)品和解決方案，提高從終端設(shè)備到服務(wù)器和云存儲(chǔ)的應(yīng)用創(chuàng)新能力。無獨(dú)有偶，作為存儲(chǔ)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)浪潮科技，全面提升自有產(chǎn)品線競爭力，實(shí)現(xiàn)“三位一體”的立體化產(chǎn)品發(fā)展模式，先后推出方案型產(chǎn)品AS1200、新一代8Gb光纖架構(gòu)平臺(tái)AS2000、云存儲(chǔ)平臺(tái)產(chǎn)品AS3000和AS8000等多款自主研發(fā)產(chǎn)品。

　　H3C存儲(chǔ)及多媒體事業(yè)部產(chǎn)品部技術(shù)總監(jiān)朱兵則表示，H3C發(fā)布的IMOS多媒體應(yīng)用平臺(tái)其實(shí)就是一個(gè)很好的云技術(shù)的應(yīng)用平臺(tái)。因?yàn)镮MOS支撐視頻監(jiān)控、視訊會(huì)議等多媒體應(yīng)用，融合了軟件中間件、數(shù)據(jù)庫與操作系統(tǒng)技術(shù)，包括音視頻序列化硬件產(chǎn)品、多媒體通信軟件平臺(tái)、開放融合合作增值業(yè)務(wù)等。

　　在IMOS平臺(tái)基礎(chǔ)上，有一個(gè)IMS的存儲(chǔ)架構(gòu)，會(huì)從中心存儲(chǔ)到前端存儲(chǔ)甚至是網(wǎng)絡(luò)中端存儲(chǔ)的整合，一直沿著開放的態(tài)度，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)。

　　隨著安防監(jiān)控技術(shù)與用戶需求相結(jié)合的趨勢日趨明顯，在安防監(jiān)控產(chǎn)品集成過程中，存儲(chǔ)技術(shù)也必須不斷適應(yīng)安防監(jiān)控的應(yīng)用特點(diǎn)，不斷的完善自己，存儲(chǔ)產(chǎn)品和安防監(jiān)控技術(shù)整合已經(jīng)是大勢所趨。監(jiān)控云存儲(chǔ)系統(tǒng)就是存儲(chǔ)和監(jiān)控相融合的產(chǎn)物，相信會(huì)得到市場認(rèn)可。

　　智能視頻分析技術(shù)識(shí)別海量信息

　　智能視頻分析技術(shù)在中國安防監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)得到了認(rèn)可，行業(yè)普遍認(rèn)為智能視頻分析技術(shù)代表著視頻監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展未來?？v觀如今的智能視頻監(jiān)控行業(yè)，我們可以看到國內(nèi)的各家廠商都在推出自己的智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品和應(yīng)用解決方案，競爭較為激烈。隨著高清時(shí)代的到來，如何從海量的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中找尋到自己想要的信息，并且在很短的時(shí)間內(nèi)查詢到，這就需要智能分析技術(shù)幫忙實(shí)現(xiàn)。

　　據(jù)了解，高清視頻在經(jīng)過不同的編碼處理以后，依據(jù)碼率不同，而有著不同的要求。一般碼率在6-20Mb之間，壓縮效率、壓縮方式不同，所獲得的最終文件大小約為3-10GB/小時(shí)，因此便產(chǎn)生了對于存儲(chǔ)大容量的要求。目前720P高清視頻攝像數(shù)據(jù)信息每小時(shí)視頻錄像可壓縮到3GB左右容量，但由于采集的是高清視頻，而一般的監(jiān)控系統(tǒng)攝像路數(shù)都是幾百乃至上千路，所以這種應(yīng)用將需要更多的存儲(chǔ)設(shè)備和更大的存儲(chǔ)容量。我們可以以此為例算一筆賬：按一個(gè)月保存時(shí)間要求計(jì)算，3GB/小時(shí)×24小時(shí)×30天×1路=2.16T，一個(gè)擁有500路高清視頻攝像，需要保存30天的監(jiān)控系統(tǒng)所需的最少存儲(chǔ)容量是1PB。如此龐大的數(shù)據(jù)容量對存儲(chǔ)提出了極為苛刻的要求。

　　由于視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)量非常大，而用戶真正需要的信息只是少部分，或者說真正需要監(jiān)視的只是發(fā)生概率很小的某些事件，如何通過海量數(shù)據(jù)獲取有價(jià)值的信息，這將是智能視頻分析技術(shù)一展拳腳的機(jī)會(huì)。因?yàn)樗軌虬岩曨l監(jiān)控從靜態(tài)的、事后取證變成動(dòng)態(tài)的、實(shí)時(shí)預(yù)防和告警，這對于用戶來說十分重要。隨著技術(shù)的發(fā)展，智能化的監(jiān)控系統(tǒng)將要求事發(fā)前能夠識(shí)別并作出正確的判斷，為人們提供最為有效、及時(shí)的快速反應(yīng)措施。

　　未來：云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)兩大巨頭攜手安防

　　談及未來安防與云計(jì)算有何密切聯(lián)系時(shí)，我們不得不看它與另一巨頭——物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)聯(lián)性。在這樣一個(gè)物物相連的社會(huì)中，將會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，特別需要進(jìn)行大量而快速的運(yùn)算，云計(jì)算帶來的高效率的運(yùn)算模式正好可以為其提供良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)是把智能終端和云計(jì)算結(jié)合在一起的非常好的領(lǐng)域，只有智能終端和云計(jì)算巧妙地?zé)o縫結(jié)合，物理世界和數(shù)據(jù)世界當(dāng)中的信息才會(huì)完美地聯(lián)結(jié)在一起。

　　在這樣一個(gè)大背景之下，安防若需要與時(shí)俱進(jìn)，必須把握與物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算兩大巨頭的共同發(fā)展機(jī)遇。隨著安防高清時(shí)代的來臨，海量視頻數(shù)據(jù)將在物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)之上，通過云計(jì)算實(shí)現(xiàn)智能化的識(shí)別與分析，讓用戶快速、高效地掌握有效信息，變被動(dòng)監(jiān)控為主動(dòng)監(jiān)控，以構(gòu)建出高規(guī)格的安防體系。