視頻監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲優(yōu)化

摘 要：本文首先分析了不同應(yīng)用場景下的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲方式，然后分析在這些應(yīng)用場景下視頻的存儲及視頻回看中存在的問題，最后提出了在一定特殊場景下的存儲優(yōu)化方法，該方法能夠有效的提高視頻存儲及視頻回看的效率，而且不會影響監(jiān)控視頻的畫質(zhì)和內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控;視頻回看;優(yōu)化存儲

隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)隨處可見，這些系統(tǒng)也為社會的安全做出了巨大貢獻(xiàn)，同時也為社會節(jié)約了大量的人力資源，例如在車輛的監(jiān)控上，在演唱會等人流量巨大的現(xiàn)場，視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有不可或缺的地位。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端音視頻采集設(shè)備、音視頻傳輸設(shè)備、后端存儲、控制及顯示設(shè)備這五大部分組成，其中后端存儲將承載著整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，存儲設(shè)備的選擇對整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)至關(guān)重要。

一、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲方式

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模不同，對后端存儲設(shè)備的要求也不同，下面本文介紹幾種常見的后端存儲介質(zhì)。

（一）內(nèi)置存儲——多媒體閃存卡

目前市面上使用的多媒體閃存卡種類較多，比較常見的是SD卡、MicroSD卡、TF卡、MMC卡等等，這種存儲介質(zhì)的最大特點(diǎn)是可以高速數(shù)據(jù)傳輸，讀取速度高達(dá)百兆每秒。

這種存儲設(shè)備主要用于家用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如車載行車記錄儀，家庭室內(nèi)監(jiān)控等場景下，這些場景中視頻采集和后端存儲在同一個小型設(shè)備中，數(shù)據(jù)量總體來說不是很大，且用戶對數(shù)據(jù)保存的時間要求也不高。

（二）外掛存儲——存儲解決方案

目前市場上主流的存儲解決方案有直連式存儲（DAS）、網(wǎng)絡(luò)接入存儲（NAS）、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）。這些系統(tǒng)將大量的磁盤組織在一起形成一個大型的存儲陣列，支持存儲容量的在線擴(kuò)容、遠(yuǎn)程備份等功能。

（三）云存儲

通過網(wǎng)格技術(shù)和分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。

在大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中往往會使用多個前端音視頻采集設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)將視頻上傳到存儲設(shè)備中，而且此類系統(tǒng)對視頻的清晰度、數(shù)據(jù)的安全性、數(shù)據(jù)的完整性要求都非常高，而且因此，需要大容量的存儲設(shè)備來存儲和保證數(shù)據(jù)的安全性。隨著云計(jì)算和分布式系統(tǒng)的發(fā)展，很多的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用云存儲的存儲方案。

二、特殊應(yīng)用場景下視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題

無論采用哪種存儲方案，存儲空間的容量總數(shù)有限的，一旦空間即將用盡則會影響整個系統(tǒng)的使用，而且在一些特殊應(yīng)用場景下存在一定的問題。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存儲著大量的重復(fù)數(shù)據(jù)。例如音視頻采集設(shè)備所在的環(huán)境長時間沒有發(fā)生場景變化，例如在凌晨銀行等機(jī)構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、凌晨某小區(qū)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，此時監(jiān)控設(shè)備下幾乎無人經(jīng)過，如果選擇關(guān)閉系統(tǒng)來節(jié)約存儲空間將帶來一定的安全隱患，如果采集下來的這些數(shù)據(jù)存儲在存儲設(shè)備中將占用大量的空間，使得空間的利用率降低。隨著技術(shù)的升級，視頻壓縮技術(shù)的進(jìn)步，能夠從一定程度解決該問題，然而其對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時性又帶來了一定的影響。

在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中回看搜索關(guān)鍵視頻時間點(diǎn)時，需要花費(fèi)大量的時間再大量視頻中查找，其中就包括了前面提到的大量重復(fù)視頻數(shù)據(jù)幀。而這個場景的使用頻率也是非常高的，例如在視頻中回放查找某人或某物在幾點(diǎn)出現(xiàn)過，這個查找效率是非常低的。

三、特殊應(yīng)用場景下視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲優(yōu)化方法

為了解決上文提出的兩種場景下視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的數(shù)據(jù)存儲問題，必須解決一個問題——視頻監(jiān)控系統(tǒng)識別場景。考慮到場景的特殊性，本文提出了一種存儲優(yōu)化方法：在每個視頻監(jiān)控設(shè)備端增加一個數(shù)據(jù)預(yù)處理，（1）保存最近一次上傳到服務(wù)器的視頻圖像幀及對應(yīng)的時間;（2）將實(shí)時得到的視頻幀與（1）中保存的視頻圖像幀進(jìn)行比較，以此來識別和判斷場景是否發(fā)生了變化。（3）若發(fā)生了變化，更新（1）中保存的數(shù)據(jù)并上傳到存儲設(shè)備。若未發(fā)生變化則繼續(xù)抓取視頻。在存儲設(shè)備端記錄每一段視頻及對應(yīng)的時間節(jié)點(diǎn)。從而能夠獲取任意時刻的視頻數(shù)據(jù)，通過該方法可以有效節(jié)約存儲空間，并且沒有應(yīng)用復(fù)雜的視頻壓縮和解壓縮技術(shù)。

通過該方法，能夠有效在視頻回看時選擇跳過所有重復(fù)視頻幀，僅對視頻中發(fā)生變化的部分進(jìn)行搜索，而且視頻回看的場景一般發(fā)生在比較緊急的情況下，因此減少搜索時間帶來的意義非常重大。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著視頻監(jiān)控的技術(shù)發(fā)展，視頻清晰度的提高，將會需要更多的存儲空間，在一些特殊場景下本文提出的存儲優(yōu)化方法在一定程度上能夠提高存儲空間的利用率，且不會影響系統(tǒng)的實(shí)時性，此外也能夠提高視頻回放搜索關(guān)鍵信息的搜索效率，大大提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：段雨梅（1984-），女，黑龍江訥河人，碩士，講師，人工智能方向。