許鐘生

20世紀(jì)80年代，我國(guó)安防視頻監(jiān)控行業(yè)從民用領(lǐng)域開始興起，經(jīng)過30多年的發(fā)展，安防視頻監(jiān)控技術(shù)歷經(jīng)模擬監(jiān)控、數(shù)字監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、智能監(jiān)控的發(fā)展歷程，依舊如火如荼、方興未艾。在整個(gè)視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展歷程中，視頻存儲(chǔ)也歷經(jīng)了不同的時(shí)代的技術(shù)革新與蓬勃發(fā)展，本文作者試圖以自己淺顯的認(rèn)知來闡述視頻監(jiān)控存儲(chǔ)的前世、今生及未來。

模擬監(jiān)控時(shí)代的視頻存儲(chǔ)——前世之緣

模擬時(shí)代的監(jiān)控系統(tǒng)由視頻采集（攝像機(jī)）、視頻傳輸（視頻同軸電纜）、視頻交換和管理（矩陣）、視頻顯示（監(jiān)視器）和視頻錄像（錄像機(jī)）構(gòu)成。視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式，只適用于較小的地理范圍，施工難度大，需要鋪設(shè)“視頻”、“音頻”、“控制”等線路，也無法與信息系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。在這個(gè)時(shí)代，用于存儲(chǔ)視頻圖像的設(shè)備叫做VCR（Video Cassette Recorder，盒式磁帶錄像機(jī)）。存儲(chǔ)視頻圖像的介質(zhì)為盒式磁帶，使用磁帶存儲(chǔ)存在著很多問題：如易受潮、消磁、粘連，數(shù)據(jù)難以利用等。

VCR

盒式磁帶

數(shù)字監(jiān)控時(shí)代的視頻存儲(chǔ)——今生之初、少年之時(shí)、青年之路

數(shù)字時(shí)代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)其實(shí)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展演進(jìn)而來。隨著計(jì)算機(jī)視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了DVR（Digital VideoRecord，數(shù)字視頻錄像機(jī)），通過DVR，可將模擬視頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行壓縮編碼，實(shí)現(xiàn)了視頻的數(shù)字存儲(chǔ)。由于DVR能夠?qū)崿F(xiàn)視頻圖像數(shù)字化存儲(chǔ)，很好的解決了VCR易受潮、消磁、粘連，難于長(zhǎng)期保存等問題，DVR很快取代VCR成為監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部分。就DVR本身而言，其本身也經(jīng)歷了兩個(gè)階段：PC 式DVR（今生之初）和嵌入式DVR（少年之時(shí)）。

今生之初（PC 式DVR）：

PC 式DVR 作為DVR 的早期產(chǎn)品形態(tài)，主要就是工控機(jī)/PC+ Windows 操作系統(tǒng)＋圖像采集卡＋硬盤；圖像編碼格式主要有：M-JEPG、MPEG-1；圖像分辨率為：QCIF、CIF，由于編碼格式以及設(shè)備可靠性等問題，很快就被市場(chǎng)淘汰。

少年之時(shí)（嵌入式 DVR）：

嵌入式DVR 產(chǎn)品是以專用電路＋ Linux操作系統(tǒng)＋硬盤組成；圖像編碼格式主要有：MPEG-4、MPEG-2； 圖像分辨率為：QCIF、CIF、DCIF 、4CIF、D1， 嵌入式DVR 因安裝使用簡(jiǎn)單、系統(tǒng)可靠性相對(duì)較高等因素，曾經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間占據(jù)了整個(gè)安防視頻存儲(chǔ)市場(chǎng)的絕大部分市場(chǎng)份額。

第一代 PC 式DVR

第二代 PC 式DVR

青年之路（DAS 存儲(chǔ)）：

在DVR 誕生之后，因?yàn)镈VR 的存儲(chǔ)容量相對(duì)較小，2005 年起，DAS（Direct AttachedStorage-- 直接附加存儲(chǔ)）曾經(jīng)占據(jù)了一段市場(chǎng)主流地位。采用DAS 方案存儲(chǔ)主要包括PC式DVR+DAS 的存儲(chǔ)解決方案和嵌入式DVR+服務(wù)器+DAS 的存儲(chǔ)解決方案兩種。DAS 存儲(chǔ)解決方案由于資源利用率低，無法實(shí)現(xiàn)資源共享，管理分散繁瑣，異構(gòu)化嚴(yán)重及管理維護(hù)成本居高不下等一系列問題，到2008 年逐漸退出安防監(jiān)控市場(chǎng)。

模數(shù)結(jié)合方案

大規(guī)模數(shù)字方案（DVR+ 流媒體服務(wù)器）

需要說明的是：從事過多年安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的專家或工程師會(huì)說：“在模擬時(shí)代和數(shù)字時(shí)代之間還有一個(gè)模數(shù)結(jié)合時(shí)代?！逼鋵?shí)在DVR 替代VCR 作為存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，DVR 不僅提供了視頻圖像編解碼、數(shù)字存儲(chǔ)，同時(shí)也提供了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)訪問功能，整個(gè)模數(shù)結(jié)合的方案已經(jīng)具備了絕大部分的數(shù)字屬性，因此筆者也將其歸屬于數(shù)字監(jiān)控。另外，對(duì)于采用DVR+ 流媒體服務(wù)器的大型數(shù)字監(jiān)控解決方案，其本質(zhì)已經(jīng)將TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)虛擬交換矩陣，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，這種方案本身已經(jīng)是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時(shí)代的視頻存儲(chǔ)——壯年之盛

很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們一直在爭(zhēng)論：有人認(rèn)為DVR 的下一代是NVR，有人認(rèn)為是IPSAN。筆者認(rèn)為NVR 也好，IP SAN 也罷，其實(shí)只是在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控時(shí)代，這兩種存儲(chǔ)設(shè)備在不同場(chǎng)景應(yīng)用下的產(chǎn)品形態(tài)。前端采集設(shè)備——攝像機(jī)由模擬攝像機(jī)向高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)轉(zhuǎn)變，隨之而來的就是后端的視頻存儲(chǔ)設(shè)備由DVR 向NVR 轉(zhuǎn)變。而IP SAN 則是視頻監(jiān)控系統(tǒng)分布式存儲(chǔ)向集中式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)變過程中，從IT 行業(yè)的通用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)需演變而來。在演變的過程中，通用IP SAN 根據(jù)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，不斷的進(jìn)行革新與優(yōu)化，存儲(chǔ)中增加視頻監(jiān)控的媒體及業(yè)務(wù)功能，使之形成今天的安防視頻存儲(chǔ)。

由DVR 進(jìn)化而來的NVR，其自身集成接入、編解碼、管理、預(yù)覽/ 回放、存儲(chǔ)等一系列功能，是一個(gè)典型的All In One 產(chǎn)品，其產(chǎn)品正在向高性能接入和大容量方向發(fā)展；而應(yīng)需而變的IP SAN 產(chǎn)品也隨著視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的需要，融合進(jìn)了視頻接入、轉(zhuǎn)發(fā)、回放等一系列的視頻業(yè)務(wù)功能，由標(biāo)準(zhǔn)的IP SAN 演進(jìn)成為具有一系列安防監(jiān)控業(yè)務(wù)功能的專有視頻存儲(chǔ)設(shè)備。

智能監(jiān)控時(shí)代的視頻存儲(chǔ)——未來之夢(mèng)

云存儲(chǔ)

中國(guó)的安防視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展，各行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，安防視頻監(jiān)控行業(yè)不斷向著IT 化、應(yīng)用化、智能化的方向演進(jìn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了“智能監(jiān)控時(shí)代”。在未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，隨著高清視頻/ 圖片采集的大規(guī)模應(yīng)用，各類數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)爆炸性的海量增長(zhǎng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)應(yīng)用的復(fù)雜程度不斷提高，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（例如：視頻/ 圖片）、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（例如：智能分析結(jié)果）等需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)地保存到存儲(chǔ)系統(tǒng)中，并要求隨時(shí)可以調(diào)用和分析，這對(duì)新一代安防視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能、可靠性、安全性、智能化以及運(yùn)維管理等方面都提出了新的要求。未來的視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)要能夠支持海量數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)及檢索，能夠滿足多路并發(fā)智能分析、大數(shù)據(jù)分析/ 檢索等一系列的高速數(shù)據(jù)訪問需求，新一代存儲(chǔ)系統(tǒng)正在成為“智能監(jiān)控時(shí)代”未來技術(shù)發(fā)展的決定性因素。

筆者認(rèn)為新IT 技術(shù)領(lǐng)域里的計(jì)算、存儲(chǔ)融合的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)在安防視頻監(jiān)控領(lǐng)域得以進(jìn)一步應(yīng)用，同時(shí)分布式存儲(chǔ)與集中式存儲(chǔ)并進(jìn)的業(yè)務(wù)模型仍將會(huì)長(zhǎng)期存在，因此筆者認(rèn)為在“智能監(jiān)控時(shí)代”，新一代的存儲(chǔ)設(shè)備會(huì)有兩種形態(tài)：智能監(jiān)控一體機(jī)與安防云存儲(chǔ)。

智能監(jiān)控一體機(jī)主要部署在少量數(shù)據(jù)小規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)景中，除了具備NVR 產(chǎn)品的所有功能外，應(yīng)具備視頻/ 圖片/ 智能信息混合存儲(chǔ)、視頻/ 圖片智能實(shí)時(shí)分析、設(shè)備堆疊/集群、業(yè)務(wù)無縫接管、高性能視頻解碼等一系列監(jiān)控業(yè)務(wù)功能。

而針對(duì)于數(shù)十PB 甚至數(shù)百PB 級(jí)的海量數(shù)據(jù)大規(guī)模集中存儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的IP SAN 無論是在容量還是在性能的擴(kuò)展上都存在瓶頸，而云存儲(chǔ)作為云計(jì)算領(lǐng)域興起的一種新技術(shù)，通過軟件將系統(tǒng)內(nèi)大量的存儲(chǔ)設(shè)備管理起來，運(yùn)用分布式技術(shù)、虛擬化技術(shù)、集群技術(shù)等對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備資源、存儲(chǔ)空間資源進(jìn)行整合，為用戶提供大容量、高性能的透明存儲(chǔ)服務(wù)。通過云存儲(chǔ)可以突破容量和性能瓶頸，實(shí)現(xiàn)性能與容量的線性擴(kuò)展，并提供數(shù)據(jù)高速讀寫訪問接口，滿足視頻/ 圖片智能分析業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)的高速數(shù)據(jù)訪問需求。同時(shí)，云存儲(chǔ)作為視頻監(jiān)控應(yīng)用的一個(gè)組件來說，將視頻/ 圖片的查詢、檢索、回放、下載等視頻業(yè)務(wù)嵌入到云存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)部，也是云存儲(chǔ)在安防視頻監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

IT 行業(yè)依托于大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)儼然已經(jīng)從IT 時(shí)代步入DT 時(shí)代，安防視頻監(jiān)控行業(yè)借助于海量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通過智能分析技術(shù)的快速發(fā)展和不斷引入新IT 技術(shù)，不久的將來，也一定會(huì)從VT 時(shí)代快速進(jìn)入DT時(shí)代。