云计算助海量视频智能分析数据挖掘

2011-07-11 20:08:03来源: CPS

  从计算技术的革新演变路线可以清楚的看到云计算诞生是必然的。从上世纪40年代第一台计算机被人类发明以来,到70年代互联网的出现,再到现在的云计算,合理的解释了计算节点由单点计算,发展到联网计算,再到现在的云计算,整个过程就是从量变到质变的飞跃。云计算(Cloud Computing)的定义是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算里不仅包裹着计算资源、存储资源,还有网络等等。并且,当传统的计算变革完成后,以数据中心网络(DCNet)为核心的新一轮变革粉墨登场,我们会发现,云计算的本质是在构建一个智能的数据中心,或者说下一代数据中心。

  这么一个IT产物又将会对安防行业产生什么样的影响呢?有业内专家分析,云计算里有云的网络、云的存储、云的计算,甚至还有云的建设模式。随着视频监控网络化的发展,需要存储和管理的视频数据量日益成为海量,NSA/SAN(网络化存储)、云存储和虚拟信息中心等技术在安防监控行业的发展上有着巨大的应用前景。安防行业在高清化、智能化时代的来临之后,面临的是海量的视频数据如何存储如何识别的难题。借用云计算技术,相信可以在海量视频数据中找寻到对用户有价值的图像信息。

  云计算的构成及特点

  从本质上来说,云计算是一种IT模式的改变,这种变化使得IT基础架构的运营专业化程度不断集中和提高从而对基础架构层面提出更高的要求。如图1所示,云计算聚焦于高性能、虚拟化、动态性、扩展性、灵活性、高安全,简化用户的IT管理,提升IT运行效率,大幅节省成本。云计算的基础架构主要以计算、网络、存储构成,为满足云计算的上述要求,各基础架构层面都有自身的要求。如图2所示,对于服务器,云计算要求其支持更密集的计算能力(目前多路多核架构),完全的虚拟化能力(CPU指令虚拟化、软件虚拟化、桥片虚拟化、IO虚拟化),多个IO(数据访问与存储)的整合—CEE与FCOE;对于网络,面向100G的性能成为云计算的基本支撑平台,搭建更扁平化、高度可扩展的架构,满足虚拟机算环境的大规模二层无环网络、COE/DCE的统一交换、L2-L7的深度高速(10GE级性能)安全集成;对于存储,高速IO将面向10G/16G,高度扩展的虚拟化海量存储,面向统一交换IO整合的FCOE。

  有人说今年是云计算的元年,经过三年的沉淀,云计算的特点脱颖而出。我们在掌握何为云计算的时候,还需要掌握它的这些特点,以便能在具体应用中对号入座。云计算最突出的特点表现在高可靠性、高扩展性、通用性突出、规模超大、无需基建资金投入、产品研发周期快等等。

  “云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。云计算不针对特定的应用,在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。应用在“云”中某处运行,但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。另外,“云”的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。

▲图1 云计算对基础架构的关注点 (图片由H3C提供)

▲图2 云计算的基础架构要求 (图片由H3C提供)

  “云”如何存储海量视频监控数据

  众所周知,视频监控系统一般具有监控点多、视频数据流大、存储时间长、24小时连续不间断作业等特点。视频监控系统中采用的存储设备在数据读写方式上具有与其他类型系统不同的特点。

  安防监控技术发展到今天经历了模拟化、数字化、网络化三个阶段。与之相适应,监控数据存储也经历了多个阶段:从最初的VCR模拟数据存储,到DVR数字数据存储,再到现在的集中网络存和SAN存储技术,以及近期出现的云存储技术。NAS采用磁盘阵列和网络架构具有极大的存储容量,而SAN配合监控管理平台能够提供更大的存储空间,具有存储空间易于扩展、寻址灵活、可远距离传输数据、存储设备利用率高等特点,特别适合大型的集中式网络监控系统。IP SAN被认为是视频监控存储市场的下一个热点。DVR在相当长的一段时间内会与其他的存储方式共存。

  视频监控系统的图像信息量巨大,需要的存储容量相当可观,要求具有足够的存储空间。系统存储设备作为视频监控系统的主要后端设备之一,应能将前端采集并压缩后的数据通过各处的网络进行集中或分散的存储和管理,并满足视频监控海量存储的需求。随着大规模监控项目的不断增多,海量视频监控数据如何存储成为业内人士普遍关注的焦点。于是,云存储浮出水面。与传统的存储设备相比,云存储不仅仅是一个硬件,而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心,通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。

  云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。这是一种具有很大诱惑性的存储技术,云存储可以实现存储完全虚拟化,大大简化应用环节,节省客户建设成本,同时,提供更强的存储和共享功能。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。云存储的核心是应用软件与存储设备相结合,通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。

  视频监控云存储方案浮出水面

  云存储已经成为未来存储发展的一种趋势,目前,云存储厂商正在将各类搜索、应用技术和云存储相结合,以便能够向企业提供一系列的数据服务,但是,未来云存储的发展趋势,主要还是要从安全性、便携性及数据访问等角度进行发展。

  去年年底,英特尔和北京东方网力科技有限公司达成合作共识。英特尔通过资金和技术的支持,帮助东方网力基于英特尔至强及凌动平台,开发和优化新一代NVR、PVG视频监控管理平台和云存储产品和解决方案,提高从终端设备到服务器和云存储的应用创新能力。无独有偶,作为存储领域的领军企业浪潮科技,全面提升自有产品线竞争力,实现“三位一体”的立体化产品发展模式,先后推出方案型产品AS1200、新一代8Gb光纤架构平台AS2000、云存储平台产品AS3000和AS8000等多款自主研发产品。

  H3C存储及多媒体事业部产品部技术总监朱兵则表示,H3C发布的IMOS多媒体应用平台其实就是一个很好的云技术的应用平台。因为IMOS支撑视频监控、视讯会议等多媒体应用,融合了软件中间件、数据库与操作系统技术,包括音视频序列化硬件产品、多媒体通信软件平台、开放融合合作增值业务等。

  在IMOS平台基础上,有一个IMS的存储架构,会从中心存储到前端存储甚至是网络中端存储的整合,一直沿着开放的态度,实现云存储。

  随着安防监控技术与用户需求相结合的趋势日趋明显,在安防监控产品集成过程中,存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点,不断的完善自己,存储产品和安防监控技术整合已经是大势所趋。监控云存储系统就是存储和监控相融合的产物,相信会得到市场认可。

  智能视频分析技术识别海量信息

  智能视频分析技术在中国安防监控领域已经得到了认可,行业普遍认为智能视频分析技术代表着视频监控行业的发展未来。纵观如今的智能视频监控行业,我们可以看到国内的各家厂商都在推出自己的智能视频监控产品和应用解决方案,竞争较为激烈。随着高清时代的到来,如何从海量的视频监控数据中找寻到自己想要的信息,并且在很短的时间内查询到,这就需要智能分析技术帮忙实现。

  据了解,高清视频在经过不同的编码处理以后,依据码率不同,而有着不同的要求。一般码率在6-20Mb之间,压缩效率、压缩方式不同,所获得的最终文件大小约为3-10GB/小时,因此便产生了对于存储大容量的要求。目前720P高清视频摄像数据信息每小时视频录像可压缩到3GB左右容量,但由于采集的是高清视频,而一般的监控系统摄像路数都是几百乃至上千路,所以这种应用将需要更多的存储设备和更大的存储容量。我们可以以此为例算一笔账:按一个月保存时间要求计算,3GB/小时×24小时×30天×1路=2.16T,一个拥有500路高清视频摄像,需要保存30天的监控系统所需的最少存储容量是1PB。如此庞大的数据容量对存储提出了极为苛刻的要求。

  由于视频监控的数据量非常大,而用户真正需要的信息只是少部分,或者说真正需要监视的只是发生概率很小的某些事件,如何通过海量数据获取有价值的信息,这将是智能视频分析技术一展拳脚的机会。因为它能够把视频监控从静态的、事后取证变成动态的、实时预防和告警,这对于用户来说十分重要。随着技术的发展,智能化的监控系统将要求事发前能够识别并作出正确的判断,为人们提供最为有效、及时的快速反应措施。

  未来:云计算与物联网两大巨头携手安防

  谈及未来安防与云计算有何密切联系时,我们不得不看它与另一巨头——物联网的关联性。在这样一个物物相连的社会中,将会产生大量的数据信息,特别需要进行大量而快速的运算,云计算带来的高效率的运算模式正好可以为其提供良好的应用基础。物联网是把智能终端和云计算结合在一起的非常好的领域,只有智能终端和云计算巧妙地无缝结合,物理世界和数据世界当中的信息才会完美地联结在一起。

  在这样一个大背景之下,安防若需要与时俱进,必须把握与物联网和云计算两大巨头的共同发展机遇。随着安防高清时代的来临,海量视频数据将在物联网的平台之上,通过云计算实现智能化的识别与分析,让用户快速、高效地掌握有效信息,变被动监控为主动监控,以构建出高规格的安防体系。

       

关键字:云计算  视频识别  视频数据  海量存储

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0711/article_3849.html
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