随着高清监控在安防监控领域的不断深入，越来越多的监控点都可以通过传输设备将高清前端采集的图像存储到监控存储设备中，为此，面对庞大的高清监控数据，视频存储产品能否跟上高清需求满足高清应用？下面我们就视频监控前端存储技术进行分析与展望。

　　一、视频监控前端存储现状及需求

　　视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。第一个阶段是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。后来随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台（DVR）系统称为第二代数字化本地视频监控系统。随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，促进了视频监控行业的技术发展。目前随着公安部对于安防监控系统性能要求的提高，DVR也渐渐不能满足其需求，而DVR系统的不稳定性也让越来越多的用户开始选择第三代监控系统来实现安防管理。

　　不同于通常IT环境下的存储应用，视频监控系统中的监控点数量众多，监控时间长。同时，视频数据的读写方式也与通常IT系统中的存储数据读写方式具有不同的特点。一般视频监控系统的存储应用具备以下特点：

　　1．容量大

　　监控系统对存储的容量需求弹性比较大；与监控图像的清晰度、监控图像存储时间及监控点数量直接相关。如每路图像采用标清的画质，需要的码率为2Mb/s，假设存储30天，则一路图像需要的存储空间为648GB。一般一个监控系统的规模从几十路到几百路，大型监控系统的规模可几千路，甚至几万路，这样整个监控系统需要的存储空间是海量的。

　　2.稳定性好

　　安防视频存储系统不同于文件服务器系统或普通数据库系统中存储采用的文件或小数据块读写方式，监控系统中的视频数据多以持续性的流媒体方式进行读写，且视频流码率保持恒定，视频图像一般都有帧率的要求，如要求达到25帧/秒，这样也就要求存储设备能够保证足够大且恒定的读写带宽，否则图像采集或回放就会出现丢帧现象，或是存储设备具备较大容量的缓存。

　　3．可扩展性好

　　监控作为一种安防基础设施，系统规模随着业务的增长而不断扩展。同时，随着人们对安全的日益重视，图像存储时间也有延长的趋势，相应的存储容量需求呈线性的爆炸性的增长。因此，视频监控系统存储必须支持大容量，且容量具有高扩展性，满足长时间大容量视频图像存储的需求。

　　4．高可靠

　　通常视频数据读写操作持续时间长，摄像头一般都是7X 24小时工作，视频数据也们样以 7X24小时的方式连续写入到存储设备中。因此，要求存储具有超强的长时间工作能力，保持长时间的稳定性。这对监控存储系统的硬盘要求很高，而一般PC硬盘都是面向5X8小时应用设计的，无法满足监控存储的可靠性需求。所以，监控存储硬盘应多采用可靠性更高的专业硬盘。

　　二、视频监控前端存储技术介绍

　　在高清化、网络化的视频系统中，存储技术功能主要是通过集中化存储的方式实现；即通过后端的录像服务器或NVR对前端摄像机传输的视频流进行集中化录像，存储至相应的存储设备，如磁盘阵列或NVR。而前端存储指的是基于网络视频系统的前端设备，如网络摄像机或视频编码器的存储技术。

　　前端存储主要是借助前端网络摄像机和编码器芯片实现更为灵活．可靠的视频分析，从而降低对带宽、存储的需求，同时减轻后台设备的负担。应用前端存储技术其优势在于通过摄像机本身的处理机制就可实现将视频存储至前端的存储介质（包括SD、SDHC、Micro SD等存储卡）或基于在线的网络NAS存储设备，而无需后台的干预；同时，通过与后台服务器的交互，摄像机的前端存储技术便可成为常规集中化存储的有效补充和高效应用。

　　目前，前端存储具有以下几个方面的优势：一是可以通过分布式的存储部署来减轻集中存储带来的容量压力；二是可以有效缓解集中存储带来的网络流量压力；三是可以避免集中存储在网络发生故障时的图像丢失。

　　对于前端存储，由于单个前端编码设备通常所带监控点路数不多，存储时间也不长，所以对存储容量要求不高，网络摄像机一般用CF卡或SD卡，视频服务器一般用内置硬盘。这与以往单机存储相比基本没有区别。而与以往单机存储本质上不同的是为了保证用户访问的灵活性和便捷性，网络视频监控系统中的所有前端存储除了要能够提供点对点的单机访问外，还要能够通过一个统一的接口提供所有内容的集中共享。为此，网络视频监控系统通过中心业务平台对所有前端存储进行统一管理和调度，并实现存储空间和存储内容的网络化。这样用户既可以直接登录单个前端设备进行录像资料的点播回放，也可以统一登录中心业务平台进行所有前端录像资料的集中检索和回放。

　　三、视频监控前端存储方案分析

　　在一些中小视频监控系统中，系统中的性能瓶颈经常会出现在视频服务器而不是存储设备端，存储设备所能提供的带宽往往是视频监控实际总带宽的两倍或三倍，IOPS也是实际需求的3～5倍。存储设备控制器长时间处于半负荷工作状态，大量的高性能资源被浪费。为保障高可用性、高效性、稳定性和安全性，存储设备的控制器一般都是专门设计的，并采用专用的处理器和缓存，其各项技术参数和性能均高于普通PC服务器。

    为了有效地利用存储资源，可在存储设备控制器中内嵌特殊功能的应用软件，使得存储设备不仅为系统提供数据存储服务器；还能提供专业的网络硬盘存储设备，如NVR网络视频录像机。NVR作为一个新兴的产品在网络摄像机的普及中扮演着非常重要的角色，其主要功能是对网络视频流进行录像、存储，并提供实时显示和代理转发等功能。NVR一般多采用嵌入式架构，硬解码支持多路网络标清或高清摄像机接入，此外它还可以作为节点设备在系统中做节点监控和分布式存储，是目前高清监控存储主要采用的技术之一。

　　四、视频监控前端存储技术发展趋势

　　基于新一代的前端存储技术可实现网络视频监控系统在多种场景下的全新高效应用。

　　1．网络中断下的冗余存储

　　在整个网络监控系统中，基于服务器或NVR的集中化视频录像和管理仍是最为常用的存储管理方式，摄像机或编码器的视频流通过网络传输至后端的服务器端，实现集中化的录像存储管理。然而，当服务器或网络出现中断或故障时；便有可能造成视频录像的丢失，这正是网络监控系统所要极力避免的。基于前端存储技术的网络摄像机和编码器可实现冗众的存储机制，如当网络中断时，将相应的视频录像存储至摄像机的存储介质，防止关键视频丢失；当网络通讯恢复时，存储在本地的视频录像可自动回传至服务器进行存储，以保证存储系统视频数据的完整性。

　　2．更为高效的中小型网络视频监控解决方案

　　众多中小型的监控用户，如连锁商店、小型超市、办公室等的摄像机数量较少，但是为了使用网络视频监控系统，用户往往仍需购买专用的视频管理服务器进行视频录像；这大大提高了视频监控的成本。而基于前端存储技术的摄像机可实现对在线NAS存储设备的直接录像存储，用户只需一台桌面式NAS存储设备，无需专门的视频管理服务器，大大降低了系统的总体成本。

　　3．低带宽显示、高质量录像的分布式系统结构

　　在某些工作时间内，网络带宽有限且无法满足高清视频传输和录像需要的场景，如银行或办公监控系统要实现视频的集中录像往往会影响到其他业务数据的传输或无法实现。在此应用环境下，前端存储技术可将高清的视频录像录制在摄像机的存储卡介质中，并且不会占用网络带宽，而后端管理平台只需调用较低分辨率的图像进行实时查看，甚至无需查看实时视频，这极大节省了工作时间的带宽占用。而当休息或下班时间网络空闲时，前端存储的视频录像便可同步至后端的服务器和存储设备实现集中化的视频存储。

　　4．移动监控存储解决方案

　　当网络不稳定或无法覆盖移动监控应用时；此时基于前端存储技术的摄像机可以将相应的视频暂时存储至SD卡中。当网络稳定正常时，便可连接至监控网络，自动将相应的录像数据传输至后台存储设备进行集中化的存储和管理，大大提高了网络视频监控的灵活性和便捷性。