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我是一個錄像機(NVR)

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我是一個網絡錄像機,簡稱NVR。我的前輩是DVR,我們的區別很簡單,DVR接的是模擬攝像機,我連接的是IP攝像機。

我的前輩DVR比我辛苦,因為模擬攝像機的模擬信號連過來之後,他要進行數字化、編碼壓縮和存儲轉發;我的工作比較簡單,IP攝像機加工完成的數字/編碼信號來了之後,我通常只進行存儲及轉發,偶有回放錄像請求,總體占比例不高。

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後來有人說為嘛分那麽清楚,為嘛不能一臺錄像機既能接入模擬攝像機又能接入IP攝像機呢,於是出現了混合錄像機Hybrid-VR. 有點類似混合動力車的概念。

在小型項目上,有人說你這個造價不菲的NVR,為啥就只能存儲轉發,解碼上墻的活你攬過去得了,於是我又增加了解碼卡,就變成了一體機了。

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早期,我們家族定位清晰,做視頻監控的“中層領導”,不連接報警輸入輸出、不解碼,集中資源做“音視頻流”。通常,我們一個NVR管理16~32個IP攝像機(通道),當然也有能力大的據說能管理96路(音視頻通道),把他們的視頻進行存儲及轉發,我們向上對CMS(管理平臺)匯報,他們給我們下指令,派任務(指令/信令流)。

實際上,我們一直認為我們NVR和前輩DVR是可以長期並存的,當然我們作為後生力量,和高清IPC合力,優勢比較明顯。但是DVR憑借早期模擬機保有量及簡單可靠性,有自己的用武之地。最早提出“NVR, DVR的終結者”的是蘇州一企業,雖然噱頭,倒也前瞻。

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對於我們存在的形式,行業一直是有爭議的。甚至說NVR是硬件還是軟件還有不同聲音。實質上,不同NVR廠商提供的NVR產品形態的確不同,有的提供軟硬一體解決方案(TurnKey),如嵌入式NVR或基於某些服務器廠商的NVR,有的提供純軟件(SoftwareOnly)解決方案,如光盤軟件加許可(License)的形式。但是這些只是表面現象而已,NVR實質上可以理解為軟件,但是其完整功能的實現離不開計算機平臺這個載體。你說MP3是硬件還是軟件?

除了外在形態,行業對我們爭議比較多的就是文件(視頻流)的存儲形式,這個其實比外在形態之爭更有意義,更有內涵。簡單講,就是我們(NVR)把視頻流抓過來了(從IPC或編碼器),面對視頻大倉庫(磁盤陣列),如何存儲,什麽形式(文件存儲還是塊存儲)。File I/O及Block I/O是存儲數據的兩種不同方式,即文件IO及塊IO,File I/O方式中,操作系統需要對硬盤進行格式化,在硬盤分區上產生一個文件系統結構,操作系統通過文件系統來實現對硬盤數據的定位;在Block I/O方式中,操作系統不需對硬盤進行格式化,並不在硬盤分區上產生文件系統,應用程序繞過OS直接定位讀取Raw Disk(裸盤)中的數據。

通過Block I/O (Raw I/O)來直接定位硬盤的數據,效率較高,檢索方便、無碎片。

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關於穩定性。機器也會犯病,我們當然有趴窩的時候。我們的故障點可能在於服務器硬件、存儲硬盤、網絡、軟件等環節。上面說了,我們手下一般16~32個小弟(IPC),我們停工了,他們辛辛苦苦加工出來的東西(視頻流)沒有上家了,導致視頻沒有的長期存儲功能,短期存儲可能基於個別IPC的小金庫,有一點點。所以我們需要冗余功能(Redundency),簡單講就是每10臺左右NVR,多出來一臺冗余NVR候著,他平時不幹活,我們當中有人休病假(宕機),他自動識別並接管,一旦病好了,再恢復原狀,冗余機就繼續一邊涼快去。

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智能化、物聯網時代,不說自己智能都不好意思出來混。我們家族當然也智能化的路上前進。早期的智能NVR,即帶視頻分析功能的NVR,Smart NVR,將視頻分析算法內置於NVR內,采用基於服務器方式執行視頻內容的分析過程。此架構的優點是算法由服務器的CPU完成,因此,對前端設備如編碼器、網絡攝像機可以不做任何設置或改動,即可過渡到智能系統。另外,如果日後需要進行通道的分析功能調整,升級算法,只需要針對NVR,比較容易實施。未來的智能化可以對視頻進行識別、分析、描述,將非結構化數據轉變化結構化數據提供給管理平臺。目前已有NVR產品成功引入圖像識別分析類的智能技術應用,實現視頻摘要、智能檢索、智能告警等功能。

我的實戰經驗分享:以下圖的系統架構為案例進行說明,在Site A及Site B分別有16臺攝像機(2臺8路編碼器),編碼器的碼流情況設定為[email protected]@2M。共32路攝像機通道指定到核心網的一臺NVR服務器上,NVR與磁盤陣列通過SCSI通道直接連接進行存儲,所有錄像需要保存7天;控制中心設置9臺監視器構成的電視墻,進行實時解碼顯示;控制中心設置1臺客戶工作站,用來對任意4個通道進行錄像回放工作(Playback);遠程有1臺客戶工作站(Live),用來對任意4個通道進行實時視頻瀏覽工作。

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NVR部署的關鍵在於NVR的數量設計、存儲空間設計及網絡帶寬設計。因此,在設計、選型NVR系統之前,必須明確如下事宜:

攝像機的數量及分布情況。

視頻通道的碼流設置,如幀率、分辨率等(其實質是確定碼流)。

控制中心的電視墻位置(在網絡中)。

NVR及磁盤陣列的位置(在網絡中)。

客戶端的數量、位置及其應用情況(進行回放、實時顯示等)。

歸檔服務器的位置及視頻備份的模式(全部歸檔、部分歸檔等情況)。

雖然簡單,但已經足夠讓我們了解系統設計中需要註意的主要事項。從圖中可以看出,系統的主要構成部分是編碼器、NVR、解碼器及客戶工作站,從中可以快速提煉出如下信息。

通道情況:通道數量32ch,碼流2Mbps。

實時監視(Live)視頻流9ch×2Mbps+4ch×2Mbps。

實時存儲(Record)視頻流32ch×2Mbps。

實時回放(Playback)視頻流4ch×2Mbps。

最後,說一個虛無縹緲的事,雲計算會不會終結NVR? 終結倒是談不上,但是是個趨勢。很簡單,NVR既然是通用軟件,如同CRM/OA軟件一樣,直接部署在阿裏巴巴或者亞馬遜的雲端就完了,用戶需要購買的,就是IPC(或者租用),以及阿裏巴巴或者亞馬遜的雲存儲服務資源(月租形式),目前的主要是帶寬問題。機場、地鐵、鐵路,應該是NVR雲化的排頭兵。

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最後八卦一下圈裏的事兒。先說外來的和尚,早期的當屬以色列NICE,BOSCH,MILESTONE,在產品理念及案例上,諸多亮點;國內的宇視,跟國外產品套路接近,“塊存儲”亮點頗多,引領一陣風騷和爭議;科達提出了“NVR, DVR終結者的口號”;後起之秀東方網力,提出了很不錯的NVR中間件概念;海康和大華,作為DVR起家的兩個龍頭,在NVR產品上,四平八穩;模擬巨頭TYCO,PELCO的 NVR,影響力不大;日系SONY, 松下的NVR,聽說過,真沒見過!

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