背景

隨著城市的現代化建設和經濟的快速發展,構建和諧社會的必要性與日俱增,每個城市都為打造“平安城市”而努力。其中,安防監控系統作為保障城市居民人身財產安全的有力措施,也理所當然地成為了平安城市中的一項重要指標。這也對傳統的安防監控體系提出了新的要求,同時也給監控市場帶來了新的機遇和挑戰。

視頻監控技術正在不斷地發展,用戶對于視頻監控產品的要求也在不斷提高,用戶希望的產品要有著更高的清晰度,更完善的功能,更穩定的性能,更豐富的終端等等。要實現大規模高清監控,就必須從視頻源的采集、視頻信號的編解碼、視頻信號的傳輸、視頻實時監控與記錄、錄像文件的回放等環節支持大規模網絡高清。這樣就給高清監控系統帶來了一系列現實的問題:網絡帶寬緊張、存儲空間龐大、對性能的要求成倍增長、投資與維護成本高昂、系統擴容升級壓力等等。

因此,云視頻監控的模式應運而生,充分利用“云”的計算能力和存儲能力,從而保障了海量高清視頻監控的可行性和可靠性。



產品簡介

cVideo云視頻監控系統是南京云創大數據科技股份有限公司自行研發和設計的大規模高清視頻監控解決方案。依托本公司的cStor云存儲平臺,以及cProc云處理平臺,使得cVideo構架下的綜合調度和云端轉碼可以滿足大規模視頻監控、海量數據存儲、以及遠距離監控的要求。同時,cVideo還研發了智能圖像識別算法,采用大規模分布式云處理,使得計算機對視頻數據達到了識別和認知水平。


圖1移動終端(以IPad為例)



系統架構


圖2 綜合視頻監控云平臺架構圖


前端設備

前端設備在中心服務器的調度下進行信息采集,以RTSP的形式傳輸給存儲/處理服務器集群,或者以SDK的形式傳輸給接入服務器。(前端設備包括:模擬攝像機、網絡攝像機、卡口、第三方平臺等)




接入服務器

整合各種前端設備,將不同廠家不同平臺的前端設備通過RTSP或者SDK的方式接入本系統,以實現多種前端攝像機、已有平臺的統一接入,供本平臺內其他模塊統一調用,并以輪詢的方式監聽前端設備,如有異常則產生報警信號。




中心服務器

中心服務器是平臺的核心控制部分,實現了與客戶端的信令交互、通過JobKeeper云調度系統來調度云集群節點處理各項任務,并實現對整個平臺的統一管理和監控。

  • 用戶管理功能:根據用戶信息表,管理用戶登錄、用戶的權限,可以管理用戶信息、增刪用戶等。
  • 前端信息采集設備管理功能:根據攝像機和用戶的權限,管理當前用戶所能涉及的前端設備狀態、節點運行狀態,并進行實時的更新。
  • 與用戶和前端設備的信息交互功能:更新前端信息,并根據客戶需求進行對前端設備調度,以及對JobKeeper的任務分發。同時,進行信息數據的處理,以完成整個平臺的調度工作。
  • 對服務器集群進行統一的調度管理,獲取每臺機器的運行狀態。根據機器的運行狀態進行自動調度和部署,負載均衡,提高機器的使用率,進而提高服務器的處理效率。
  • 解決服務器集群信息處理的冗余狀態,查錯排錯,保證系統的無人值守、自動生長的高效性。



存儲服務器集群

使用cStor云存儲系統,提供統一的存儲資源池,用以存儲關鍵數據,提供歷史視頻的回看以及相關數據的下載服務。同時,支持網絡掛載盤符的模式,以滿足整個平臺中其他模塊的存儲需求。




處理服務器集群

大致可以分為接入分析、數據處理和結果分發三個子模塊,主要負責對完成對接入視頻的各項處理任務,諸如:內容識別、實時轉碼、錄像存儲等,再將處理好的結果發送至流媒體服務器和存儲服務器。




流媒體服務器

以流媒體服務器的形式對外提供標準的RTSP流媒體服務,用戶根據相應的流媒體RTSP地址,即可實時地獲取系統處理完后的實時視頻數據,以供監控和遠程訪問。采用虛擬IP技術,備份冗余機制,針對公網和內網不同的訪問需求提供不同的碼流推送。




客戶端

支持Windows、Linux、iOS、Android等主流操作系統,提供B/S和C/S架構客戶端,控制視頻解碼上墻等,實現與用戶的直接交互。



C/S客戶端界面如上


B/S端客戶端界面如上





產品特性

高性價比和動態伸縮性

cVideo構建于cStor云存儲、cProc云計算平臺之上,有著低廉、高可靠性的海量存儲能力、數據處理能力和無限可擴展能力,當用戶存儲需求增長時,也僅需添加存儲節點即可,并且支持熱插拔、服務不停動態升級等功能,這將大幅降低用戶的投資及升級維護費用。

海量視頻數據實時處理

基于分布式的架構,cVideo以集群的形式共同對外提供服務,將海量實時視頻數據的壓力均勻分散到每個處理節點上,實現負載均衡,保證每個節點都處于高效的運轉狀態。根據實時性的要求,我們將數據接入、處理、轉發等模塊做了優化,盡量做到數據在集群內不遷移,減少IO和傳輸操作,進一步確保實時性的要求。



基于應用層的HTTP協議交互

為了應對跨平臺使用以及第三方應用開發的需求,cVideo對外的接口使用標準的HTTP協議。cVideo省去了繁雜的SDK,而是在系統內部搭建RPC服務器,以響應WebServer服務器收到的請求,提供遠程請求方法調用的形式,只需要以HTTP協議發送請求(即相應的URL地址),系統就會將結果返回,使得操作十分簡便。

云端轉碼技術

為了盡可能優化系統性能,cVideo將根據用戶客戶端的監控需求動態地調整視頻分辨率,從而在滿足用戶需求的同時降低對網絡帶寬的消耗,因而支持更高的系統規模。對于攝像頭采集的高清視頻信號,cVideo將在cProc云計算平臺上采用高效實時轉碼技術,將采集到的各路高清視頻信號轉換為符合監控客戶端需求的信號,并實時轉發,這樣可以有效地減小監控端處的解碼壓力,使得監控更為流暢,并能有效地支持諸如IPAD、手機等移動終端的監控需求。

智能內容識別

cVideo的智能圖像檢索采用先進的圖像處理技術并結合模式識別對已有的海量視頻進行事件檢索,實現了對事件發生視頻的切片回放、運動幀提取和對象跟蹤。目前cVideo可以對煙、火、運動物體、遺留物、車輛統計和特定行為等情況下的識別達到很高的識別度。





技術規格


內容 具體描述
視頻接入 支持市面上大多數的前端設備接入。
視頻輸出 RTSP標準流媒體格式,通過流媒體服務器推送至客戶端。
信息交互格式 以HTTP協議,JSON方式封裝,實現信令交互。
數據存儲 基于cStor分布式云存儲系統,存儲容量和讀寫速度可根據需求動態增減節點。
負載均衡性 根據機器負載自動進行負載均衡,增加或減少一個處理節點后,系統仍能均勻地向各節點分發數據。
穩定性 系統7*24小時運行,無故障。
可靠性 系統無單點故障,任意節點宕機,系統正常工作,客戶端無任何影響。
可擴展性 通過增加存儲/處理節點,存儲容量/處理性能則會自動增加,整體性能和可靠性隨著節點數量的增加成線性上升。
多終端支持 基于云端轉碼技術根據終端設備需求,將原始畫面的分辨率大小動態轉換滿足終端設備,支持PC、IPAD、Android手機等多種終端設備。
轉碼時延 系統內部處理時延在1秒以內。




市場應用



應用范圍 應用描述 典型用戶
安防領域(平安城市、智慧城市) 海量數據存儲、實時視頻流處理、視頻內容智能識別 交管局、安防行業
系統集成、統一云平臺 數據集中式存儲、提供多種應用的并發訪問、減少信息孤島。 交管局、環保局、公安局、網警
媒體、娛樂 海量數據存儲、海量數據處理、視頻格式轉換、高清節目轉碼 電視臺、媒體制作相關行業
基于視頻的上層應用開發 視頻內容集中式存儲以及管理、視頻監控道路車流量統計、智能導航 交管局、智能交通相關行業





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