背景

随着城市的现代化建设和经济的快速发展,构建和谐社会的必要性与日俱增,每个城市都为打造“平安城市”而努力。其中,安防监控系统作为保障城市居民人身财产安全的有力措施,也理所当然地成为了平安城市中的一项重要指标。这也对传统的安防监控体系提出了新的要求,同时也给监控市场带来了新的机遇和挑战。

视频监控技术正在不断地发展,用户对于视频监控产品的要求也在不断提高,用户希望的产品要有着更高的清晰度,更完善的功能,更稳定的性能,更丰富的终端等等。要实现大规模高清监控,就必须从视频源的采集、视频信号的编解码、视频信号的传输、视频实时监控与记录、录像文件的回放等环节全面支持大规模网络高清。这样就给高清监控系统带来了一系列现实的问题:网络带宽紧张、存储空间庞大、对性能的要求成倍增长、投资与维护成本高昂、系统扩容升级压力等等。

因此,云视频监控的模式应运而生,充分利用“云”的计算能力和存储能力,从而保障了海量高清视频监控的可行性和可靠性。



产品简介

cVideo云视频监控系统是南京云创大数据科技股份有限公司自行研发和设计的大规模高清视频监控解决方案。依托本公司的cStor云存储平台,以及cProc云处理平台,使得cVideo构架下的综合调度和云端转码可以完美地满足超大规模视频监控、海量数据存储、以及远距离监控的要求。同时,cVideo还研发了智能图像识别算法,采用大规模分布式云处理,使得计算机对视频数据达到了识别和认知水平。


图1移动终端(以IPad为例)



系统架构


图2 综合视频监控云平台架构图


前端设备

前端设备在中心服务器的调度下进行信息采集,以RTSP的形式传输给存储/处理服务器集群,或者以SDK的形式传输给接入服务器。(前端设备包括:模拟摄像机、网络摄像机、卡口、第三方平台等)




接入服务器

整合各种前端设备,将不同厂家不同平台的前端设备通过RTSP或者SDK的方式接入本系统,以实现多种前端摄像机、已有平台的统一接入,供本平台内其他模块统一调用,并以轮询的方式监听前端设备,如有异常则产生报警信号。




中心服务器

中心服务器是平台的核心控制部分,实现了与客户端的信令交互、通过JobKeeper云调度系统来调度云集群节点处理各项任务,并实现对整个平台的统一管理和监控。

  • 用户管理功能:根据用户信息表,管理用户登录、用户的权限,可以管理用户信息、增删用户等。
  • 前端信息采集设备管理功能:根据摄像机和用户的权限,管理当前用户所能涉及的前端设备状态、节点运行状态,并进行实时的更新。
  • 与用户和前端设备的信息交互功能:更新前端信息,并根据客户需求进行对前端设备调度,以及对JobKeeper的任务分发。同时,进行信息数据的处理,以完成整个平台的调度工作。
  • 对服务器集群进行统一的调度管理,获取每台机器的运行状态。根据机器的运行状态进行自动调度和部署,负载均衡,提高机器的使用率,进而提高服务器的处理效率。
  • 解决服务器集群信息处理的冗余状态,查错排错,保证系统的无人值守、自动生长的高效性。



存储服务器集群

使用cStor云存储系统,提供统一的存储资源池,用以存储关键数据,提供历史视频的回看以及相关数据的下载服务。同时,支持网络挂载盘符的模式,以满足整个平台中其他模块的存储需求。




处理服务器集群

大致可以分为接入分析、数据处理和结果分发三个子模块,主要负责对完成对接入视频的各项处理任务,诸如:内容识别、实时转码、录像存储等,再将处理好的结果发送至流媒体服务器和存储服务器。




流媒体服务器

以流媒体服务器的形式对外提供标准的RTSP流媒体服务,用户根据相应的流媒体RTSP地址,即可实时地获取系统处理完后的实时视频数据,以供监控和远程访问。采用虚拟IP技术,备份冗余机制,针对公网和内网不同的访问需求提供不同的码流推送。




客户端

支持Windows、Linux、iOS、Android等主流操作系统,提供B/S和C/S架构客户端,控制视频解码上墙等,实现与用户的直接交互。



C/S客户端界面如上


B/S端客户端界面如上





产品特性

高性价比和动态伸缩性

cVideo构建于cStor云存储、cProc云计算平台之上,有着低廉、高可靠性的海量存储能力、数据处理能力和无限可扩展能力,当用户存储需求增长时,也仅需添加存储节点即可,并且支持热插拔、服务不停动态升级等功能,这将大幅降低用户的投资及升级维护费用。

海量视频数据实时处理

基于分布式的架构,cVideo以集群的形式共同对外提供服务,将海量实时视频数据的压力均匀分散到每个处理节点上,实现负载均衡,保证每个节点都处于高效的运转状态。根据实时性的要求,我们将数据接入、处理、转发等模块做了优化,尽量做到数据在集群内不迁移,减少IO和传输操作,进一步确保实时性的要求。



基于应用层的HTTP协议交互

为了应对跨平台使用以及第三方应用开发的需求,cVideo对外的接口使用标准的HTTP协议。cVideo省去了繁杂的SDK,而是在系统内部搭建RPC服务器,以响应WebServer服务器收到的请求,提供远程请求方法调用的形式,只需要以HTTP协议发送请求(即相应的URL地址),系统就会将结果返回,使得操作十分简便。

云端转码技术

为了尽可能优化系统性能,cVideo将根据用户客户端的监控需求动态地调整视频分辨率,从而在满足用户需求的同时降低对网络带宽的消耗,因而支持更高的系统规模。对于摄像头采集的高清视频信号,cVideo将在cProc云计算平台上采用高效实时转码技术,将采集到的各路高清视频信号转换为符合监控客户端需求的信号,并实时转发,这样可以有效地减小监控端处的解码压力,使得监控更为流畅,并能有效地支持诸如IPAD、手机等移动终端的监控需求。

智能内容识别

cVideo的智能图像检索采用先进的图像处理技术并结合模式识别对已有的海量视频进行事件检索,实现了对事件发生视频的切片回放、运动帧提取和对象跟踪。目前cVideo可以对烟、火、运动物体、遗留物、车辆统计和特定行为等情况下的识别达到很高的识别度。





技术规格


内容 具体描述
视频接入 支持市面上大多数的前端设备接入。
视频输出 RTSP标准流媒体格式,通过流媒体服务器推送至客户端。
信息交互格式 以HTTP协议,JSON方式封装,实现信令交互。
数据存储 基于cStor分布式云存储系统,存储容量和读写速度可根据需求动态增减节点。
负载均衡性 根据机器负载自动进行负载均衡,增加或减少一个处理节点后,系统仍能均匀地向各节点分发数据。
稳定性 系统7*24小时运行,无故障。
可靠性 系统无单点故障,任意节点宕机,系统正常工作,客户端无任何影响。
可扩展性 通过增加存储/处理节点,存储容量/处理性能则会自动增加,整体性能和可靠性随着节点数量的增加成线性上升。
多终端支持 基于云端转码技术根据终端设备需求,将原始画面的分辨率大小动态转换满足终端设备,支持PC、IPAD、Android手机等多种终端设备。
转码时延 系统内部处理时延在1秒以内。




市场应用



应用范围 应用描述 典型用户
安防领域(平安城市、智慧城市) 海量数据存储、实时视频流处理、视频内容智能识别 交管局、安防行业
系统集成、统一云平台 数据集中式存储、提供多种应用的并发访问、减少信息孤岛。 交管局、环保局、公安局、网警
媒体、娱乐 海量数据存储、海量数据处理、视频格式转换、高清节目转码 电视台、媒体制作相关行业
基于视频的上层应用开发 视频内容集中式存储以及管理、视频监控道路车流量统计、智能导航 交管局、智能交通相关行业





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