[發明專利]基于infiniband的高清視頻應用系統及方法

有效

• 申請號: 201210348249.2
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102833580A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 儲浩;樂翔
• 申請（專利權）人: 南京斯坦德通信股份有限公司
• 主分類號: H04N21/231
• 分類號: H04N21/231;H04N21/643;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及視頻領域，更具體的說，涉及一種基于infiniband的高清視頻應用系統及高清視頻識別方法。

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背景技術

傳統的監控模式已不能滿足政府“平安城市”、金融系統、高等教育、監管、監獄、文博等行業對安防的需求，而擁有網絡化、智能化、數字化、遠程化特點的網絡視頻監控系統則成為新的應用趨勢，并形成一個高效、安全、先進的網絡視頻監控體系。

在網絡視頻監控系統中，H.264編碼壓縮算法得以成功推廣，隨著用戶的逐步認可、價格的降低及功能的完善，必然迎來高清網絡攝像機主導未來視頻監控領域的時代。目前的統計表明，高分辨率的圖像質量視頻存儲更有價值，尤其在治安型的監控系統中，最終起到作用的90%都是靠高清晰的回放錄像。而基于標準H.264壓縮技術的高清網絡攝像機，一路720P高清全實時圖像的碼流是3Mbps，錄像一小時需要的存儲空間大約是1.35G左右(若是1080P，視頻錄像通常按5Mbps計算，一小時需要2.25G)。由此可以看出高清網絡攝像機需要更大空間的存儲。

視頻文件屬于非結構化數據，對網絡帶寬有較強的依賴。如果前端安裝200路720P百萬像素全實時高清攝像機(按每路錄像占用3Mbps計算)，占用總帶寬資源60%～80%，所以千兆網已經完全可以有效支持。若換成1080P，錄像帶寬按5M甚至是高標準6M每路計算時，整個傳輸網絡帶寬設計就幾乎需要翻一番。

綜上所述，從硬件網絡攝像機接口技術、H.264編碼技術及成本等方面，千兆網完全滿足前端應用環境。但在后臺處理中，千兆網環境已經就力不從心。后臺處理最典型的就是集中存儲和視頻處理技術的應用。

在集中存儲方面，存儲系統是匯聚點，所有高清攝像機將同時信息存儲到系統中，對整個網絡帶寬造成了很大壓力。在大規模的部署中，萬兆以太網也顯得力不從心，而目前infiniband技術單端口起步就是4萬兆和納秒級延時，相比以太網有更低的傳輸延時和提供更高的帶寬能力。從存儲協議來看，以太網采用的IP?SAN架構采用了ISCSI協議，在千兆網環境實際傳輸效率只有40%-60%，較多的CPU資源參與到TCP/IP的解包和重組工作中。雖然，目前10Gb以太網推出TOE（TCP/IP?Offload?Engine，TCP/IP負荷卸載引擎)?硬件加速設計，但其有限的卸載能力和可觀的價格是較大的障礙。而基于infiniband技術的存儲協議是SRP（SCSI?RDMA?Protocol，SCSI遠程直接內存訪問協議），SRP協議是在InfiniBand中將SCSI命令進行打包，允許SCSI命令通過RDMA(Remote?direct?memory?access，遠程直接內存訪問)在不同的系統之間進行通信，實現存儲設備共享和RDMA通信服務。RDMA技術使得CPU處理通訊包只是占整個系統資源的3%，大部分寶貴的資源讓給用戶作業，97%流量通訊是通過本地內存到遠端內存訪問實現。另外infiniband通過IPoIB技術，實現TCP/IP協議在infiniband網絡部署，使得很多基于TCP/IP的應用無需更改代碼而享受infiniband網絡帶給的高帶寬低延時的高質量服務。

在視頻處理方面，視頻識別技術是非常重要的環節。在火車站、飛機場、地鐵、汽車站、展會等人群密集場所，隨時掌握人群數量、密度等對指揮、安檢等部門適時做出正確決策具有重要意義。完全依靠人眼盯著顯示器監控檢測區域的變化，由于監控人員無可避免的疲勞、疏忽等原因，極容易讓可疑人物通過。采用圖像處理方法實現智能化檢測、分析是今后安檢系統智能化發展的方向。

視頻識別技術可以分為實時分析和事后分析，考慮到視頻數據的特征，無論是實時分析還是事后分析，其算法都是復雜的，并且往往是高效的并行算法，其伴隨大量的計算產生大量中間數據，這些中間數據需要多個節點同時讀取和寫入。這是典型的計算集群環境特征，并行算法希望的網絡環境是高速、穩定、可靠和低延時。infiniband完全適合這樣的計算密集型的集群環境。

雖然infiniband技術在高性能計算領域和數據中心內部署較為廣泛，其高帶寬和低延時的出色的能力也得到了廣泛認可，但如何將其與當今視頻監控存儲及識別分析技術結合一直是空白。

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發明內容