视频监控系统中数据存储优化
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作者:段雨梅
摘 要：本文首先分析了不同应用场景下的视频监控系统的存储方式，然后分析在这些应用场景下视频的存储及视频回看中存在的问题，最后提出了在一定特殊场景下的存储优化方法，该方法能够有效的提高视频存储及视频回看的效率，而且不会影响监控视频的画质和内容。
关键词：视频监控;视频回看;优化存储
随着科技的发展和进步，视频监控系统已经随处可见，这些系统也为社会的安全做出了巨大贡献，同时也为社会节约了大量的人力资源，例如在车辆的监控上，在演唱会等人流量巨大的现场，视频监控系统具有不可或缺的地位。
视频监控系统主要由前端音视频采集设备、音视频传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端存储将承载着整个视频监控系统的所有数据，存储设备的选择对整个视频监控系统至关重要。
一、视频监控系统的存储方式
视频监控系统的规模不同，对后端存储设备的要求也不同，下面本文介绍几种常见的后端存储介质。
（一）内置存储——多媒体闪存卡
目前市面上使用的多媒体闪存卡种类较多，比较常见的是SD卡、MicroSD卡、TF卡、MMC卡等等，这种存储介质的最大特点是可以高速数据传输，读取速度高达百兆每秒。
这种存储设备主要用于家用视频监控系统，如车载行车记录仪，家庭室内监控等场景下，这些场景中视频采集和后端存储在同一个小型设备中，数据量总体来说不是很大，且用户对数据保存的时间要求也不高。
（二）外挂存储——存储解决方案
目前市场上主流的存储解决方案有直連式存储（DAS）、网络接入存储（NAS）、存储区域网络（SAN）。这些系统将大量的磁盘组织在一起形成一个大型的存储阵列，支持存储容量的在线扩容、远程备份等功能。
（三）云存储
通过网格技术和分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。
在大型的视频监控系统中往往会使用多个前端音视频采集设备，通过网络将视频上传到存储设备中，而且此类系统对视频的清晰度、数据的安全性、数据的完整性要求都非常高，而且因此，需要大容量的存储设备来存储和保证数据的安全性。随着云计算和分布式系统的发展，很多的视频监控系统采用云存储的存储方案。
二、特殊应用场景下视频监控系统存在的问题
无论采用哪种存储方案，存储空间的容量总数有限的，一旦空间即将用尽则会影响整个系统的使用，而且在一些特殊应用场景下存在一定的问题。
在视频监控系统中存储着大量的重复数据。例如音视频采集设备所在的环境长时间没有发生场景变化，例如在凌晨银行等机构的视频监控系统、凌晨某小区的视频监控系统等，此时监控设备下几乎无人经过，如果选择关闭系统来节约存储空间将带来一定的安全隐患，如果采集下来的这些数据存储在存储设备中将占用大量的空间，使得空间的利用率降低。随着技术的升级，视频压缩技术的进步，能够从一定程度解决该问题，然而其对视频监控系统的实时性又带来了一定的影响。
在视频监控系统中回看搜索关键视频时间点时，需要花费大量的时间再大量视频中查找，其中就包括了前面提到的大量重复视频数据帧。而这个场景的使用频率也是非常高的，例如在视频中回放查找某人或某物在几点出现过，这个查找效率是非常低的。
三、特殊应用场景下视频监控系统存储优化方法
为了解决上文提出的两种场景下视频监控系统存在的数据存储问题，必须解决一个问题——视频监控系统识别场景。考虑到场景的特殊性，本文提出了一种存储优化方法：在每个视频监控设备端增加一个数据预处理，（1）保存最近一次上传到服务器的视频图像帧及对应的时间;（2）将实时得到的视频帧与（1）中保存的视频图像帧进行比较，以此来识别和判断场景是否发生了变化。（3）若发生了变化，更新（1）中保存的数据并上传到存储设备。若未发生变化则继续抓取视频。在存储设备端记录每一段视频及对应的时间节点。从而能够获取任意时刻的视频数据，通过该方法可以有效节约存储空间，并且没有应用复杂的视频压缩和解压缩技术。
通过该方法，能够有效在视频回看时选择跳过所有重复视频帧，仅对视频中发生变化的部分进行搜索，而且视频回看的场景一般发生在比较紧急的情况下，因此减少搜索时间带来的意义非常重大。
四、结语
综上所述，随着视频监控的技术发展，视频清晰度的提高，将会需要更多的存储空间，在一些特殊场景下本文提出的存储优化方法在一定程度上能够提高存储空间的利用率，且不会影响系统的实时性，此外也能够提高视频回放搜索关键信息的搜索效率，大大提高视频监控系统的作用。
参考文献：
[1]吴晓晟.浅析智能视频监控系统[J].科技经济导刊，2018，（35）：26.
[2]谭肖平.数字音视频压缩技术[J].电子技术与软件工程，2019，（1）：79.
作者简介：段雨梅（1984-），女，黑龙江讷河人，硕士，讲师，人工智能方向。
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