一、安防專有視頻云平臺的由來
云(yun)計(ji)(ji)(ji)算是(shi)與(yu)信(xin)息技術(shu)、軟(ruan)件、互聯網(wang)(wang)相關的(de)一(yi)種(zhong)服務(wu),這種(zhong)計(ji)(ji)(ji)算資源共享(xiang)池叫做(zuo)“云(yun)”,云(yun)計(ji)(ji)(ji)算把許多計(ji)(ji)(ji)算資源集合起(qi)來,通(tong)(tong)過軟(ruan)件實現自(zi)動化管理,只需要很少的(de)人參與(yu),就(jiu)(jiu)(jiu)能讓資源被快(kuai)速提供。也就(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)說,計(ji)(ji)(ji)算能力作為一(yi)種(zhong)商品,可以(yi)在(zai)互聯網(wang)(wang)上(shang)流通(tong)(tong),就(jiu)(jiu)(jiu)像(xiang)水、電、煤氣一(yi)樣,方(fang)便地取用,且(qie)價格較為低廉。
應(ying)該說,云計算通過“硬件(jian)的(de)(de)資源池化(hua)”、“軟件(jian)的(de)(de)分布化(hua)、并行(xing)化(hua)”和“部署的(de)(de)自(zi)動化(hua)”,對于硬件(jian)資源的(de)(de)利用率,以及業務系(xi)統(tong)的(de)(de)構(gou)建(jian)和部署,都帶來了更細粒度(du)的(de)(de)控制(zhi)和更高的(de)(de)效率。
因此,在云(yun)計算已成為不可逆轉的(de)趨勢之下,構(gou)建合理(li)的(de)云(yun)平臺成了任(ren)何IT領域構(gou)建系統(tong)時的(de)一種(zhong)共識。同樣,對于安防領域來說(shuo)更是如此。
從(cong)2015年開始,相關部門(men)就視頻監控信息化(hua)建設(she)給出多個(ge)指導意見。而在(zai)這(zhe)其(qi)中,以云計算(suan)為(wei)基礎能力(li),進而為(wei)更(geng)上層的業務(wu)應用構建堅實的云平(ping)臺(tai)能力(li)是最(zui)根本的高瞻訴求。
圖1 公共安全視頻建設政策
二、安防專有視頻云的業務特點
1、海量實時多媒體數據傳輸及存儲
對(dui)一套(tao)安防系(xi)統而言,數(shu)以(yi)萬(wan)計(ji)甚至幾十(shi)萬(wan)計(ji)的(de)相機接入(ru),數(shu)據洪(hong)流源源不(bu)斷(duan),需要應對(dui)并滿(man)足的(de)性(xing)能挑戰包括以(yi)下:對(dui)圖像的(de)調(diao)度時(shi)間要求保持(chi)在1秒(miao)以(yi)內;對(dui)編(bian)解碼(ma)以(yi)及(ji)整網傳輸延(yan)時(shi)不(bu)能超過300ms;監控系(xi)統規模擴展都(dou)不(bu)能影響上述指標;多維度的(de)內容組織及(ji)挖掘,前端及(ji)后端智能結合,內容大(da)(da)數(shu)據索(suo)引化(hua)。這些都(dou)構(gou)成(cheng)視頻(pin)云(yun)對(dui)專業響應和可靠性(xing)能的(de)重(zhong)大(da)(da)保障(zhang)要求。
2、數據的高度安全可靠性
圖(tu)(tu)像數據(ju)(ju)(ju)需要專業存儲(chu)(chu)(chu)設備存儲(chu)(chu)(chu),并(bing)用RAID甚(shen)至(zhi)多節點糾(jiu)刪卷進行(xing)保護。數據(ju)(ju)(ju)存儲(chu)(chu)(chu)重要性(xing)必須永遠放(fang)在(zai)第一位進行(xing)保證,因此無(wu)論錄像還是圖(tu)(tu)片,都需要優異的讀寫分離體系作為支持。另外,端到端接入(ru)授(shou)權、全鏈(lian)路(lu)數據(ju)(ju)(ju)加密的安全保障也(ye)是至(zhi)關重要一環,無(wu)論是中間網絡(luo)截獲還是存儲(chu)(chu)(chu)介質(zhi)暴露,均須做到無(wu)法直接恢復出有效數據(ju)(ju)(ju),保證最(zui)高級別的安防數據(ju)(ju)(ju)可靠性(xing)。
圖2 邊緣計算發展時間軸
3、圖片與結構化數據爆炸式增長
人工(gong)智能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)深入應用,給人工(gong)視頻(pin)(pin)調(diao)閱(yue)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)信息理解(jie)(jie)方式(shi)帶來了(le)(le)(le)機器理解(jie)(jie),這(zhe)讓視頻(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)信息利用率一(yi)下子提(ti)升了(le)(le)(le)成(cheng)百(bai)上千倍(bei)。早在2016年(nian)(nian),宇視科(ke)技發布了(le)(le)(le)“SMV安防(fang)機器視覺(jue)戰略(lve)”。其中很(hen)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)前瞻之識,就是充分預見了(le)(le)(le)人工(gong)智能(neng)對于安防(fang)數(shu)據的(de)(de)(de)(de)(de)變革(ge)訴求(qiu),提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)視圖(tu)服(fu)(fu)務(wu)化體(ti)系(xi)模式(shi)。2018年(nian)(nian)初,宇視進一(yi)步提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)“安防(fang)IT化3.0”,即智慧化云平臺(tai)服(fu)(fu)務(wu)體(ti)系(xi)。此外(wai),得益于視頻(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)內容理解(jie)(jie)、視頻(pin)(pin)被數(shu)據化和信息化,因而在這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)視圖(tu)大數(shu)據平臺(tai)上,視圖(tu)大數(shu)據平臺(tai)上的(de)(de)(de)(de)(de)安防(fang)監控業(ye)務(wu)應用體(ti)系(xi)也得到(dao)了(le)(le)(le)爆炸式(shi)增長(chang)。
圖3 多級視頻云部署結構
三、安防專有視頻云的部署模式
正是上述安(an)防數(shu)據(ju)的實(shi)時特(te)點,必然需要引入邊(bian)緣(yuan)計(ji)(ji)算,去(qu)作為中心(xin)服(fu)務(wu)云(yun)做部分(fen)功能(neng)卸載(zai),并(bing)就近集成(cheng)安(an)防業務(wu)相(xiang)關的特(te)殊功能(neng)模塊。接入邊(bian)緣(yuan)傳(chuan)感數(shu)據(ju)進行實(shi)時化業務(wu)的同(tong)時,其(qi)與中心(xin)云(yun)“統一云(yun)計(ji)(ji)算服(fu)務(wu)框架”承接,并(bing)繼續數(shu)據(ju)的互(hu)通,從而協同(tong)分(fen)析挖掘,形成(cheng)進一步的業務(wu)服(fu)務(wu)&數(shu)據(ju)服(fu)務(wu)。通過這(zhe)樣的模式,達到中心(xin)云(yun)計(ji)(ji)算與邊(bian)緣(yuan)計(ji)(ji)算的優勢(shi)互(hu)補:
. 云(yun)計算(suan):成本低、高擴展和高可靠(kao),適用于計算(suan)非實(shi)時、長周(zhou)期場(chang)景;
. 邊(bian)緣(yuan)計(ji)(ji)算(suan):低延時(shi)(shi)、高可靠和更安全,適用于計(ji)(ji)算(suan)實時(shi)(shi)性、短(duan)周期場(chang)景;
. 邊(bian)緣計算與云計算中心協同工作,提供更優(you)質體(ti)驗服務。
梳理整個(ge)邊緣計算的發展(zhan),應該說,安防監控領(ling)域成了邊緣計算最成熟的應用場景,結合邊緣計算,現有安防專有視頻云的部(bu)署模(mo)式也基本成型。
四、宇視視頻云平臺的構建
1、 一云兩庫N平臺的組成模型
以宇視(shi)獨有的IMOS多(duo)媒體操作系統為(wei)(wei)基礎,以可(ke)視(shi)智慧物(wu)聯為(wei)(wei)框架,宇視(shi)視(shi)頻云(yun)平臺發展出面向(xiang)數據的智能物(wu)聯網架構(Data Intelligent Internet of Thing ),并延(yan)伸出1+2+N模型。
2、云邊統一的云計算服務框架
合理利(li)用(yong)云(yun)(yun)計(ji)(ji)算(suan)與超(chao)融合的(de)(de)架構(gou),以統一(yi)的(de)(de)軟(ruan)件定義計(ji)(ji)算(suan)、存(cun)儲(chu)(chu)、網絡的(de)(de)框架,合理利(li)用(yong)專有硬件卸載實時計(ji)(ji)算(suan)需求(qiu),兼(jian)顧(gu)中心云(yun)(yun)計(ji)(ji)算(suan)和邊緣(yuan)計(ji)(ji)算(suan)的(de)(de)訴求(qiu),以統一(yi)界面建(jian)設視頻云(yun)(yun)。充分利(li)用(yong)云(yun)(yun)、邊、端全路(lu)徑的(de)(de)智能異構(gou)資源進行多媒體的(de)(de)實時處理,讓(rang)數據信息最大化,同(tong)時基于(yu)算(suan)法倉(cang)、服務倉(cang)靈活部署,有效實現計(ji)(ji)算(suan)、存(cun)儲(chu)(chu)資源的(de)(de)全拉通。
3、以“數據湖”架構構建安防云存儲系統
“數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)湖(hu)”是一(yi)種在系(xi)(xi)(xi)統或(huo)存(cun)儲庫中(zhong)以(yi)自然格式(shi)存(cun)儲數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的方法,它(ta)有(you)助于(yu)以(yi)各種模式(shi)和結(jie)(jie)構形(xing)式(shi)配置數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju),通常是對象(xiang)塊或(huo)文件。“數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)湖(hu)”的主要思想(xiang)是對企業中(zhong)的所有(you)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進行(xing)統一(yi)存(cun)儲,從原(yuan)始(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(這意味著源(yuan)系(xi)(xi)(xi)統數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的精確副(fu)本(ben))轉換(huan)(huan)為用于(yu)報告、可視化、分析和機器(qi)學(xue)習(xi)等各種任務的轉換(huan)(huan)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)。湖(hu)中(zhong)的數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)包括(kuo):結(jie)(jie)構化數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)如關系(xi)(xi)(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)庫(行(xing)和列)、半(ban)結(jie)(jie)構化數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(CSV、XML、JSON的日志)、非(fei)結(jie)(jie)構化數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(電子郵件、文檔、PDF)和二進制數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(圖像、音(yin)頻、視頻),從而形(xing)成可容納(na)所有(you)形(xing)式(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的集中(zhong)式(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)存(cun)儲。
圖4 1+2+N架構模型
結(jie)合安防監(jian)控的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)(ju)特點,從(cong)數(shu)據(ju)(ju)(ju)湖架構(gou)(gou)(gou)出發,我們設計(ji)了帶數(shu)據(ju)(ju)(ju)緩沖(chong)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)原始(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)、半結(jie)構(gou)(gou)(gou)化數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)、結(jie)構(gou)(gou)(gou)化數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)和(he)歸檔(dang)數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)。數(shu)據(ju)(ju)(ju)緩沖(chong)池(chi)(chi)(chi)作為原始(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)有效補充,著重提升原始(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)短期(qi)密集寫入和(he)讀(du)取需求時的(de)(de)(de)消峰處理,通過(guo)對原始(shi)數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)IA分析識別(bie),構(gou)(gou)(gou)建多媒體的(de)(de)(de)半結(jie)構(gou)(gou)(gou)化數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi),以支持更有效的(de)(de)(de)業務應用(yong)。半結(jie)構(gou)(gou)(gou)化數(shu)據(ju)(ju)(ju)池(chi)(chi)(chi)自身會進(jin)一步進(jin)行分析和(he)清洗,提升業務的(de)(de)(de)靶向(xiang)性,從(cong)而(er)滿足業務數(shu)據(ju)(ju)(ju)建模的(de)(de)(de)需要,構(gou)(gou)(gou)建業務結(jie)構(gou)(gou)(gou)化數(shu)據(ju)(ju)(ju)。
此外(wai)需要說明的(de)(de)(de)是(shi),這(zhe)幾個數(shu)據池(chi)都是(shi)邏輯上的(de)(de)(de)業務區分(fen),并不要求嚴格意義上的(de)(de)(de)介質分(fen)離(li)建(jian)設,如半(ban)結構化形成(cheng)的(de)(de)(de)短視頻/圖片依然(ran)可以(yi)使用原始數(shu)據池(chi)的(de)(de)(de)內容(rong),僅(jin)僅(jin)形成(cheng)無(wu)模式數(shu)據存(cun)儲的(de)(de)(de)元(yuan)數(shu)據即(ji)可,這(zhe)樣(yang)能保證(zheng)整個云存(cun)儲系統中數(shu)據流轉的(de)(de)(de)高效性。
4、安防特點的數據治理框架
安防(fang)(fang)監控主要(yao)的數(shu)據(ju)來(lai)源(yuan),除(chu)了音(yin)視頻(pin)的結(jie)構化(hua)分析,還包括各種(zhong)車(che)輛等卡(ka)口信息,和案(an)件警情、MAC、RFID等外(wai)圍采集信息。因(yin)此,必須要(yao)構建靈活的多維數(shu)據(ju)接入框(kuang)架(jia),同時在合理(li)的數(shu)據(ju)中臺管(guan)理(li)框(kuang)架(jia)下,保證(zheng)數(shu)據(ju)的合理(li)內化(hua),從而為整(zheng)個安防(fang)(fang)衍生(sheng)業務提(ti)供完整(zheng)的數(shu)據(ju)平臺支持(chi),這(zhe)也是(shi)視頻(pin)云框(kuang)架(jia)中DAAS建設(she)重點。
圖5 云邊統一的云計算框架
圖6 資源池組織框架
圖7 安防數據湖架構
5、安防業務驅動的深度安全運維管控框架
隨(sui)著GB 35114-2017《公共安(an)全(quan)(quan)(quan)視(shi)(shi)(shi)頻監(jian)控(kong)聯網(wang)信(xin)息(xi)(xi)安(an)全(quan)(quan)(quan)技術要求》的(de)發布和執行(xing)(xing),以及智(zhi)能(neng)在安(an)防(fang)行(xing)(xing)業的(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)信(xin)息(xi)(xi)化,車牌、軌跡等各種信(xin)息(xi)(xi)安(an)全(quan)(quan)(quan)問題,都(dou)不(bu)得不(bu)讓人(ren)對安(an)防(fang)行(xing)(xing)業的(de)安(an)全(quan)(quan)(quan)管控(kong)提到前所未有的(de)高(gao)度,更別(bie)說維護社(she)會(hui)治安(an)的(de)系統(tong)(tong)不(bu)安(an)全(quan)(quan)(quan)更是(shi)無法讓人(ren)接受了。但傳統(tong)(tong)安(an)全(quan)(quan)(quan)往往都(dou)過于關注(zhu)設備的(de)漏洞、防(fang)入侵防(fang)攻擊等領(ling)域,對于安(an)防(fang)視(shi)(shi)(shi)頻本(ben)身的(de)業務體(ti)系涉足太少。因此,有必要基于安(an)防(fang)業務特點出(chu)發,構建深度的(de)視(shi)(shi)(shi)頻安(an)全(quan)(quan)(quan)管控(kong)框架(jia),具(ju)體(ti)如圖9所描述,實現(xian)云、邊、端的(de)全(quan)(quan)(quan)鏈(lian)路安(an)全(quan)(quan)(quan)防(fang)控(kong)運維體(ti)系,具(ju)體(ti)包(bao)括芯片級密鑰管理發放(fang)、視(shi)(shi)(shi)頻傳輸加擾(rao)、大數(shu)(shu)據(ju)(ju)安(an)全(quan)(quan)(quan)、準入安(an)全(quan)(quan)(quan)等,同時結合可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)化呈現(xian),實現(xian)全(quan)(quan)(quan)網(wang)可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)綜(zong)合態(tai)勢感(gan)知平臺。
圖8 視頻云數據中臺管理框架
圖9 深度視頻安全管控框架
五、總結
正如宇(yu)視科技CEO張(zhang)(zhang)鵬國在(zai)宇(yu)視2019AIoT合作峰會(hui)上所說:“安防(fang)就像核反應(ying)堆,內涵在(zai)不(bu)斷裂(lie)變,外延在(zai)迅速擴張(zhang)(zhang)。”安防(fang)行業的內涵已經(jing)從事后取證調查,向預(yu)(yu)判(pan)、預(yu)(yu)警(jing)和(he)預(yu)(yu)防(fang)演進。與此同時(shi),可(ke)以發現視頻監(jian)控(kong)不(bu)僅(jin)僅(jin)是用(yong)于公(gong)共安全,還(huan)有如視頻的直播和(he)對講、食品衛生(sheng)監(jian)督管理、工業自(zi)(zi)動化、生(sheng)產自(zi)(zi)動化、司法公(gong)正、警(jing)務公(gong)開、政務公(gong)開等(deng)等(deng)。
圖10 宇視綜合態勢感知平臺
如此龐大的(de)外延(yan)業務,必然需(xu)要一個強而有力的(de)云(yun)平臺的(de)支撐(cheng),而以IMOS為核(he)心的(de)宇視(shi)視(shi)頻云(yun)平臺正是基于這樣的(de)目的(de)構建起來的(de)。