海量视频数据快速检索方法研究

 　　【CPS中安网讯】“十一五”期间，国内安防行业一直保持着高速增长，年复合增长率超过23%。作为安防行业最重要的组成部分，视频监控行业在此期间也得到了高速的发展。随着视频监控大规模建设，积累了大量的视频资料，现有的视频监控体系和大量的视频资料，为有关部门查询破案线索、维护公众安全方面起到了巨大的作用。
 

　　根据安防“十二五”规划，“十二五”期间，“平安城市”、“科技强警建设工程”、“3111工程”等重大公共工程项目将继续加大实施力度。随着视频监控体系的快速建设和视频资料体量的高速增加，如何高效地使用海量视频数据成为视频监控行业面临的一个挑战。目前视频监控厂家众多，以及人工查看视频数据的现状来分析，在海量视频数据的使用上存在以下三个主要问题：

　　视频数据封装、编码格式未统一。视频监控的国标目前还在实施中，之前建设的视频监控体系中存在大量封装、编码格式不一致的视频数据，观看不同格式的数据需要不同的播放软件。

　　完全靠人工查看的方式和视频资料的体量相比较而言效率很低。一个平安城市的视频监控建设，少则几千路，多则上万路甚至数十万路。我们举一个例子，一个视频监控数据达到一万路的某地，因为发生某刑事案件，需要调用其中100路的24小时录像来查找线索，如果一个办案人员按正常速度看完所有视频资料需要2400小时，按4倍速看也需要600小时，如果需要提高查看速度只能使用“人海战术”增加查看视频的人员。而且，使用人工有一弊端，都是容易疲劳，注意力无法长时间集中，或者注意力集中了也容易忽略视频中的某些目标，时而需要多次查看同一视频资料来保证查证效果。

　　视频数据的汇总的困难。以平安城市为例，分布式存储和集中式存储在实际应用中都是并存的。对于分布式存储来说，需要对视频数据进行检索时，如果我们的检索人员不能分布式工作，要求集中式工作，那么就要求对分布的视频数据进行汇总。

　　同样的，以上述的100路24小时录像为例，假设这100路平均码率为2Mb/S，每一路24小时的录像文件大小约172800Mb，100路的录像都通过网络上传到集中检索所在处需要消耗的带宽为17280000Mb约等于2110GByte。如果经过普通宽带，以1Mb/S的速度传输，传输完1路24小时的录像文件需要48小时。

　　通过千兆网络可能达到500Mb/S的速度，但考虑到大部分存储使用普通硬盘上，硬盘的IO瓶颈使实际的传输达不到这样的速度，假设为100Mb/S，以这样的速度传输，需要30分钟左右。如果串行传输完100路，需要3000分钟。

　　如果不用网络传输数据，以更为原始的插拔硬盘集中的方式，则需要更多的人力、运输成本，还不考虑插拔对硬盘带来可能的损伤。

　　对于集中式存储则没有这个问题，但本文并非讨论分布式存储和集中式存储的优劣，不进一步展开分析。

　　这三个问题中，随着国标的推出，各厂家的标准化工作推进，以及部分有研发实力的高兼容性软件的实现，第一个问题可以逐步解决或者不成为问题，其它两个问题在现有框架和技术下成为海量视频数据检索的最大障碍。

　　我们回过头来考虑视频数据的检索本身，我们需要在视频中检索什么？绝大大部分情况下，视频画面中运动的物体才是我们关注的目标，也正是需要检索的对象。针对这一点，我们可以把视频数据分为两种：有运动目标的视频数据和静止场景视频数据。这就是提升海量视频数据检索速度的第一个方法：

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