本文關(guān)鍵詞：基于云計算的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：如今的安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,監(jiān)控的路數(shù)和視頻清晰度逐年成倍地增長；在高清監(jiān)控時代愈演俞烈的情況下,對視頻數(shù)據(jù)的處理需求和存儲的能力要求也在成倍地增長；視頻數(shù)據(jù)所包含的信息量也愈發(fā)變得豐富和龐大,高清視頻比傳統(tǒng)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)量大了好幾十倍甚至更多,現(xiàn)在某些特大型的系統(tǒng)要求PB級的存儲容量。數(shù)據(jù)存儲和處理問題在海量高清視頻數(shù)據(jù)巨增的情況下日夜突出,所以傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控模式再也不能滿足當(dāng)今視頻監(jiān)控的要求,我們需要找到新的方案來突破存儲性能和處理效率的瓶頸。這幾年興起且不斷成熟的“云計算”技術(shù)和“云存儲”技術(shù)為視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,目前常用的主要有實(shí)時視頻監(jiān)控和歷史視頻回放兩大方面。其中,實(shí)時視頻監(jiān)控要求在客戶端觀看視頻的清晰度極高且不能出現(xiàn)延遲和失真的情況,這就對視頻數(shù)據(jù)的傳輸速度、效率、數(shù)據(jù)的安全、可靠性、以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性等都有極高的要求。另外,歷史視頻數(shù)據(jù)存儲的穩(wěn)定性、針對災(zāi)難的備份和冗余方面的處理能力直接決定了整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體性能。云計算技術(shù)是一種新的計算模式,在這種計算模式下,可以將視頻數(shù)據(jù)的傳輸、處理和存儲任務(wù)都分布分配到海量廉價的計算機(jī)所組成的群集系統(tǒng)上,視頻監(jiān)控應(yīng)用可以根據(jù)自己的需要向中心服務(wù)器提供請求得到像計算、存儲空間和其他軟件等相關(guān)服務(wù)。本文首先對“云計算”技術(shù)和幾種主流的云平臺(Amazon、Microsoft Azure、 Hadoop、Google)進(jìn)行了簡單的研究,分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn),最后選取了Hadoop開源框架來搭建云平臺服務(wù)器。基于Hadoop框架搭建的計算機(jī)集群對主機(jī)硬件條件要求不高,卻能夠處理PB級數(shù)據(jù)計算和存儲和對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理和存儲,這樣在很大程度上降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本。然后通過對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求和邏輯分析,提出了一個基于"Hadoop"的云視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案并設(shè)計了系統(tǒng)總體架構(gòu),并且分別對轉(zhuǎn)碼、存儲、云監(jiān)控、流媒體和客戶端進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計,結(jié)合各個部分之間的邏輯關(guān)系和在整個系統(tǒng)中的角色提出了實(shí)現(xiàn)的原理和方法,最后完成了平臺的搭建、軟件的運(yùn)行和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。本文針對監(jiān)控系統(tǒng)中轉(zhuǎn)碼實(shí)時性要求高,而有限的帶寬不能傳輸多路監(jiān)控中海量的視頻數(shù)據(jù)量和系統(tǒng)解碼能力差的問題,提出了將視頻極度消耗cpu和系統(tǒng)資源轉(zhuǎn)碼任務(wù)分布到HDFS分布式服務(wù)器集群上,采用MapReduce的編程模式,根據(jù)客戶端提交的轉(zhuǎn)碼任務(wù)和參數(shù),利用集群的處理和存儲能力進(jìn)行實(shí)時的編解碼,動態(tài)的向客戶端輸出符合要求的視頻流,解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的一大難題。在存儲方面,引入Hadoop下的子項(xiàng)目HDFS分布式文件技術(shù),將前端采集視頻或者轉(zhuǎn)碼后的視頻數(shù)據(jù)分布式存入到廉價的PC群集節(jié)點(diǎn)中,由于可以根據(jù)實(shí)際需要靈活的增加和刪減云節(jié)點(diǎn),可以通過備份和冗余保證視頻數(shù)據(jù)的可靠和安全性,同時基于ZooKeeper的存儲管理系統(tǒng)能夠保證存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性。ZooKeeper的特有的監(jiān)控機(jī)制能夠在節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時極快的響應(yīng),并且MapReduce視頻存儲的處理效率不會因?yàn)閭浞莺腿哂喽档�。滿足了當(dāng)今監(jiān)控視頻系統(tǒng)對視頻的存儲要求。通過對Darwin Streaming Server的二次開發(fā)并且在分布式系統(tǒng)上部署實(shí)現(xiàn)RTSP流媒體服務(wù)器,有效地支持了多個用戶同時并發(fā)訪問一路視頻且保證了視頻的清晰度和傳輸?shù)膶?shí)時性。本文設(shè)計的基于“云計算”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)集分布式、大并發(fā)量訪問存儲、高可用性、快速響應(yīng)和易管理維護(hù)等這些特點(diǎn)一身,它將系統(tǒng)中的視頻采集、視頻編轉(zhuǎn)碼、視頻數(shù)據(jù)存儲、流媒體分發(fā)服務(wù)器以及客戶端都分布在接入網(wǎng)絡(luò)中的物理主機(jī)節(jié)點(diǎn)上,相比傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)無論是在視頻實(shí)時處理、轉(zhuǎn)碼效率還是在視頻數(shù)據(jù)存儲容量上都有極大的提升,滿足新時代人們對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求具有較大的商業(yè)價值。本文對系統(tǒng)進(jìn)行了功能測試和轉(zhuǎn)碼的性能測試,通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比分析本系統(tǒng)顯著降低了視頻轉(zhuǎn)碼處理的時間,提高了存儲容量和穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：Hadoop 視頻監(jiān)控 云計算 分布式存儲
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN948.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 選題依據(jù)和研究意義10-12
• 1.2 論文研究內(nèi)容和文章組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第2章 Hadoop技術(shù)14-24
• 2.1 Hadoop工作原理和特點(diǎn)14-15
• 2.1.1 Hadoop工作原理14
• 2.1.2 Hadoop性能特點(diǎn)14-15
• 2.2 HDFS分布式文件系統(tǒng)15-19
• 2.2.1 HDFS體系結(jié)構(gòu)介紹15-16
• 2.2.2 HDFS啟動和讀寫操作16-19
• 2.2.3 HDFS通訊協(xié)議和存儲空間收回19
• 2.3 MapReduce編程模型19-22
• 2.4 Zookeeper管理框架22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 系統(tǒng)的總體設(shè)計24-29
• 3.1 系統(tǒng)功能分析24-25
• 3.2 系統(tǒng)邏輯層分析25-26
• 3.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計26-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 系統(tǒng)各模塊設(shè)計29-52
• 4.1 轉(zhuǎn)碼模塊的設(shè)計29-37
• 4.1.1 轉(zhuǎn)碼的需求與目的29
• 4.1.2 轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)的整體設(shè)計29-30
• 4.1.3 視頻轉(zhuǎn)碼處理設(shè)計30-33
• 4.1.4 文件傳輸模塊設(shè)計33-34
• 4.1.5 MapReduce算法設(shè)計34-37
• 4.2 存儲模塊的設(shè)計37-41
• 4.2.1 存儲方案設(shè)計37
• 4.2.2 存儲接口設(shè)計37-38
• 4.2.3 視頻流分布式存儲的實(shí)現(xiàn)38-39
• 4.2.4 存儲系統(tǒng)穩(wěn)定性設(shè)計39-41
• 4.3 流媒體模塊的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)41-47
• 4.3.1 流媒體服務(wù)器功能41-42
• 4.3.2 流媒體服務(wù)器設(shè)計42-43
• 4.3.3 RTSP流媒體服務(wù)器實(shí)現(xiàn)43-47
• 4.4 客戶端模塊的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)47-51
• 4.4.1 客戶端軟件功能47
• 4.4.2 實(shí)時監(jiān)控與歷史視頻回放47-50
• 4.4.3 客戶端軟件監(jiān)控流程50-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 平臺搭建與系統(tǒng)測試52-62
• 5.1 Hadoop云平臺搭建52-56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果56-60
• 5.2.1 系統(tǒng)的功能測試56-58
• 5.2.2 系統(tǒng)轉(zhuǎn)碼性能測試58-60
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅軍舟;金嘉暉;宋愛波;東方;;云計算:體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)[J];通信學(xué)報;2011年07期

  本文關(guān)鍵詞：基于云計算的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：400600