AI推动智慧视频大发展，存储挑战该如何应对？
来源:电子发烧友网发布时间:2022-01-05683浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/程文智）这几年，安防行业正在与人工智能、大数据、云计算、生物识别、物联网、数字孪生等多项技术相结合，其应用场景呈现不断拓宽的态势。特别是近年来AI技术的飞速发展，让越来越多的AI元素加入安防解决方案，极大地推动了安防产业的升级发展。
这些来自智慧视频领域的创新技术和产品大多结合了当下热门的应用场景，例如智慧交通、智慧城市等，满足了这些场景中日益增长和复杂的应用需求，以AI功能的融合为亮点，向着高清化和智能化趋势发展，与此同时也对数据获取、存储到深度学习、智慧分析等环节提出了更多挑战。
图：西部数据公司中国及亚太区销售副总裁Stefan Mandl
对此，西部数据公司中国及亚太区销售副总裁Stefan Mandl表示：“当前，高清分辨率和人工智能技术的广泛应用，以及智慧家居、智慧城市、智慧交通等新兴场景在中国不断发展，而新一代智慧视频系统架构也对存储解决方案提出了更高的要求。西部数据多年来不断深耕中国市场，致力于通过先进的技术和丰富的存储产品组合赋能新型智慧视频系统架构的发展，并为智慧视频系统提供具备存储性能、容量、工作负载能力和可靠性的理想解决方案，全面满足用户从终端、边缘到云端的复杂工作负载需求，助力推动国内公共安全、人工智能、智慧城市等关键领域的持续性发展。”
图：西部数据公司消费级与企业级HDD业务部产品市场总监Brian Mallari
AI的应用前景确实不止于现有的这些，西部数据公司消费级与企业级HDD业务部产品市场总监Brian Mallari在近期的采访中也表示，AI最大的好处是最终会推动更好的商业决策。AI与智慧视频的结合将会带来更多的好处，更高的摄像头分辨率有助于AI实现更加深入的数据分析，让客户从数据中获得更多的信息。
首先，AI能够提高智慧视频解决方案的有效性。因为如今摄像头的观察能力和人眼一样敏锐，甚至胜过人眼。例如观察周围是否有入侵者，区分人、浣熊或狗，或者监测暴力行为等任务都可以托付给智慧摄像头，从而将安保人员从整天盯着摄像头中解放出来，实现更高效的人员配置。而摄像头可以在某些事件发生时立刻提醒安保人员。
而在另一类应用场景中，AI提高了人们从视频中获取洞察的能力，能够帮助终端客户增长业务或提高运营效率。例如零售店可以使用AI来分析数小时的监测视频，生成顾客在店内最常行走的路线，据此生成的“热力图”能够帮助零售企业更高效地摆放新产品或利润最高的产品。无论是企业内部、制造业、零售业、城市管理还是医疗保健等其他应用场景，基于AI的智慧视频在传统的安保场景之外同样能大有作为。
智慧视频在获取、分析更多信息的同时也会给存储带来更大的挑战，因为数据流的工作负载将会更加复杂和繁重。智慧视频需要更多，分辨率更高的摄像头来提高从中提取特征信息的识别率。例如，4K视频中的车牌要比1080p视频更清晰，因此AI算法识别出车牌的成功率更高。但摄像头的分辨率从1080p，到2K，再到4K，分辨率越高，比特率也就越高，所需要的存储容量也就越大。
不仅如此，随着AI的发展，会生成大量的元数据。这里的元数据不只是视频流中的元数据，也包括与AI相关的元数据，比如所谓的辅码流和图片流。图片流实际上是视频的一部分——大概每三分之一秒就会有一帧画面被截取并存储起来，在某些人工智能功能，例如模式匹配中使用。
“具备人工智能功能、愈加高清的视频设备不断推陈出新，新一代智慧视频系统架构的持续升级，也带来了对于高工作负载的存储解决方案的需求，西部数据密切关注全球智慧视频的发展趋势与挑战。”Brian Mallari补充道。
图：西部数据公司中国区智慧视频存储产品市场总监孙旭华
其中WD Purple SC QD101 microSD 存储卡专为人工智能摄像头和终端设备而设计，可用作基础或备用数据存储设备。
据孙旭华介绍，该存储卡采用了西部数据成熟的96层3D NAND技术，可提供高达500 P/E周期的超高耐久性；有1TB、512GB、、256GB、128GB、64GB 和 32GB 不同容量供选择；在使用环境方面，该存储卡可防潮且适应各种户外环境，可承受-25℃至 85℃的温度；此外，还可以通过存储卡的健康监测软件，让安装人员和集成商能预估存储卡的剩余使用寿命，并根据需求预先进行维修。
对于针对边缘端的产品WD Purple HDD，孙旭华做了重点的介绍，目前该系列产品有1TB、2TB、3TB、4TB、6TB和8TB几个容量可供客户选择。
在智能化方面，WD Purple HDD增加了对AI流的支持。如今的智慧型摄像头在拍摄视频、产生视频元数据的同时，还会对视频进行分析，生成结构化数据（比如用于人脸识别的向量值）等AI流。“AI流和普通视频流、主码流的差别，主要在于它的数据尺寸比较小，对于HDD来讲是随机读写的数据。这样的数据对传统的HDD有很大挑战，因为它的随机性很大，所以如果没有创新技术的支持，目前的HDD很难去处理。”孙旭华对电子发烧友表示。
因此，西部数据在WD Purple HDD系列中，增加了对AI流的支持。孙旭华进一步解释说，“这里的创新主要是HDD内部的分区存储。在分区存储中，视频流和图片流主要算作静态流，也就是静态传统数据，而AI流则归类为AI专有数据。我们在HDD的物理位置做了分区，方便存储这些不同类型的数据。而HDD中内置了DDCM（数据动态配置管理）的功能，在使用过程中，HDD内部基于机器学习算法的引擎会对这些流进行细分，进行智能识别，把不同类型的数据分区储存到HDD的不同区域，从而达到提升系统级别能力，适应行业智能化发展的需求。”
目前在WD Purple HDD中大概有1%特殊配置的空间专门用来存储AI数据流，可在保障AI流存储性能的同时，保障AI流数据的存储安全。
在高清化方面，WD Purple HDD通过AllFrame技术可以支持最多64路输入，4K高清并发的存储。同时在功耗方面也有了很大的降低。
孙旭华还特别提到，以前HDD的单碟容量只有1.67TB，但现在WD Purple HDD单碟容量可达2TB，也就是说同等容量下将需要更少的磁碟数，这也是功耗降低了的原因之一。他还对媒体表示，目前所有的WD Purple HDD都采用的是CMR记录方式。
另外，在兼容性方面，由于西部数据兼容了学习算法，即使负载流非常复杂，WD Purple HDD也可以进行智能识别，“将数据流、AI流、元数据等区分开来，分区存储到我们的HDD，这样可以保证性能，满足智能化的要求。具体来说，我们的HDD内部有一些缓冲，可以通过智能Cache算法对数据进行识别，识别完之后再通过分区存储，最大程度地优化我们HDD内部寻轨的效率，增大内部通路的带宽。分区存储在智慧视频领域的应用，我们是首创。”他自豪地表示。
对于云端市场，西部数据有WD Purple Pro HDD产品，据孙旭华介绍，WD Purple Pro HDD和企业级HDD的标准一样，提供五年质保，高达250万MTBF可靠性指标。它非常适合做视频化的机器学习。
他还特别强调，WD Purple Pro HDD里面加入了AllFrame AI技术，针对AI流做了很多方面的优化。如果用户的AI流场景比较多，可以选用该产品。“不论与摄像头和高级记录仪还是云端服务器相连接时，增强的 AllFrame AI 人工智能技术可支持多达64个高清摄像头的视频流同时记录，并可根据人工智能的运作需求同步处理额外的32个人工智能数据流。”
最后，孙旭华还介绍了西部数据在健康管理方面所做的工作，“因为NVR/DVR设备基本上都是24小时无人监控运行的，当故障发生时，用户很难确定具体故障时间和故障组件，只能寻求专业维修建议。因此，我们提供了一个WDDA的软件。”
该软件可以针对NVR/DVR设备中的每一块HDD进行检测，它提供了18个监控参数，可全方位、多维度地了解HDD的状态，让用户知道HDD是否真正损坏了，还是其他部件的原因。
得益于以上覆盖端-边-云的智慧视频存储解决方案，西部数据携手行业伙伴在小区电梯、智能商超、消防传感、智能交通、人脸识别等应用场景中进行了紧密合作与沟通，未来还将扩展到更多应用领域。
经过本届安博会的交流，电子发烧友了解到，西部数据一直以其在智慧视频领域的深刻理解与洞察作为方向，先进的技术和丰富的产品组合作为支撑，持续赋能新型智慧视频系统架构，推动数据繁荣。正如西部数据公司大中华区渠道业务董事总经理杨俊文所说：“中国市场一直以来都深受西部数据的重视，我们也深刻了解智慧视频市场在存储方面的挑战与用户的多样化需求。我们在智慧视频领域持续创新，积极拓宽旗下产品，凭借专业的WD Purple与WD Purple Pro系列存储产品为客户提供理想的智慧视频存储解决方案。此外，我们广泛开拓渠道，携手行业伙伴进行深度合作，并融合多方专业经验，针对中国本土市场积极布局并优化产品组合，满足用户对于智慧视频数据存储的未尽需求。”
这些来自智慧视频领域的创新技术和产品大多结合了当下热门的应用场景，例如智慧交通、智慧城市等，满足了这些场景中日益增长和复杂的应用需求，以AI功能的融合为亮点，向着高清化和智能化趋势发展，与此同时也对数据获取、存储到深度学习、智慧分析等环节提出了更多挑战。
图：西部数据公司中国及亚太区销售副总裁Stefan Mandl对此，西部数据公司中国及亚太区销售副总裁Stefan Mandl表示：“当前，高清分辨率和人工智能技术的广泛应用，以及智慧家居、智慧城市、智慧交通等新兴场景在中国不断发展，而新一代智慧视频系统架构也对存储解决方案提出了更高的要求。西部数据多年来不断深耕中国市场，致力于通过先进的技术和丰富的存储产品组合赋能新型智慧视频系统架构的发展，并为智慧视频系统提供具备存储性能、容量、工作负载能力和可靠性的理想解决方案，全面满足用户从终端、边缘到云端的复杂工作负载需求，助力推动国内公共安全、人工智能、智慧城市等关键领域的持续性发展。”
AI推动智慧视频市场增长带来存储挑战
图：西部数据公司消费级与企业级HDD业务部产品市场总监Brian MallariAI的应用前景确实不止于现有的这些，西部数据公司消费级与企业级HDD业务部产品市场总监Brian Mallari在近期的采访中也表示，AI最大的好处是最终会推动更好的商业决策。AI与智慧视频的结合将会带来更多的好处，更高的摄像头分辨率有助于AI实现更加深入的数据分析，让客户从数据中获得更多的信息。
首先，AI能够提高智慧视频解决方案的有效性。因为如今摄像头的观察能力和人眼一样敏锐，甚至胜过人眼。例如观察周围是否有入侵者，区分人、浣熊或狗，或者监测暴力行为等任务都可以托付给智慧摄像头，从而将安保人员从整天盯着摄像头中解放出来，实现更高效的人员配置。而摄像头可以在某些事件发生时立刻提醒安保人员。
而在另一类应用场景中，AI提高了人们从视频中获取洞察的能力，能够帮助终端客户增长业务或提高运营效率。例如零售店可以使用AI来分析数小时的监测视频，生成顾客在店内最常行走的路线，据此生成的“热力图”能够帮助零售企业更高效地摆放新产品或利润最高的产品。无论是企业内部、制造业、零售业、城市管理还是医疗保健等其他应用场景，基于AI的智慧视频在传统的安保场景之外同样能大有作为。
智慧视频在获取、分析更多信息的同时也会给存储带来更大的挑战，因为数据流的工作负载将会更加复杂和繁重。智慧视频需要更多，分辨率更高的摄像头来提高从中提取特征信息的识别率。例如，4K视频中的车牌要比1080p视频更清晰，因此AI算法识别出车牌的成功率更高。但摄像头的分辨率从1080p，到2K，再到4K，分辨率越高，比特率也就越高，所需要的存储容量也就越大。
不仅如此，随着AI的发展，会生成大量的元数据。这里的元数据不只是视频流中的元数据，也包括与AI相关的元数据，比如所谓的辅码流和图片流。图片流实际上是视频的一部分——大概每三分之一秒就会有一帧画面被截取并存储起来，在某些人工智能功能，例如模式匹配中使用。
“具备人工智能功能、愈加高清的视频设备不断推陈出新，新一代智慧视频系统架构的持续升级，也带来了对于高工作负载的存储解决方案的需求，西部数据密切关注全球智慧视频的发展趋势与挑战。”Brian Mallari补充道。
西部数据针对端边云的不同解决方案
在西部数据公司中国区智慧视频存储产品市场总监孙旭华看来，智慧视频从架构上来说，主要就是端-边-云。端主要是摄像头产品；边主要有NVR和DVR设备；云主要是云中心存储。因此，西部数据针对端-边-云的架构，推出了WD Purple SC QD101 microSD存储卡、WD Purple HDD和WD Purple Pro HDD几个系列，来满足智慧视频行业的不同应用场景的需求。
图：西部数据公司中国区智慧视频存储产品市场总监孙旭华其中WD Purple SC QD101 microSD 存储卡专为人工智能摄像头和终端设备而设计，可用作基础或备用数据存储设备。
据孙旭华介绍，该存储卡采用了西部数据成熟的96层3D NAND技术，可提供高达500 P/E周期的超高耐久性；有1TB、512GB、、256GB、128GB、64GB 和 32GB 不同容量供选择；在使用环境方面，该存储卡可防潮且适应各种户外环境，可承受-25℃至 85℃的温度；此外，还可以通过存储卡的健康监测软件，让安装人员和集成商能预估存储卡的剩余使用寿命，并根据需求预先进行维修。
对于针对边缘端的产品WD Purple HDD，孙旭华做了重点的介绍，目前该系列产品有1TB、2TB、3TB、4TB、6TB和8TB几个容量可供客户选择。
在智能化方面，WD Purple HDD增加了对AI流的支持。如今的智慧型摄像头在拍摄视频、产生视频元数据的同时，还会对视频进行分析，生成结构化数据（比如用于人脸识别的向量值）等AI流。“AI流和普通视频流、主码流的差别，主要在于它的数据尺寸比较小，对于HDD来讲是随机读写的数据。这样的数据对传统的HDD有很大挑战，因为它的随机性很大，所以如果没有创新技术的支持，目前的HDD很难去处理。”孙旭华对电子发烧友表示。
因此，西部数据在WD Purple HDD系列中，增加了对AI流的支持。孙旭华进一步解释说，“这里的创新主要是HDD内部的分区存储。在分区存储中，视频流和图片流主要算作静态流，也就是静态传统数据，而AI流则归类为AI专有数据。我们在HDD的物理位置做了分区，方便存储这些不同类型的数据。而HDD中内置了DDCM（数据动态配置管理）的功能，在使用过程中，HDD内部基于机器学习算法的引擎会对这些流进行细分，进行智能识别，把不同类型的数据分区储存到HDD的不同区域，从而达到提升系统级别能力，适应行业智能化发展的需求。”
目前在WD Purple HDD中大概有1%特殊配置的空间专门用来存储AI数据流，可在保障AI流存储性能的同时，保障AI流数据的存储安全。
在高清化方面，WD Purple HDD通过AllFrame技术可以支持最多64路输入，4K高清并发的存储。同时在功耗方面也有了很大的降低。
孙旭华还特别提到，以前HDD的单碟容量只有1.67TB，但现在WD Purple HDD单碟容量可达2TB，也就是说同等容量下将需要更少的磁碟数，这也是功耗降低了的原因之一。他还对媒体表示，目前所有的WD Purple HDD都采用的是CMR记录方式。
另外，在兼容性方面，由于西部数据兼容了学习算法，即使负载流非常复杂，WD Purple HDD也可以进行智能识别，“将数据流、AI流、元数据等区分开来，分区存储到我们的HDD，这样可以保证性能，满足智能化的要求。具体来说，我们的HDD内部有一些缓冲，可以通过智能Cache算法对数据进行识别，识别完之后再通过分区存储，最大程度地优化我们HDD内部寻轨的效率，增大内部通路的带宽。分区存储在智慧视频领域的应用，我们是首创。”他自豪地表示。
对于云端市场，西部数据有WD Purple Pro HDD产品，据孙旭华介绍，WD Purple Pro HDD和企业级HDD的标准一样，提供五年质保，高达250万MTBF可靠性指标。它非常适合做视频化的机器学习。
他还特别强调，WD Purple Pro HDD里面加入了AllFrame AI技术，针对AI流做了很多方面的优化。如果用户的AI流场景比较多，可以选用该产品。“不论与摄像头和高级记录仪还是云端服务器相连接时，增强的 AllFrame AI 人工智能技术可支持多达64个高清摄像头的视频流同时记录，并可根据人工智能的运作需求同步处理额外的32个人工智能数据流。”
最后，孙旭华还介绍了西部数据在健康管理方面所做的工作，“因为NVR/DVR设备基本上都是24小时无人监控运行的，当故障发生时，用户很难确定具体故障时间和故障组件，只能寻求专业维修建议。因此，我们提供了一个WDDA的软件。”
该软件可以针对NVR/DVR设备中的每一块HDD进行检测，它提供了18个监控参数，可全方位、多维度地了解HDD的状态，让用户知道HDD是否真正损坏了，还是其他部件的原因。
得益于以上覆盖端-边-云的智慧视频存储解决方案，西部数据携手行业伙伴在小区电梯、智能商超、消防传感、智能交通、人脸识别等应用场景中进行了紧密合作与沟通，未来还将扩展到更多应用领域。
经过本届安博会的交流，电子发烧友了解到，西部数据一直以其在智慧视频领域的深刻理解与洞察作为方向，先进的技术和丰富的产品组合作为支撑，持续赋能新型智慧视频系统架构，推动数据繁荣。正如西部数据公司大中华区渠道业务董事总经理杨俊文所说：“中国市场一直以来都深受西部数据的重视，我们也深刻了解智慧视频市场在存储方面的挑战与用户的多样化需求。我们在智慧视频领域持续创新，积极拓宽旗下产品，凭借专业的WD Purple与WD Purple Pro系列存储产品为客户提供理想的智慧视频存储解决方案。此外，我们广泛开拓渠道，携手行业伙伴进行深度合作，并融合多方专业经验，针对中国本土市场积极布局并优化产品组合，满足用户对于智慧视频数据存储的未尽需求。”
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