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視頻管理軟件技術分析報告(二)--商業VMS產品分析(Milestone)

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1.公司簡介

??Milestone(麥視通)公司1998年成立於丹麥,是開放式網絡型監控系統(全球領導品牌)的領導廠家。
??Milestone是全球第一家開發出網絡型開放式平臺監控系統的公司。Milestone的VMS產品具有產品可靠、功能健全、系統穩定等特點,支持超過200 種以上品牌的4000多種網路攝影機、視頻編碼器、DVR、影像擷取卡,銷售於全球超過200個國家。

2.VMS產品介紹

??Milestone Systems 提供了各種類型的視頻監控產品,XProtect? 視頻管理軟件采用開放式架構設計,其兼容的 IP 攝像機、編碼器和數字視頻錄像機數量比任何其他 VMS 制造商產品要多。產品基於真正的開放式平臺,能夠與當今最好的分析和業務解決方案集成,並且在將來有任何創新發展時,也可以進行相應的擴展 。

??適用於大型高安全性系統的產品為XProtect Corporate和XProtect Expert系列:

  • XProtect Corporate:XProtect Corporate 是一款配有中央管理界面、功能強大的開放式平臺 IP VMS 系統。 它提供了高效的系統管理功能,覆蓋所有攝像機和安全設備,不管它們大小如何及是否分布在多個場地。 XProtect Corporate 支持無限數量的攝像機、用戶和場地,非常適合對態勢感知和事件響應精確度要求很高的系統。 此外,對於安全性要求很高的系統,該版本也能提供最高的可靠性。
  • XProtect Expert:XProtect Expert 是一款配有中央管理界面的高級開放式平臺 IP VMS 系統,對於由多臺錄像服務器組成的大型系統,它能夠將其視為單一系統實施高效管理。 XProtect Expert 提供了跨多個地點的態勢感知能力,並支持無限數量的攝像機。 XProtect Expert 非常適合那些需要復雜實時監控功能的日常用戶和運營商,它擁有高效的警告處理能力,並能對可疑事件進行標記,以備日後查看。
    ??適用於中小型系統的產品為XProtect Enterprise,XProtect Professional,XProtect Express,XProtect Essential系列:
  • XProtect Enterprise:XProtect Enterprise 是一款高效的開放式平臺 IP VMS,它能夠幫助運營商查看多個站點的位置,並且攝像機的數量不限。 用戶可對事件作出快速反應,並高效導出視頻。 該軟件提供了出色的態勢感知能力、多層次交互式地圖、復雜的警報處理能力以及用於跟蹤移動物體的獨特攝像機導航器。
  • XProtect Professional:XProtect Professional 是一款全面的開放式平臺 VMS,它為用戶提供了監視系統的可視化概覽,通過交互式地圖顯示攝像機的位置。 警報直接顯示在地圖上,這樣用戶就可以很容易地從整個系統快速識別並解決事故。 如果發生事故,用戶可使用高效的視頻搜索工具輕松找到相關視頻剪輯並導出證據。 支持的服務器和攝像機數量不限。
  • XProtect Express:XProtect Express 是一款方便且實惠的開放式平臺 VMS,適用於那些需要集成第三方應用程序的公司,例如分析和訪問控制系統。 應用程序可直接集成至軟件,從而創建出具有增強功能和通用接口的解決方案。 XProtect Express 支持 48 部攝像機,同時配有高效的視頻搜索工具和多種導出選擇,讓用戶在需要時可以快速收集證據。
  • XProtect Essential 精簡版支持最多 8 個攝像機,並且保留時間不受限制,是免費提供的軟件中功能最豐富的 VMS。 該產品是想通過監控視頻以保護員工和資產的小型企業主的安全選擇。XProtect Essential 精簡版支持業界最佳的移動應用。
    ??XProtect的客戶端分為三種類型:
  • XProtect Smart Client:XProtect Smart Client 是一款功能強大、易於使用的瀏覽客戶端應用程序,適用於監控系統的日常操作。 通過它,用戶可以無縫訪問實時和錄制視頻,即時控制攝像機以及相連安全設備,還能查看全面的錄像概覽。 該客戶端提供了事故檢測和響應等先進功能,配以一系列用於查找和導出證據資料的工具,使得它成為了視頻監控工具的不二之選,適合於任何大小的系統。 XProtect Smart Client 共有 27 種語言可供選擇,用戶界面可根據各個運營商的任務以及具體能力和權限級別進行優化調整。
  • XProtect Web Client:XProtect Web Client 是一款簡單、直觀、基於 Web 的客戶端應用程序,適用於XProtect VMS 及 Milestone Husky NVR 系列產品 的視頻查看、播放和共享。 通過 XProtect Web Client,用戶可即時訪問最常用的監視功能,它操作簡單,任何級別的用戶都能快速上手。
  • Milestone Mobile:Milestone Mobile 是一款由 Milestone 設計、可免費下載的應用程序,能夠與 XProtect 視頻管理軟件 (VMS) 及 Milestone Husky? NVR 系列無縫對接。 通過安裝附加功能 Video Push,用戶可將設備攝像機的實時視頻直接推送至 Milestone 系統,以便在任何地點發生事故時能夠馬上獲知相關情況。
    ??XProtect系列產品對比圖 如圖 1所示。
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    3. 技術特性分析

    3.1. 系統架構

    ??本節主要分析XProtect Expert 和 XProtect Corporate產品 的系統架構。
    ??系統部件圖如圖 2所示:
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    ??系統中服務器端主要部件描述如下:

  • 管理服務器(Management server):管理服務器是VMS的核心部件,管理服務器處理系統配置和其它分布式部件(如錄像服務器)的配置,配置數據存儲在相關的RDB中(MS SQL SERVER)。管理服務器提供一個組件和客戶端倉庫(System components and clients repository),對於用戶而言,可以直接從管理服務器上下載組件和客戶端軟件安裝到別的機器上,非常便捷。
  • 服務信道(Service channel):服務信道負責各種服務與各種配置消息的交互。第三方部件可監聽服務信道。
  • 錄像服務器(Recording server):錄像服務器是直接與監控前端打交道的服務器,其功能包括但不限於:獲取前端的實時媒體流和元數據(metadata),獲取接入設備的狀態和設備參數,對媒體流進行錄像,觸發系統事件等。使用Milestone Interconnect技術,錄像服務器可以與Milestone產品進行交互。錄像服務器的兩個重要組成部分是:
    • 設備驅動(Device drivers):錄像服務器中包含多個設備驅動,這些設備驅動是錄像服務器與VMS接入設備交互的接口。設備驅動類型可為特定廠家的設備驅動,也可為ONVIF 兼容的驅動。錄像服務器在安裝時默認已經安裝了合作廠家的設備驅動,也可在官網下載所需廠家的驅動。
    • 媒體庫(Media database):系統運行生成的視音頻,元數據(前端視音頻數據,錄像數據等)被存儲在媒體庫當中。媒體庫具有分層多級存檔(tiered multistage archiving),視音頻加密和簽名等功能。
  • 事件服務器(Event server):事件服務器處理與事件,告警,地圖相關的業務。在事件服務器中可部署第三方合作廠家編寫的Milestone插件(見2.1.3.3節,通過訪問系統事件可以實現與己方系統的交互)。事件服務器中產生的數據存儲在與管理服務器共用的SQL SERVER數據庫中。
  • 日誌服務器(Log server):日誌服務器使用與管理服務器共用的SQL SERVER數據庫存儲系統中產生的日誌,這些日誌包括:系統日誌,審計日誌(Audit log),規則日誌(Rule log)。
  • 移動服務器(Mobile server):移動服務器為XProtect的Web客戶端和移動客戶端提供訪問,可視為一個接入網關。為適應Web用戶和移動用戶的帶寬,移動服務器也提供轉碼服務(降碼率)。
    ??系統中使用windows 服務器集群技術(Failover Clusters in Windows Server)實現HA (支持各部件的冷備份(hot-standby)與熱備份(Cold-standby))。
    ??系統的部署視圖如圖 3所示:
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    ??使用XProtect Expert 和 XProtect Corporate產品的視頻監控系統可利用Milestone Federated Architecture和Milestone Interconnect技術實現與其它Milestone系統之間的互聯和集成,構建各大規模的系統(以XProtect Corporate作為中央系統)。如圖 4所示。
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    3.2. 分布式運行

    3.2.1. Milestone Federated Architecture

    ??Milestone Federated Architecture是一種互聯架構和技術 ,支持多個獨立的 XProtect Corporate 和 XProtect Expert站點互聯成為一個大系統(具有 XProtect Corporate 中央系統)來運行。這為操作員提供了訪問系統中所有攝像機的能力和集中管理所有聯邦站點的能力 。
    ??在這種聯邦架構中,每個站點既可被聯邦系統的頂層節點管理,也可作為獨立站點被用戶直接管理,如圖 5所示。
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    ??聯邦架構中,各站點以父子關系形成了一個層次樹,Milestone要求XProtect Expert站點只能作為XProtect Corporate站點的子站點。父站點能否訪問子站點的資源依賴於登錄該父站點的用戶是否綁定了子站點的用戶(如果綁定,父站點可以使用綁定子站點的用戶權限)。
    ??實施時所有的站點應該在統一域(windows domain)中,並且所有站點的管理服務器應該使用同一個Active Directory 賬號運行。
    ??圖 6展示了如何在管理客戶端增加一個Federated站點。
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    ??圖 7是在XProtect客戶端上顯示的站點資源。
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    3.2.2. Milestone Interconnect

    ??Milestone Interconnect 技術是是一種互聯架構和技術 ,可從一個 XProtect Corporate 中央站點對所有 Milestone 視頻監控解決方案進行集中管理。
    ??使用Milestone Interconnect技術進行連接的Milestone產品包含了各類產品(不同於Milestone Federated Architecture只支持XProtect Corporate 和 XProtect Expert),如圖8所示。
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    ??中央XProtect Corporate站點通過錄像服務器上的設備(產品)驅動連接到遠程站點的前端設備(如IPC和編碼器),這樣就可在中央站點上進行遠程站點視頻的管理,如圖 9所示。使用Milestone Interconnect,視頻錄像可以在遠端站點保存,也可在中央站點保存。
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    ??圖 10展示了XProtect Corporate站點與Axis攝像機通過Milestone Interconnect連接的流程。
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    3.2.3. 兩種解決方案的比較

    ?? Milestone Federated Architecture和Milestone Interconnect是Milestone提供的兩種建設大型集成系統的方案,在使用中央集中管理的目標上,兩者是一致的。
    ??Milestone Interconnect適用於異構的的小型視頻監控系統或監控設備的集成,集成後中央站點可以直接訪問視頻源。Milestone Federated Architecture則在各站點XProtect Corporate 或 XProtect Expert系統的管理服務器之間進行互聯,是的各個獨立的子系統形成樹狀層次。

3.3. 開放與兼容

3.3.1. MIP SDK

??Milestone產品的插入式架構允許開發人員集成安保解決方案,借助發布的應用程序編程接口 (API) 提供真正開放的平臺技術。
??Milestone Integration Platform(Milestone 集成平臺,以下簡稱MIP)集成在XProtect Smart Client,XProtect Management Client,XProtect Management Application,Management Server,Event Server等產品中。
??MIP SDK(Milestone 集成平臺軟件開發工具包,Milestone Integration Platform Software Development Kit)使得第三方系統可以便捷地集成到XProtect軟件中。MIP SDK包括開發集成的工具,接口文檔,.Net的DLL,開發指南等部分。
??圖 11展示了集成到XProtect軟件的不同方式 :
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  • 協議集成:協議集成指的是第三方的應用程序通過與XProtect產品通過彼此協商好的協議進行交互(如設備控制,媒體流傳輸等)。協議集成具有操作系統無關性,編程語言無關性,基於網絡等特點(如基於SOAP的設備控制,錄像等命令)。
  • 組件集成:第三方的應用程序可利用MIP提供的組件實現與Milestone服務器的交互。第三方應用程序通過組件可進行視頻流的訪問,IPC的PTZ控制等操作。MIP組件包括但不限於:ActiveX控件,MIP .NET庫,Milestone Media Toolkit。
  • 插件集成:一個MIP插件是Milestone的合作夥伴開發的,能運行於MIP產品上的插件。MIP插件可應用於XProtect產品的客戶端或事件服務器,可擴展XProtect的客戶端產品(類似於Eclipse的插件機制)功能或事件服務器的處理邏輯。MIP插件的運行依賴於MIP環境,MIP環境使得各種MIP插件有統一的運行環境。
    ??需要註意的是,組件集成和插件集成中的組件和插件的開發都基於.NET環境,建議使用C#語言開發。在XProtect的客戶端管理界面可查看安裝的插件,見圖 12。
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    3.3.2. ONVIF Bridge

    ??ONVIF Bridge是MIP(Milestone開放平臺)的一部分,出現在2016年Milestone的產品目錄中。ONVIF Bridge基於ONVIF標準規範構建,提供了外部通過ONVIF標準訪問Milestone的VMS產品中媒體數據(實時流和錄像)的接口,外部組織可以通過ONVIF Bridge將Milestone的VMS產品集成到它們自己的中央監控方案中。
    ??目前的ONVIF Bridge產品支持ONVIF的ONVIF Profile G和Profile S,使用RTSP協議來與請求媒體流的ONVIF客戶端交互。示意圖如圖 13所示。
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    4.參考文獻

    ??1.https://www.milestonesys.com/solutions/platform/product-index/
    ??2. https://www.onvif.org
    ??3.https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc732488(v=ws.10).aspx
    ??4.John Rasmussen,Milestone Federated Architecture,white paper,2016
    ??5.John Rasmussen,Milestone Interconnect,white paper,2016
    ??6.Milestone,XProtect MIP SDK 2016 R3 Getting Started Guide,2016

視頻管理軟件技術分析報告(二)--商業VMS產品分析(Milestone)