探究云視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能耗優(yōu)化

李虎

（中國(guó)郵政速遞物流股份有限公司南京集散中心，江蘇南京211100）

探究云視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能耗優(yōu)化

李虎

（中國(guó)郵政速遞物流股份有限公司南京集散中心，江蘇南京211100）

現(xiàn)代云視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要分為監(jiān)控、計(jì)算、存儲(chǔ)三個(gè)節(jié)點(diǎn)，信息資源傳輸?shù)倪B貫性增強(qiáng)，結(jié)合云視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際，探索了系統(tǒng)信息傳輸?shù)膬?yōu)化方式。云視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)云空間平臺(tái)，用戶(hù)與運(yùn)營(yíng)商建立網(wǎng)絡(luò)信息管理協(xié)議，對(duì)監(jiān)控區(qū)域的視頻質(zhì)量、監(jiān)控時(shí)間、相關(guān)性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等信息進(jìn)行管理的程序。云視頻監(jiān)控系統(tǒng)是社會(huì)資源傳輸?shù)男峦緩?，云視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有資源傳輸靈活、廣闊等特征，在現(xiàn)代信息交流中發(fā)揮著重要作用。主要從系統(tǒng)能耗及優(yōu)化措施層面對(duì)云視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

云視頻；監(jiān)控系統(tǒng)；能耗優(yōu)化；信息傳輸

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步推進(jìn)了社會(huì)科技的發(fā)展，資源探究的手段不斷創(chuàng)新。視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)階段性演變，逐步從模擬、數(shù)字到云空間探索，視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加完善，技術(shù)也在發(fā)展中不斷革新。

1 云視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述

云視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要分為監(jiān)控端、客戶(hù)端以及監(jiān)控控制中心三部分，依靠以太網(wǎng)實(shí)行數(shù)據(jù)傳輸為核心，信息資源相互傳輸。云視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有資源信息靈活、傳輸資源廣闊、信息傳輸總量大、速率快等特征，為現(xiàn)代社會(huì)信息共享提供了更便捷的傳輸新渠道。

2 云視頻監(jiān)控系統(tǒng)能耗分析

云視頻監(jiān)控系統(tǒng)能耗可降低視頻監(jiān)控的效果，也會(huì)對(duì)視頻監(jiān)控的質(zhì)量產(chǎn)生影響，要想實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的創(chuàng)新升級(jí)，就必須對(duì)云視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能耗點(diǎn)進(jìn)行分析。

2.1 監(jiān)控應(yīng)用端能耗分析

監(jiān)控應(yīng)用端是指云視頻接收端，系統(tǒng)借助外部攝像頭實(shí)行信息采集，系統(tǒng)按照信息采集順序進(jìn)行資源壓縮，再將終端視頻傳輸給處理程序的過(guò)程。

云視頻監(jiān)控信息收集，開(kāi)展多個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)同步運(yùn)作，視頻攝入的資源大小不同，攝入的內(nèi)容不同，數(shù)據(jù)壓縮編碼壓縮時(shí)間長(zhǎng)短也會(huì)不同，這一操作會(huì)占用終端操作的主要耗能部分，如果視頻監(jiān)控操作只有資源損耗，沒(méi)有資源補(bǔ)充，長(zhǎng)期處于循環(huán)工作狀態(tài)，勢(shì)必會(huì)增加系統(tǒng)電池的能耗損失，也就出現(xiàn)了生活中“電池?fù)p耗”問(wèn)題；大量的視頻終端收集中，也存在視頻信息收集內(nèi)容交叉等情況，而終端視頻獲取沒(méi)有視頻自動(dòng)選擇過(guò)濾能力，較多的視頻重合數(shù)據(jù)，必然會(huì)占用終端視頻存儲(chǔ)空間，再加上重復(fù)的資源編碼處理操作，都會(huì)造成監(jiān)控應(yīng)用端能耗率提高。

2.2 計(jì)算節(jié)點(diǎn)耗能分析

計(jì)算節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控處理部分的資源供應(yīng)。計(jì)算節(jié)點(diǎn)控制分為虛擬控制和實(shí)體控制兩部分。虛擬控制是指視頻處理中視頻接收量的整合，例如主機(jī)服務(wù)器、視頻接收與傳輸?shù)瘸绦蜻\(yùn)行。由于視頻監(jiān)控處理中的任務(wù)量不同，主機(jī)服務(wù)器的資源處理所損耗的資源程度也不同，進(jìn)而導(dǎo)致視頻處理過(guò)程中的資源損耗分布不均勻、視頻處理資源控制能力有限、資源綜合利用率下降的情況。比如，某視頻監(jiān)控處理中的信息能耗最大上限為10，當(dāng)視頻處理中主機(jī)接收視頻處理任務(wù)較多，視頻節(jié)點(diǎn)能耗超出10，服務(wù)器進(jìn)行視頻處理時(shí)，能耗損失比受控下的大，能耗控制作用較小。

實(shí)體控制是指視頻信息控制處理中，視頻信息主處理器下的輔助處理系統(tǒng)，主要包括磁盤(pán)、交換機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備。如果主服務(wù)器與輔助部分相互關(guān)聯(lián)，其資源控制結(jié)構(gòu)不同，系統(tǒng)運(yùn)行的做功效率也不同，兩者之間的做功差異必將帶來(lái)實(shí)體設(shè)備做功速率降低，實(shí)體設(shè)備能耗無(wú)法處于同一平面上，也會(huì)導(dǎo)致能耗的實(shí)際應(yīng)用損耗比例增加。

3 云視頻監(jiān)控系統(tǒng)能耗優(yōu)化

針對(duì)以上系統(tǒng)能耗問(wèn)題，筆者提出了相應(yīng)的解決措施。

3.1 監(jiān)控終端能耗優(yōu)化

系統(tǒng)監(jiān)控資源能夠優(yōu)化，實(shí)施視頻收集資源控制、合理調(diào)整電壓。在視頻監(jiān)控終端安裝電池能耗控制中，視頻拍攝終端依據(jù)其視頻拍攝的資源損耗情況，適度進(jìn)行資源供應(yīng)調(diào)整，視頻拍攝能量自動(dòng)變更，保障視頻監(jiān)控終端的拍攝效果和拍攝時(shí)長(zhǎng)。比如，某視頻監(jiān)控終端安裝電流損耗控制編碼器，當(dāng)視頻監(jiān)控中設(shè)備電能損耗超過(guò)70%時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)部耗能調(diào)整，視頻拍攝亮度、資源編碼的能耗程度都會(huì)自動(dòng)降低，從而確保視頻終端信息能耗均衡分配；同時(shí)，系統(tǒng)給予能耗補(bǔ)充提醒，實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源能耗結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化。

視頻監(jiān)控終端節(jié)點(diǎn)控制在于視頻接收系統(tǒng)資源處理能力的提升。一方面，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，增加自動(dòng)視頻覆蓋操作程序，當(dāng)視頻拍攝中存在交叉視頻、視頻存儲(chǔ)壓縮時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行視頻交叉覆蓋，視頻監(jiān)控段的信息自動(dòng)篩選能減小拍攝終端的能源損耗；另一方面，視頻監(jiān)控終端的系統(tǒng)監(jiān)控可實(shí)現(xiàn)多層監(jiān)控共用同一能源點(diǎn)，能耗大小受到控制。比如，A和B同時(shí)實(shí)行不同地域的監(jiān)控，而兩者處于同一監(jiān)控能耗系統(tǒng)中，系統(tǒng)能耗供給實(shí)質(zhì)上僅消耗一方視頻拍攝的電量，一個(gè)能耗多個(gè)終端的資源輸送方式將會(huì)大大減少視頻終端的資源損耗，是提升視頻終端能源利用率的有效方式。

3.2 計(jì)算節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

依據(jù)現(xiàn)有資源優(yōu)化比例，實(shí)現(xiàn)資源綜合化處理，計(jì)算節(jié)點(diǎn)優(yōu)化能耗控制，分為虛擬處理控制和實(shí)體結(jié)構(gòu)控制。虛擬程序控制，建立虛擬控制的分段模型，實(shí)施資源信息分段處理，視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)定不同節(jié)能控制標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)器按照不同節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行能耗控制。比如，假設(shè)某主服務(wù)器的耗能水平為10/h，按照這一損耗水平，確定虛擬控制系統(tǒng)處理過(guò)程的損耗總量，假設(shè)該服務(wù)器共計(jì)工作10 h，則一共損耗能效100，依據(jù)主服務(wù)器的做功標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行能耗優(yōu)化限制層次性劃分，第一階段為100，第二階段為100～200，第三階段為200～300，逐一增加。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)處理視頻數(shù)量增加，系統(tǒng)將會(huì)按照能耗控制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控處理中能耗控制，達(dá)到虛擬信息節(jié)能優(yōu)化的目的。

實(shí)體控制節(jié)點(diǎn)的耗能優(yōu)化中，應(yīng)合理分配系統(tǒng)內(nèi)部程序的應(yīng)用效率，盡量確保外部輔助系統(tǒng)做功能耗與主服務(wù)器系統(tǒng)相適應(yīng)。比如，對(duì)于系統(tǒng)資源控制任務(wù)適度性調(diào)度，當(dāng)程序系統(tǒng)接收到視頻導(dǎo)入命令時(shí)，基于主服務(wù)器視頻處理實(shí)施系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)控制的綜合評(píng)估，主程序進(jìn)行視頻壓縮、視頻解碼或視頻信息加密，可實(shí)現(xiàn)加工控制系統(tǒng)的優(yōu)化，分清實(shí)體程序的主次地位，從而確保實(shí)體視頻設(shè)備能耗控制與視頻信息處理需求相適應(yīng)。

3.3 存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

系統(tǒng)資源優(yōu)化是云視頻監(jiān)控系統(tǒng)能耗降低的有效措施。充分應(yīng)用云空間可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控資源存儲(chǔ)空間的擴(kuò)大，一方面，云視頻監(jiān)控系統(tǒng)可使系統(tǒng)信息在硬盤(pán)中的存儲(chǔ)自動(dòng)整合，程序內(nèi)部能夠?qū)崿F(xiàn)存儲(chǔ)信息的分化。比如，在云視頻監(jiān)控處理中，可按照視頻存儲(chǔ)狀態(tài)、用戶(hù)標(biāo)注信息初步進(jìn)行云視頻資源歸類(lèi)；另一方面，云視頻處理按照視頻存儲(chǔ)時(shí)間逐一從硬盤(pán)存儲(chǔ)向云空間存儲(chǔ)過(guò)渡，確保云視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源處理存儲(chǔ)空間的靈活應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

云視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能耗優(yōu)化為社會(huì)信息傳輸帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。本文主要針對(duì)云視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中的能耗問(wèn)題提出了優(yōu)化措施，包括接收終端、計(jì)算節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)三部分，為我國(guó)云視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展提供了理論參考。

［1］熊永華，張因升，陳鑫，等.云視頻監(jiān)控系統(tǒng)的能耗優(yōu)化研究［J］.軟件學(xué)報(bào)，2015（03）.

［2］黃源源.視頻監(jiān)控系統(tǒng)中一些關(guān)鍵技術(shù)的研究［D］.成都：電子科技大學(xué)，2013.

〔編輯：張思楠〕

TN948.6

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.18.121

2095－6835（2017）18－0121－02

李虎（1984—），男，江蘇連云港人，碩士，畢業(yè)于東南大學(xué)，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)轫?xiàng)目管理。