如何选配数字录像机 - 地产风云的日志 - 网易博客

如何选配数字录像机
近年来，数字视频录像 (DVR) 普及迅速。据统计国内目前销售 DVR 的公司就有近百家之多，这主要因为 DVR 大多搭建在 PC 机平台上，在计算机中插入二块图像采集压缩卡，运行 Window ，操作系统，再配上开发的软件，就可以构成 DVR 系统所致。但是，从技术上分析， DVR 系统间的差异还是比较大的，这表现在图像录像速率、图像压缩与解压缩方案、硬磁盘容量及录像时间、图像质量、系统功能等诸多方面，加之许多产品有炒作之嫌，云山雾罩，使选购发生困难。本文将对 DVR 的核心技术、主要性能指标、发展走向、产品现状进行探讨。
一、DVR 系统的主要特点与功能
新型 DVR 系统主要的特点与功能包括：
1.进入系统时需首先输入用户标识名 ID 和密码，才能完成注册。可设置系统运行日期和时间段，故安全性较高。有的系统还具有多层安全保密结构。
2.可同时输入多台摄像机的图像，一般多为 4 、 8 、 16 台，最多达到 32 台，既可以多画面分割显示方式同时显示输入摄像机的图像。也能够对输入的摄像机图像进行选择，例如可从 16 路摄像机的输入图像中任选一路在屏幕上作单一面面动态显示。也可在一个屏幕上同时显示 4 台、 9 台或 16 台摄像机的图像。
评价多画面分割显示性能优劣的关键是影像处理与显示更新速度和画面的清晰程度。 16 画面分割显示的主要特征有：
(1)可以同时接收最多 16 路视频输入图像。许多产品可达到每路每秒 25 帧的实时显示速度。因采用时基校正电路从时间上 " 分割 " 视频输入信号，从而能够补偿在非同步摄像机之间频率和相位的差异，起着同步发生器的功效。
(2) 可在一台监视器上监看多种图像显示方式，可以显示全屏单画面图像和 16 画面图像，也可以显示多种显示画面 ( 有 1 、 2× 2 、 3×3 、 4×4 等多种形式 ) 。
(3) 有的系统可定义输入画面中的一路为主显示画面，主画面作实时显示，其在显示屏幕上所占大小可以选择。屏幕的其余部份则显示多个副画面图像。由于受到 16 路输入图像采集最高速率的限制，多画面显示中的副画面图像可能会有动画效果。
3.能以硬盘对图像作数字化记录能对所有输入的视频图像依次序作 motion-JPEG 或其它方式压缩处理，然后以一定速度作串行输出并以单帧方式将其记录于硬盘上，按序号贮存。由于它采用时间复用技术，因此能够实现以一台硬盘来记录 16 个同时产生的视频信号。硬盘容最可高达 6.4-75GB ，依被摄画面活动部分的多少不同，每 CB 容最可存储 1.5-4 小时的图像，决定了可录像的时间长短。需要时还应有 VCR 、 DVD-RAM 等大容量存储装置作备份存档。
DVR 处理流程
以硬盘对所有输入图像作数字化存储录像，因具备视频压缩、数字化硬盘存储及视频解压缩功能，故可以完整地记录下摄像机的高清晰度画面，使图像回送时也能达到极高的清晰度，但是录像的速度一般要比显示图像的速度低许多。
4.有的系统可对系统的总资源进行动态分配，即在系统总资源数额定不变的情况下，赋于每路图像有不同的采集速率 ; 每台摄像机的图像清晰度也可进行选择，如有360×280 、 720×280 、 720×560 等不同档次 ; 对每台摄像机的图像压缩比率也可作选择，有低质量图像 (1:40) 、中等质量图像 (1:30) 、中高质量图像 (1:20) 、高质量图像 (1:1O) 之分。
5.可对以硬磁盘记录的图像进行回放，回放显示速率和可能的显示方式是其能被应用于何种场合的关键。可以方便地按日期、时间、图像号码、摄像机号、报警事件序号等为索引，对以硬磁盘记录的图像快速进行图像的检索和查找，也能通过屏幕菜单操作。
6.对每台摄像机输入的图像，可定义图像的视频移动探测报警区域，当监视图像发生变化时产生报警。还有最多 16 路常规报警输入，在所接传感器发生报警时，有的系统可自动记录发生报警前几秒至发生报警后十几秒总共约 30 秒钟的视频图像，从而能捕获并完整地记录下每一个报警事件。有的系统在发生报警时，不仅可显示对应报警发生处摄像机的图像，还能使该摄像机的云台运动到指定的预置位处。
7.对录制的报警事件，除回放时可根据事件、时间或摄像机号快速检索到指定的文件外，有的系统还允许回放时对图像作二倍的放大观察及有平滑等图像处理功能，并且可以调正图像的色彩、对比度、亮度、饱和度，从而有助于识别人物、车牌等细节。
8.可选择一路云台进行控制，包括云台的上下左右移动、云台的旋转、变焦镜头的伸缩、云台和变焦镜头的预置位等。
9.系统回放的图像可通过 PSTN 、 ISDN 线路或者局域网 LAN 作远距离传送。
二、核心技术 -- 图像的压缩 / 解压缩方法
图像的压缩 / 解压缩实现方案是 DVR 系统的核心，它不仅影响到图像的清晰度，也与录像速度和图像回放的品质密切相关。压缩芯片、编码器、解码器是 DVR 系统的关键元件。 DVR 对图像的压缩大多采用硬件压缩方式，可靠性高，当然也有采用软件压缩方式的。由于系统多以工业 PC 机为平台，因此解压缩采用软解压方案的较多。
目前大多数 DVR 系统采用 Motion-JPEG 动画画像压缩 (JPEG 静态压缩的变型 ) 、 MPEG-1 压缩等已成熟技术，已有采用 MPEC-2 技术使图像处理速度更快的芯片推出，很快将会出现 MPEG-4 芯片，屈时便可顺利解决存储媒体容量、影像压缩技术、影像处理速度这三大问题，同时价格也能为消费者所接受。为了提高压缩比，有的系统还采用了小波压缩技术。
典型 MJPEC 数字压缩板的性能指标如下所列：
图像尺寸：有 384×288 、 768×288 、 384× 576 、 768×576   压缩图像格式：MPEG
图像尺寸：有 384×288 、 768×288 、 384× 576 、 768×576
画面频率：2 帧 / 秒 / 每路 --25 帧 / 秒 / 每路
视频压缩比例：从 10:1 到 100:1
数字压缩方式：Y:U:V=4:2:2
显示颜色数量：全彩色
1.Motion-JPEG 是利用 JPEG 标准定义图像压缩的一种标准，从而可以生成序列化运动图像，是会动的 JPEG 影像。因其压缩后格式可读单一 画面，所以可以任意剪接。 M-JPEG 采用帧内压缩方式，适于视频编辑，如果采用高压缩比则视频质量会严重降低。
JPEG 的最新进展是多层式 JPEG (ML-JPEG) 压缩技术。它先传低清晰度的画面，故成像速度快很多 ; 然后再补送细节的压缩资料，使画面品质改善 ; 最后再补送更细节的压缩资料，使画面品质更加改善，这样 JPEG 的画面呈现由低清晰度到高清晰度、由模糊到清楚。
2.MPEG1 是面向普通家庭电视机分辩率水平的视音频压缩标准，用于 CD-ROM 上存储同步和彩色运动视频信号，旨在达到 VCR 质量，其视频压缩率为 26:l 。 MPEG1 的源输入格式 SIF(Source Input Format) 为 352 像素 ×288 行。压缩后的数据率为 1.5Mbps ，亮度信号的分辩率为360×240 ，色度信号的分辩率为 180×120 ，每秒 30 帧。
3.MPEC2 是面向广播电视级分辩率水平的视音频压缩标准。对每秒 30 帧的 720×576 分辩率的视频信号进行压缩，适用于计算机显示质量的图像，压缩后的数据率为 6Mbps ，它是将视频节目中的视频、音频、数据内容等组成部分复合成单一的比特流，以使在网上传送或者在存储设备中存放的压缩。在选择压缩设备时，应考虑是否支持 4:2:2 编解码格式。
4.MPEG4 是利用电话线作为传输介质的超低码率的视音频压缩标准，用于每秒 10 帧低速率和 64Kbps 低带宽的中分辨率视频会议。新的目标确定为支持各种多媒体应用 ( 主要侧重于对多媒体信息内容的访问 ) ，并可根据应用的不同要求现场配置解码器。它与基于专用硬件的压缩编码方法不同之处是编码系统是开放的，可以随时加入新的有效的算法模块。
5. 小波变换 (wavelet transform) 压缩比可达 70:1 ，压缩复杂度约为 JPEG 的 3 倍，它为 MPEG4 采用，因为图像的小波分解非常适宜于视频图像压缩，使图像压缩成为小波理论最成功的应用领域之一。