原理
【原理】 DVR采用的是數(shù)字記錄技術(shù),在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份、以及網(wǎng)絡(luò)傳遞、遠(yuǎn)程控制等方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于模擬監(jiān)控設(shè)備,DVR代表了電視監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向,是市面上電視監(jiān)控系統(tǒng)的首選產(chǎn)品。一般分為:硬盤錄像機(jī),PC式硬盤錄像機(jī)和嵌入式硬盤錄像機(jī)等。
主流技術(shù)
市面上流行的產(chǎn)品有PC平臺DVR和嵌入式DVR,嵌入式DVR在穩(wěn)定性、可靠性、易用性等方面有“專業(yè)化”的優(yōu)勢,嵌入式DVR會逐步侵占PC平臺DVR的市場。PC平臺DVR在通用性、可擴(kuò)張性方面占有優(yōu)勢,在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中仍可負(fù)擔(dān)管理主機(jī)的角色,仍然有其自身的市場份額。
由于價格、性能等原因,在國內(nèi)市場上的DVR產(chǎn)品主要是包括臺灣在內(nèi)的大中華地區(qū)及韓國的產(chǎn)品占主導(dǎo)地位,大陸地區(qū)企業(yè)具有“中國制造”的優(yōu)勢,但在技術(shù)上幾乎完全依賴國外的技術(shù)發(fā)展,沒有掌握核心芯片和嵌入式主板開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力較差,臺灣和鄰國韓國在這方面強(qiáng)于大陸地區(qū)企業(yè)。
國外已有很多公司投入資金開發(fā)多路的MPEG-II、MPEG-4壓縮芯片,和小波的圖像壓縮芯片,新型壓縮芯片的出現(xiàn)和應(yīng)用,將使數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控邁向新的時代。
同時隨著存儲設(shè)備容量的不斷增大,價格不斷地降低,新的存儲技術(shù)的發(fā)展,攝像機(jī)的全數(shù)字、高清晰度不斷完善,高畫質(zhì)圖像標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將投入市場,成為數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的新寵。
另外,企業(yè)在開發(fā)新產(chǎn)品過程中還應(yīng)該注意通過行業(yè)協(xié)會建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),使不同企業(yè)的產(chǎn)品能夠通過網(wǎng)絡(luò)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,并且應(yīng)盡可能與樓宇智能系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接,實(shí)現(xiàn)樓宇系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和控制出自星網(wǎng)銳捷。
硬件組成
DVR系統(tǒng)的硬件主要由CPU,內(nèi)存,主板,顯卡,視頻采集卡,機(jī)箱,電源,硬盤,連接線纜等構(gòu)成,讓我們從系統(tǒng)學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),來分析這些部件的穩(wěn)定性和可靠性。
DVR系統(tǒng)的軟件是由個人公司進(jìn)行開發(fā)完成的,建立在硬件系統(tǒng)之上的,著名的DVR軟件包括花生殼,DVR-CPS等
2000年中國第一臺家用DVR問世,開始進(jìn)入中國安防領(lǐng)域。隨后,在技術(shù)以及市場的雙重驅(qū)動下,DVR開始突飛猛進(jìn)地發(fā)展。來到2006年,DVR已經(jīng)占據(jù)了整個視頻監(jiān)控將近40%的市場份額。在視頻監(jiān)控從模擬向數(shù)字化發(fā)展的進(jìn)程中,DVR扮演了極其重要的角色,可以說,DVR開創(chuàng)了一個數(shù)字監(jiān)控時代。
從2006年開始,隨著網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展和信息化建設(shè)的深入,視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時代,市場對DVR的網(wǎng)絡(luò)化功能及網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性要求越來越高,在這種需求下,一些主流廠商也開始重視網(wǎng)絡(luò)功能,推出DVS(網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器)產(chǎn)品,對此,有業(yè)內(nèi)人士稱,DVR將迎來"后DV時代"。然而,由于DVS產(chǎn)品強(qiáng)大了網(wǎng)絡(luò)功能,卻降低了本地管理和控制能力,其顯然無法涵蓋DVR的原有市場。而DVR作為數(shù)模混合產(chǎn)品,又始終沒有走出其半數(shù)字半模擬的尷尬境地。因此視頻監(jiān)控市場的競爭越來越激烈,產(chǎn)品同質(zhì)化也越來越嚴(yán)重――市場在呼喚真正更新?lián)Q代的產(chǎn)品。在監(jiān)控市場網(wǎng)絡(luò)化需求下,2007年開始,被稱為DVR的取代者――NVR(Network Video Recorder)概念被頻繁提及。
事實(shí)上,在國外,NVR產(chǎn)品與技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于一些高端安防領(lǐng)域。而在國內(nèi),專業(yè)的安防媒體和其它理論界也對NVR恩寵有加,對NVR市場發(fā)展前景的評估也極為樂觀。然而,這兩年,整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控產(chǎn)品的市場推廣又似乎并沒有取得預(yù)期的成果,這導(dǎo)致國內(nèi)NVR行業(yè)走得很緩慢、很辛苦。于是廠商和用戶似乎都開始對NVR、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)生疑惑,NVR,乃至整個網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展何去何從?
NVR是接IP camera的錄像機(jī),IP camera又分為CIF/D1 普通的IP camera 與 數(shù)字百萬高清IP camera
DVR的錄像效果取決于攝像機(jī)與DVR本身的壓縮算法與芯片處理能力,而NVR的錄像效果則主要取決于IP camera,因?yàn)镮P camera輸出的就是數(shù)字壓縮視頻,視頻到達(dá)NVR時,不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換,也不需要壓縮,只管存儲,當(dāng)要顯示與回放才需要解壓縮。
產(chǎn)品分類
?。―igitalVideoRecorder,DVR),即數(shù)字視頻錄像機(jī),相對于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機(jī),采用硬盤錄像,故常常被稱為硬盤錄像機(jī),也被稱為DVR。
市面上主流的DVR采用的壓縮技術(shù)有MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG,而MPEG-4、H.264是國內(nèi)最常見的壓縮方式;從壓縮卡上分有軟壓縮和硬壓縮兩種,軟壓受到CPU的影響較大,多半做不到全實(shí)時顯示和錄像,故逐漸被硬壓縮淘汰;從攝像機(jī)輸入路數(shù)上分為1路、2路、4路、6路、9路、12路、16路、32路,甚至更多路數(shù);總的來說,按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類:基于PC架構(gòu)的PC式DVR和脫離PC架構(gòu)的嵌入式DVR。在這里我們主要講講PC式DVR和嵌入式DVR。
PC式硬盤錄像機(jī)
?。―VR):這種架構(gòu)的DVR以傳統(tǒng)的PC機(jī)為基本硬件,以Win98、Win2000、WinXP、Vista、Linux為基本軟件,配備圖像采集或圖像采集壓縮卡,編制軟件成為一套完整的系統(tǒng)。PC機(jī)是一種通用的平臺,PC機(jī)的硬件更新?lián)Q代速度快,因而PC式DVR的產(chǎn)品性能提升較容易,同時軟件修正、升級也比較方便。PCDVR各種功能的實(shí)現(xiàn)都依靠各種板卡來完成,比如視音頻壓縮卡、網(wǎng)卡、聲卡、顯卡等,這種插卡式的系統(tǒng)在系統(tǒng)裝配、維修、運(yùn)輸中很容易出現(xiàn)不可靠的問題,不能用于工業(yè)控制領(lǐng)域,只適合于對可靠性要求不高的商用辦公環(huán)境。
嵌入式
?。‥M-DVR):嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng),有計算機(jī)功能但又不稱為計算機(jī)的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心,軟硬件可裁減的,對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的微型專用計算機(jī)系統(tǒng)。簡單地說,嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件融于一體,類似于PC中BIOS的工作方式,具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn),特別適合于要求實(shí)時和多任務(wù)的應(yīng)用。嵌入式DVR就是基于嵌入式處理器和嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng),它采用專用芯片對圖像進(jìn)行壓縮及解壓回放,嵌入式操作系統(tǒng)主要是完成整機(jī)的控制及管理。此類產(chǎn)品沒有PCDVR那么多的模塊和多余的軟件功能,在設(shè)計制造時對軟、硬件的穩(wěn)定性進(jìn)行了針對性的規(guī)劃,因此此類產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定,不會有死機(jī)的問題產(chǎn)生,而且在視音頻壓縮碼流的儲存速度、分辨率及畫質(zhì)上都有較大的改善,就功能來說絲毫不比PCDVR遜色。嵌入式DVR系統(tǒng)建立在一體化的硬件結(jié)構(gòu)上,整個視音頻的壓縮、顯示、網(wǎng)絡(luò)等功能全部可以通過一塊單板來實(shí)現(xiàn),大大提高了整個系統(tǒng)硬件的可靠性和穩(wěn)定性。
硬盤錄像機(jī)的主要功能包括:監(jiān)視功能、錄像功能、回放功能、報警功能、控制功能、網(wǎng)絡(luò)功能、密碼授權(quán)功能和工作時間表功能等。
監(jiān)視:監(jiān)視功能是硬盤錄像機(jī)最主要的功能之一,能否實(shí)時、清晰的監(jiān)視攝像機(jī)的畫面,這是監(jiān)控系統(tǒng)的一個核心問題,大部分硬盤錄像機(jī)都可以做到實(shí)時、清晰的監(jiān)視。
錄像:錄像效果是數(shù)字主機(jī)的核心和生命力所在,在監(jiān)視器上看去實(shí)時和清晰的圖像,錄下來回放效果不一定好,而取證效果最主要的還是要看錄像效果,一般情況下錄像效果比監(jiān)視效果更重要。大部分DVR的錄像都可以做到實(shí)時25幀/秒錄像,有部分錄像機(jī)總資源小于5幀/秒,通常情況下分辨率都是CIF或者4CIF,1路攝像機(jī)錄像1小時大約需要180MB~1GB的硬盤空間。
報警功能:主要指探測器的輸入報警和圖像視頻幀測的報警,報警后系統(tǒng)會自動開啟錄像功能,并通過報警輸出功能開啟相應(yīng)射燈,警號和聯(lián)網(wǎng)輸出信號。圖像移動偵測是DVR的主要報警功能;
控制功能:主要指通過主機(jī)對于全方位攝像機(jī)云臺,鏡頭進(jìn)行控制,這一般要通過專用解碼器和鍵盤完成;
網(wǎng)絡(luò)功能:通過局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)經(jīng)過簡單身份識別可以對主機(jī)進(jìn)行各種監(jiān)視錄像控制的操作,相當(dāng)于本地操作;
密碼授權(quán)功能:為減少系統(tǒng)的故障率,和非法進(jìn)入,對于停止錄像,布撤防系統(tǒng)及進(jìn)入編程等程序需設(shè)密碼口令,使未授權(quán)者不得操作,一般分為多級密碼授權(quán)系統(tǒng);
工作時間表:可對某一攝像機(jī)的某一時間段進(jìn)行工作時間編程,這也是數(shù)字主機(jī)獨(dú)有的功能,它可以把節(jié)假日,作息時間表的變化全部預(yù)排到程序中,可以在一定意義上實(shí)現(xiàn)無人值守。
產(chǎn)品對比
相比較磁帶錄像機(jī),硬盤錄像機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個方面:
實(shí)現(xiàn)了模擬節(jié)目的數(shù)字化高保真存儲:能夠?qū)V為傳播和個人收集的模擬音視頻節(jié)目以先進(jìn)的數(shù)字化方式錄制和存儲,一次錄制,反復(fù)多次播放也不會使質(zhì)量有任何下降;
全面的輸入輸出接口:提供了天線/電視電纜、AV端子、S端子輸入接口和AV端子、S端子輸出接口??射浿茙缀跛械碾娨暪?jié)目和其它播放機(jī)、攝像機(jī)輸出的信號,方便地與其它的視聽設(shè)備連接。
多種可選圖像錄制等級:對于同一個節(jié)目源,提供了高、中、低三個圖像質(zhì)量錄制等級;
錄像幀率可調(diào):每秒鐘錄像幀率可從0幀/秒~25幀/秒可調(diào);
大容量長時間節(jié)目存儲,可擴(kuò)展性強(qiáng):用戶可選用250GB、500GB、750GB甚至1000GB的大容量硬盤進(jìn)行錄像;
完善的預(yù)設(shè)錄制功能:用戶可以自由的設(shè)定開始錄像視頻的起始時刻、時間長度等選項(xiàng)。通過對攝像機(jī)的編輯組合,可以系統(tǒng)化地錄制任意組合攝像機(jī)的視頻信號,便于靈活處理;
強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能:用戶通過網(wǎng)絡(luò)通訊接口,使用DVR本身內(nèi)置的Web服務(wù)器,通過局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)就可遠(yuǎn)程查看和控制錄像機(jī);
提供隨心所欲的回放方式:由于硬盤快速、隨機(jī)存儲的特點(diǎn),錄制好的視頻和正在錄制的視頻,都可以用DVR或者網(wǎng)絡(luò)多種方式進(jìn)行回放;
PC式DVR的缺點(diǎn)
穩(wěn)定性差DVR軟件與PC硬件、WINDOWS操作系統(tǒng)不兼容以及WINDOWS操作系統(tǒng)自身的不完善,很容易造成系統(tǒng)死機(jī)。
PCDVR產(chǎn)品操作及維護(hù)需要有一定的技術(shù)基礎(chǔ),而操作系統(tǒng)有時還會“沖掉”一些系統(tǒng)配置及軟件,這就使維護(hù)工作難度大。
PCDVR的數(shù)據(jù)存儲及操作系統(tǒng)均在硬盤中,無論如何加密,均可以從PC的底層進(jìn)入系統(tǒng),對已記錄的圖像文件進(jìn)行刪改。如果PC的硬盤零道發(fā)生了故障,整個硬盤甚至整個系統(tǒng)均要癱瘓,因此數(shù)據(jù)的可靠性下降。
WINDDOWS操作系統(tǒng)的抗入侵能力非常差,一旦操作系統(tǒng)遭到破壞(如病毒入侵等),整個的PCDVR會受到嚴(yán)重影響,甚至系統(tǒng)崩潰。
PCDVR的板卡均是大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,質(zhì)量可以保證,但在組裝為DVR產(chǎn)品時卻很難做到規(guī)范化批量生產(chǎn),所以整機(jī)的質(zhì)量也難以確保。
PC機(jī)各類配件的發(fā)展非常快,1~2年原有產(chǎn)品就會淘汰,這對于只有長期使用才能體現(xiàn)性價比優(yōu)勢的DVR產(chǎn)品來說,PCDVR的維護(hù)費(fèi)用較高,同時PC的板卡均不是生產(chǎn)DVR產(chǎn)品的廠家自己設(shè)計生產(chǎn)的,對其產(chǎn)品長期進(jìn)行維修的保障可靠度較低。
PC式DVR的優(yōu)點(diǎn)
存儲空間較大(容易擴(kuò)展存儲硬盤),適宜長時間錄像,本地存儲穩(wěn)定。
良好的人機(jī)接口和文件管理等,通過鼠標(biāo)、鍵盤只要用過計算機(jī)的人都可以很好地進(jìn)行操作;
軟、硬件升級比較容易,產(chǎn)品更新快。
維修成本比較低,一般的故障都可以通過更換部件進(jìn)行維修,整機(jī)不會報廢。
嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計難度通常都更高,但是它為用戶提供了以下好處:
易于使用,無需具有PC操作技能;嵌入DVR的操作一般通過面板按鍵或遙控器進(jìn)行操作,只要會使用DVD/VCD等家電就會使用嵌入DVR,不需要學(xué)會如何移動鼠標(biāo)、雙擊鼠標(biāo)等復(fù)雜的計算機(jī)操作。
系統(tǒng)穩(wěn)定性高,軟件容錯能力更強(qiáng),無需專人管理。嵌入式DVR采用嵌入式實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng),視頻監(jiān)視、壓縮、存儲、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ芗械揭粋€體積較小的設(shè)備內(nèi),系統(tǒng)的實(shí)時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高,所以無需專人管理,適合于無人值守的環(huán)境;
軟件固化在FLASH/EPROM中,不可修改,可靠性高。PCDVR的軟件一般都安裝在硬盤上,系統(tǒng)的異常關(guān)機(jī)都可能造成系統(tǒng)文件被破壞或者系統(tǒng)硬盤被損壞,從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰,可靠性很差。嵌入DVR的軟件固化在FLASH/EPROM中,沒有系統(tǒng)文件被破壞及硬盤損壞的可能,可靠性很高。
使用嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng),系統(tǒng)開關(guān)機(jī)快。PCDVR使用的桌面操作系統(tǒng)Windows、Linux等,由于其操作系統(tǒng)的內(nèi)核比較龐大,都需要較長的開關(guān)機(jī)時間。嵌入DVR采用內(nèi)核可裁剪的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng),其內(nèi)核最小可達(dá)到幾十K字節(jié),整個系統(tǒng)內(nèi)核的加載以及設(shè)備的初始化可以在短短幾秒內(nèi)完成,同時無需對系統(tǒng)文件進(jìn)行保護(hù),關(guān)機(jī)可以在1~2秒內(nèi)完成。
軟硬件成本低。嵌入DVR采用一體化的硬件結(jié)構(gòu),無需像PCDVR那樣要購買顯卡、內(nèi)存等設(shè)備,硬件成本比PCDVR低。
軟件采用專用的嵌入式操作系統(tǒng),用戶不需要支付該部分費(fèi)用(設(shè)備供應(yīng)商將該部分費(fèi)用列入開發(fā)成本),而PCDVR如果采用正版的Windows系統(tǒng)這部分費(fèi)用將在2000元以上,如果使用盜版操作系統(tǒng),使用者可能還要面臨微軟公司的侵犯知識產(chǎn)權(quán)的法律訴訟。
機(jī)械尺寸較小,結(jié)構(gòu)簡單緊湊。嵌入DVR的硬件采用一體化設(shè)計,不同于PCDVR插卡式的結(jié)構(gòu);整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。[2]
磁帶錄像機(jī)
磁帶錄像機(jī)(VideoCassetteRecorder,VCR),即模擬視頻磁帶錄像機(jī),采用傳統(tǒng)的模擬視頻進(jìn)行直接錄像,不需要額外壓縮和轉(zhuǎn)換,采用磁帶錄像,故常常被稱為磁帶錄像機(jī),也被稱為VCR。磁帶錄像機(jī)早期多用于電視節(jié)目制作、視頻錄制和家庭視頻圖像的錄制和放映,逐漸被引入監(jiān)控系統(tǒng),隨著硬盤錄像機(jī)的技術(shù)發(fā)展和成本的不斷下降磁帶錄像機(jī)逐漸被淘汰,畢竟磁帶錄像操作麻煩、保存麻煩、錄像時間也特別短。
用于監(jiān)控系統(tǒng)的磁帶錄像機(jī)大多數(shù)都是長時間錄像機(jī),指的是一盤180分鐘錄像帶可記錄8小時以上的監(jiān)控圖像,有24小時型和長時間型之分,大多以時間分割方式斷續(xù)地記錄圖像,最長的記錄時間可長達(dá)960小時,這稱之為時滯式(Timelapse)長時間錄像機(jī)。此外,還有以連續(xù)方式記錄24小時畫面的實(shí)時(Realtime)長時間錄像機(jī)。長時間錄像機(jī)是將攝像機(jī)信號于磁帶上的一種磁記錄備,其特點(diǎn)是通過普通的180分鐘的磁帶記錄長達(dá)24小時甚至于960小時的攝像機(jī)信號,從而極大地節(jié)省了磁帶,便于管理。長時間錄像機(jī)的磁頭是走停相間,也就是說通過損失一定的畫面時間來換取長延時效果,故其回放的圖像將會有明顯的效果。
一般VHS模式的錄像機(jī)電視水平清晰度可達(dá)250線左右,SVHS模式的錄像機(jī)可達(dá)400線左右。長時間錄像機(jī)按照錄像時間分為:24小時錄像機(jī)、480小時錄像機(jī)和960小時錄像機(jī)三種,按照制式分為VHS模式和S-VHS模式兩種。
與家用錄像機(jī)不同,延時錄像機(jī)可以長時間工作,可以錄制24小時(用普通VHS錄像帶)甚至上百小時的圖像,可以聯(lián)接報警器材,收到報警信號自動啟動錄像,可以疊加時間日期,可以編制錄像機(jī)自動錄像程序,選擇錄像速度,錄像帶到頭后是自動停止還是倒帶重錄等。而且可以和畫面處理器配合使用。
視頻監(jiān)控
性能
軟件可對多路(1-32)音頻、視頻信號進(jìn)行實(shí)時同步音、視頻監(jiān)控、存儲。顯示、保存可在1-25(PAL)/30(NTSC)幀/秒/路間任意調(diào)整,滿足用戶多種需求。
兼容性
支持多視頻參數(shù)方案和壓縮參數(shù)方案設(shè)置。
支持QCIF, CIF, 2CIF, DCIF, 4CIF分辯率
操作性
可在計算機(jī)屏幕上直接方便地調(diào)整控制每臺攝影機(jī)角度、云臺、焦距及預(yù)置點(diǎn)操作,支持矩陣操作
具有偵測區(qū)域設(shè)置、屏幕遮擋區(qū)域設(shè)置、外接報警設(shè)置功能。
具有自動錄像預(yù)約、自動偵測預(yù)約、自動布防預(yù)約設(shè)置功能;
自動/手動/偵測/報警錄像控制;采用循環(huán)存盤方式儲存錄像數(shù)據(jù),系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置自動覆蓋早期數(shù)據(jù);用戶可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)置單個錄像數(shù)據(jù)存儲時間;
支持豐富的本機(jī)及外接報警設(shè)備聲光報警功能。
安全性
通過操作多級權(quán)限設(shè)置、密碼設(shè)置、系統(tǒng)鎖定設(shè)置大大地提高了系統(tǒng)的安全性;除常規(guī)權(quán)限設(shè)置外,還可以針對獨(dú)立用戶設(shè)置諸如網(wǎng)絡(luò)通道訪問權(quán)限等細(xì)致的操作權(quán)限。
全面的系統(tǒng)日志功能,詳細(xì)記錄所有本地及網(wǎng)絡(luò)操作過程,便于用戶內(nèi)部管理。
分類
DVR在發(fā)展初期由于百家爭鳴、種類繁多,讓業(yè)內(nèi)相關(guān)人士頗有眼花撩亂之感,在經(jīng)過一段時間的變化后,各種型態(tài)的分類也大致成形。根據(jù)臺灣工業(yè)技術(shù)研究院光電工業(yè)研究所《光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展剖析》報告中,大致將所有的DVR分成三個類別:
PC-based類型
PC-based類型的DVR其應(yīng)用平臺為一般的PC、手提電腦等。在PC內(nèi)裝置一片或多片影像擷取卡,利用軟件進(jìn)行影像壓縮并執(zhí)行影像編輯功能,系統(tǒng)較不穩(wěn)定。
數(shù)字STB類型
STB指的是Set-top Box(一般譯成:數(shù)字衛(wèi)星接收器、機(jī)頂盒、電視上網(wǎng)機(jī)、隨選視訊盒等,由于譯名分歧,故在此以STB統(tǒng)稱之)。數(shù)字STB類型的DVR在性質(zhì)上屬于功能整合性的訊號接收平臺,以提供數(shù)字錄像功能與接收數(shù)字廣播及互動應(yīng)用的訊號為主,可選擇接收數(shù)字無線地面?zhèn)鞑?Digital Terrestrial)、數(shù)字有線電視傳播(Digital Cable)、數(shù)字衛(wèi)星傳播(Digital Satellite)等不同種類的傳播訊號。
單機(jī)類型
單機(jī)型的DVR乃重新利用CPU及RAM來開發(fā)設(shè)計,采用專屬的軟件程序,研發(fā)成本較高。采用硬件壓縮,品質(zhì)穩(wěn)定,不會有死機(jī)的問題產(chǎn)生,且在影像儲存速度、分辨率及影像畫質(zhì)上都有較大的改善。這類型的產(chǎn)品只單純提供數(shù)字錄放影功能,而不附加其它如廣播訊號接收、上網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)等功能。由于應(yīng)用在安全監(jiān)視領(lǐng)域的產(chǎn)品多屬于上述的第2類及第3類,因此本文將僅就這兩個類型做探討。PC-based類型與單機(jī)類型系統(tǒng)孰優(yōu)孰劣的爭議,為此仍無法下定論。雖以PC-based的DVR占市場多數(shù),但據(jù)觀察,兩種類型的產(chǎn)品將各自產(chǎn)生市場區(qū)隔。1995年即投入DVR領(lǐng)域發(fā)展的日本Ikegami公司,其海外部經(jīng)理Yasuhiko Saito就指出:“DVR市場將朝向兩個不同方向發(fā)展,一方面,由于RTOSReal time Operation System,實(shí)時操作系統(tǒng)在運(yùn)作時的可靠性,預(yù)料會有很大的發(fā)展;但另一方面,對強(qiáng)調(diào)可聯(lián)網(wǎng)工作的DVR產(chǎn)品,Windows操作系統(tǒng)則因?yàn)椴僮骱唵味鴮⒊蔀榱硪环N主流”。
DVR的技術(shù)仍處于不斷發(fā)展的狀態(tài),而其中的關(guān)鍵技術(shù)在于操作系統(tǒng)及影像壓縮技術(shù)。
操作系統(tǒng)
Linux
IT業(yè)界中Windows和Linux操作平臺的激烈競爭也延燒到安防產(chǎn)業(yè)。Linux是一種可多人使用的作業(yè)環(huán)境,可讓多位使用者在同一時間內(nèi)同時使用計算機(jī)主機(jī)的資源。Linux提供完整的多人Multiuser、多任務(wù)Multitasking及多行程Multiprocessing環(huán)境,可由網(wǎng)絡(luò)上下載使用。由于其原始程序代碼(Source Code)是公開的,因此可以任意開發(fā)、修改,故Linux的使用者并不須煩惱缺乏需要的應(yīng)用程序,加速了研發(fā)的速度,且系統(tǒng)本身以及大部分的應(yīng)用程序是免費(fèi)的,讓開發(fā)者省下大筆的研發(fā)費(fèi)用。此外,對硬件需求較低的Linux,可令使用者節(jié)省更多的硬件成本投入,整體產(chǎn)品成本隨之降低。隨著網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)的盛行,全球使用Linux的人愈來愈多,也吸引了無數(shù)的開發(fā)人員投入改良核心、發(fā)展應(yīng)用軟件以及硬件周邊驅(qū)動程序的行列,使Linux功能和完整性日益擴(kuò)大,成為各方注目焦點(diǎn)。
此外,Linux是以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為基礎(chǔ)的操作系統(tǒng),具有完整的網(wǎng)絡(luò)功能,使用者可以在Linux下以單機(jī)連上Internet,也可架設(shè)局域網(wǎng)絡(luò)(LAN);還可以以Linux架設(shè)各種Server,提供在Internet以及Intranet的郵件、FTP、Web...各種服務(wù)。 在這樣的趨勢之下,Linux成為DVR制造商躍躍欲試的操作系統(tǒng)。有些供貨商甚至表示Linux比Windows更適合應(yīng)用在DVR上。韓國Eastern Info-Com公司海外市場部協(xié)理Hyoksang Kwon即表示:"由于Windows較不穩(wěn)定,且價格頗高,相形之下,Linux看起來是最有發(fā)展?jié)摿Φ闹髁鞑僮飨到y(tǒng)"。
實(shí)際上,下“Linux作為DVR的操作系統(tǒng)會優(yōu)于Windows”這樣的結(jié)論仍嫌太早。據(jù)其它制造商反應(yīng),Linux在兼容性方面仍存在著一些問題,如打印機(jī)支持、Internet連接等方面,都不如Windows。此外,對于已習(xí)慣使用Windows應(yīng)用程序的使用者而言,剛開始會不適應(yīng)Linux的作業(yè)方式;而針對Linux可讀取Windows的檔案,但Linux仍有無法讓W(xué)indows系統(tǒng)讀取檔案的缺點(diǎn),加上Linux為后來崛起之操作系統(tǒng),故在維護(hù)人員并非十分充足的情形下,許多使用廠商在選擇使用Linux系統(tǒng)時也會有一定的心理障礙。
Windows
對于以PC為主要架構(gòu)的DVR來說,Windows平臺以其使用簡單、應(yīng)用普遍等特點(diǎn)而名列各種操作系統(tǒng)名單的榜首。韓國3R集團(tuán)總裁Sung-Ik Chang表示:"大多數(shù)DVR及其相關(guān)產(chǎn)品的廠商都采用基于Windows的操作系統(tǒng);尤其在美國這樣的大市場,用戶為了日后維護(hù)方便,多傾向于使用基于Windows的DVR產(chǎn)品"。韓國Digital Logic公司海外市場部經(jīng)理Jonathan Kim也說:"我們認(rèn)為Windows操作系統(tǒng)是最適合DVR系列產(chǎn)品的。因?yàn)閃indows是較通用的操作系統(tǒng),因此具備較高的支持性,不論任何地方Windows都可以支持大部分相關(guān)產(chǎn)品"。
此外,Windows在軟件升級方面,也強(qiáng)于其它操作系統(tǒng)。由于IT產(chǎn)業(yè)與安防產(chǎn)業(yè)密切相關(guān),因此當(dāng)數(shù)字技術(shù)在IT產(chǎn)業(yè)日進(jìn)萬里的同時,相關(guān)技術(shù)發(fā)展勢必影響安全產(chǎn)業(yè)。Windows之所以會被眾多廠商所愛用,乃是因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的可升級性。廠商認(rèn)為,由于DVR系統(tǒng)不可能長期停留在固定水平,因此可升級性勢必成為系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。如果考量汰舊成本,一旦用戶對于既有系統(tǒng)產(chǎn)生更高的要求或者原有的系統(tǒng)暴露出一些缺陷,大部分的用戶不太可能去買一套全新的系統(tǒng)來替換,如此一盡管供貨商認(rèn)為,系統(tǒng)的穩(wěn)定性取決于用戶的實(shí)際操作方式,然而,Windows操作系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性,仍令使用者相當(dāng)質(zhì)疑。有廠商就表示,如果只單純使用監(jiān)控系統(tǒng),Windows 98系統(tǒng)相當(dāng)穩(wěn)定;但如果在Windows平臺上同時運(yùn)行別的程序,系統(tǒng)不穩(wěn)定、甚至死機(jī)就無可避免。
RTOS操作接口
對于單機(jī)型或非PC-based的DVR來說,RTOS(Real Time Operation System)是最佳的操作系統(tǒng),市面上這種類型的供貨商以韓國和日本為主。許多韓國廠商如3R、Korea Computer Technologies、 Kodicom、Artinix等認(rèn)為,單機(jī)型DVR具有高經(jīng)濟(jì)效益、穩(wěn)定性高及與既有的安防控制器有高兼容性等特點(diǎn),因此在前一陣子都陸續(xù)推出了單機(jī)型的DVR。對于日本廠商而言,會致力于發(fā)展單機(jī)型DVR主要是基于對圖像清晰度的考量,大多數(shù)PC-based DVR的圖像品質(zhì)都不如單機(jī)型的DVR。
然而,單機(jī)型DVR面臨的最大挑戰(zhàn)在于聯(lián)網(wǎng)功能。在聯(lián)網(wǎng)工作普及的今天,已有越來越多的用戶使用網(wǎng)絡(luò),韓國Digital Logic公司的Jonathan Kim即表示:“當(dāng)我們談?wù)搯螜C(jī)型DVR時,經(jīng)常遺漏掉網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程控制部分。但DVR系統(tǒng)如果不能和網(wǎng)絡(luò)銜接,坦白說,那就不能稱為DVR系統(tǒng)”。部份西方的制造商也有相同的觀點(diǎn),例如美國、德國、英國以及其它北歐國家,已經(jīng)將網(wǎng)絡(luò)功能視為是數(shù)字CCTV產(chǎn)品的關(guān)鍵。英國Dedicated Micros執(zhí)行總經(jīng)理Mike Fawcett舉例說明:“英國的化工、制藥廠采用了具備網(wǎng)絡(luò)功能的DVR設(shè)備,除了節(jié)省大量人力的開銷外,更可以在任何地方監(jiān)看工作人員和生產(chǎn)線狀況,因此節(jié)省不少成本”??陕?lián)網(wǎng)的特性讓用戶可以透過LAN/WAN、Internet等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)看。這個特性已被預(yù)測成為將來CCTV市場的主流。為了讓產(chǎn)品具備聯(lián)網(wǎng)功能,單機(jī)型DVR制造商陷入“價格vs.功能”的兩難局面。韓國Korea Computer Technology公司總經(jīng)理Y. H. Min指出:"為了讓DVR具備聯(lián)網(wǎng)功能,我們必須在單機(jī)型DVR中添加某些芯片。為此,我們必須增加投資金額及成本,在價格競爭日益劇烈的情況下,成本的增加對我們相當(dāng)不利"。
壓縮技術(shù)
市面上主流的DVR采用的壓縮技術(shù)有JPEG、MPEG1/MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG,而MPEG-4、H.264是國內(nèi)最常見的壓縮方式;
JPEG的壓縮倍數(shù)為20~80倍,適合靜態(tài)畫面的壓縮,分辨率沒有選擇的余地。以往的JPEG壓縮技術(shù)是直接處理整個畫面,所以要等到整個壓縮檔案傳輸完成才開始進(jìn)行解壓縮成影像畫面,而這樣的方式造成傳輸一個高解析畫面時須耗時數(shù)十秒甚至數(shù)分鐘。而新一代的JPEG是采取漸層式技術(shù),先傳輸?shù)徒馕龅膱D檔,然后再補(bǔ)送細(xì)部之資料,使畫面品質(zhì)改善。這種方式所需的時間雖然與原先的方式一樣,但由于可以先看到畫面,所以使用者會覺得這種方式較好。
MPEG系列
而MPEG1、MPEG2在影像移動不大的情況下其壓縮倍數(shù)約為100倍(一般VCD、DVD約為35倍),若從VCD、DVD的規(guī)格來看,MPEG1的分辨率為320 ×240(或以下),MPEG2則通常為720 ×480。MPEG1、MPEG2是傳送一張張不同動作的局部畫面。
MPEG4
至于壓縮倍數(shù)為450倍靜態(tài)圖像可達(dá)800倍,分辨率輸入可從320 ×240到1280 ×1024的MPEG4,則是專為移動通信設(shè)備例如移動電話在英特網(wǎng)實(shí)時傳輸音/視頻訊號而制定的最新MPEG標(biāo)準(zhǔn)。MPEG4和MPEG以往的版本相比,最大不同之處在于MPEG4使用“圖層”layer方式,能夠智能化選擇影像的不同之處,在壓縮下個別編輯畫面,使圖文件容量大幅縮減,而加速音/視頻的傳輸。有人認(rèn)為MPEG4的出現(xiàn),對于DVR廠商而言無疑是一大福音,然而也有廠商認(rèn)為,MPEG4規(guī)格雖已定出,但實(shí)際應(yīng)用于DVR的技術(shù)上卻尚未成熟,現(xiàn)階段無論以軟、硬件來實(shí)現(xiàn)都有待突破(詳情《技術(shù)篇─MPEG4壓縮技術(shù)于DVR的應(yīng)用》一文)。
H.264
H.264 的產(chǎn)品,在保證圖像質(zhì)量的前提下,可以提供720P分辨率下3M碼流的壓縮視頻,1080P分辨率下6M碼流的壓縮視頻。H.264壓縮編碼技術(shù)還將進(jìn)一步發(fā)展,在高清高速球上實(shí)現(xiàn)High Profile的壓縮編碼能力也將成為可能,HighProfile將提供更高的壓縮效率和更好的圖像質(zhì)量,同時也能提供高效無損視頻編碼,滿足平臺視頻智能分析的需要。
對于哪種壓縮方式較適用于DVR產(chǎn)品的看法,廠商的意見相當(dāng)分歧。韓國3R公司的Sung-IK Chang具體指出:"大體來說,壓縮技術(shù)采用兩種方法,一種是intraframe,另一種是Interframe。Interframe可區(qū)分每幅影像的差異,并只傳送影像不同的部分,H.263和MPEG是這種格式的代表。而Intraframe方式則把一個動畫分解成若干個固定的畫面一幅一幅的傳輸,以Wavelet 和Motion JPEG為此方式的代表。從傳輸效率考量,Interframe在性能上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于Intraframe;而且,Interframe技術(shù)在畫面變動較小情況下,能提供相當(dāng)不錯的畫質(zhì)"。然而,安全產(chǎn)品的用戶必須考慮到圖象畫質(zhì)的問題,在這一點(diǎn)上MPEG較Wavelet和JPEG要遜色。Digital Logic公司的Jonathan Kim就表示:"我們承認(rèn)MPEG4在視頻壓縮方面比較優(yōu)秀,但MPEG系列皆存在著圖象干擾和畫面扭曲失真的情況。如果用戶想購買存儲量大的DVR,他可以考慮MPEG壓縮格式;但如果用戶希望能有良好的畫質(zhì),則應(yīng)該考慮其它的壓縮方式;至于那種方式好,則取決于客戶需求"。Eastern Info-com公司的Hyoksang認(rèn)為:"圖象清晰度,和圖象的壓縮率、CPU以及其它相關(guān)硬件的負(fù)載是成反比的,由于MPEG4具有極高的壓縮率,因此導(dǎo)致圖象的不清晰,要達(dá)到安防產(chǎn)業(yè)對于圖象要求的標(biāo)準(zhǔn),還有很大的改進(jìn)空間"。DM公司的執(zhí)行總裁Mike Fawcett進(jìn)一步指出:"對于靜止的畫面,不論用JPEG方式壓縮還是MPEG方式壓縮,傳輸?shù)乃俣榷际且粯拥?。然而,如果物體是呈現(xiàn)運(yùn)動狀態(tài),則MPEG格式不會立即反應(yīng)傳輸,這是因?yàn)镸PEG格式傳輸?shù)乃俣容^慢,或者監(jiān)控中的場景容易出現(xiàn)干擾"。他認(rèn)為,JPEG壓縮技術(shù)不論在圖象畫質(zhì)還是在傳輸速度上,都更加適合安防產(chǎn)業(yè)。他說:"我認(rèn)為JPEG的品質(zhì)較好,較具有競爭力,也較安全"。隨著DVR技術(shù)的不斷發(fā)展、存儲容量逐步擴(kuò)大,用戶會對畫質(zhì)的要求必然越來越高。英國Visionfactory董事長David Beanland表示:"盡管JPEG和Wavelet格式的圖象需要占用較大的存儲空間,但這種壓縮技術(shù)在DVR產(chǎn)業(yè)仍然是主流。毫無疑問地,DVR的存儲容量會逐步擴(kuò)展,存儲容量達(dá)200GB以上的DVR最慢會在2、3年后出現(xiàn)于市面上。一旦容量問題得到解決,使用者便會將焦點(diǎn)放在圖象的畫質(zhì),而MPEG壓縮技術(shù)方式將會被淘汰"。Beanland也同時質(zhì)疑MPEG壓縮技術(shù)錄制的圖象是否能作為可靠的法庭證據(jù),在歐美市場還值得商榷。現(xiàn)任職于飛利浦公司,具有14年經(jīng)驗(yàn)的Alan Everid則認(rèn)為對于DVR產(chǎn)品而言,Wavelet是最好的壓縮方式。主要原因在于Wavelet移除了圖象的高頻成分high frequency components,僅保留單幀圖象信號。這個特點(diǎn),特別適用于畫面變更頻繁的場合,例如多畫面分時顯示。不過,Wavelet雖然符合安防產(chǎn)業(yè)的圖象要求,但在考量聯(lián)網(wǎng)與否的因素下,讀者需注意Wavelet并非現(xiàn)行的IT網(wǎng)絡(luò)所普遍支持的格式,所以在聯(lián)網(wǎng)的使用上會有所限制。
H.264是ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG的聯(lián)合視頻組開發(fā)的一個新的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),它既是ITU-T的H.264,又是ISO/IEC的MPEG4的第十部分。 在相同的重建圖像質(zhì)量下,H.264能夠比H.263節(jié)約50%左右的碼率,根據(jù)MPEG4實(shí)現(xiàn)的視頻格式在性能方面提高33%左右。
企業(yè)
深圳同為數(shù)碼科技股份有限公司
廣州捷昊安防科技有限公司
深圳寶欣盛電子有限公司
福州星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司
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大華
漢邦
中科視安
深圳市宏電技術(shù)股份有限公司
技術(shù)運(yùn)用
安防監(jiān)控行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展與技術(shù)的洗禮,嵌入式DVR的高穩(wěn)定性、可操作性、以及組網(wǎng)便利性等眾多優(yōu)點(diǎn),無論是在早期的模擬監(jiān)控,還是如今的數(shù)字聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控上,一直是安防監(jiān)控領(lǐng)域不可或缺的一員。
早期DVR視頻壓縮為MPEG1/MPEG2/MPEG4視頻碼流大,清晰度低,也無法大型組網(wǎng)。而如今DVR都是以H.264成為主流壓縮標(biāo)準(zhǔn),清晰度也從CIF到全D1全實(shí)時雙碼流,并且高清輸出接口HDMI/DVI/VGA能達(dá)到1080P分辨率,切合了當(dāng)前監(jiān)控領(lǐng)域?qū)τ诟咔濉⒕W(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢。
隨著監(jiān)控行業(yè)一路走來,大型數(shù)字聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)鋪天蓋地,而高清化、系統(tǒng)集成化、行業(yè)訂制化逐步成為監(jiān)控發(fā)展主流的情況下,使得標(biāo)清畫質(zhì)的DVR成為未來在清晰度上追求的短板,傳統(tǒng)的DVR在一定程度上已經(jīng)滿足不了整個行業(yè)變革的需求,眾多廠家爭搶市場的同時,國內(nèi)DVR功能變得完全同質(zhì)化,價格戰(zhàn)讓占據(jù)市場大頭的中低端DVR只能是走量來維持,而研發(fā)實(shí)力強(qiáng)的領(lǐng)軍企業(yè)為了推出獨(dú)樹一幟的產(chǎn)品,已經(jīng)將突破口瞄準(zhǔn)了行業(yè)市場。
針對于嵌入式DVR的技術(shù)發(fā)展,走行業(yè)已經(jīng)取得不錯的成績,市場上也出現(xiàn)了很多不同形態(tài)的機(jī)型:如環(huán)境監(jiān)測預(yù)警DVR、ATM監(jiān)控專用DVR、審訊專用DVR、金融行業(yè)專用DVR、智能視頻分析DVR等,并伴隨高清IPC盛行的同時也衍生出HVR與NVR。使得DVR市場發(fā)展可謂是豁然開朗,前途更加樂觀。
環(huán)境監(jiān)測
一、環(huán)境監(jiān)測預(yù)警DVR是在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控增加溫濕度信息,對于特殊環(huán)境下既要顯示視頻圖像,又要掌握監(jiān)控環(huán)境的溫濕度變化,使用最為典型的案例為電力行業(yè)。
變電站輔助監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)變電站視頻監(jiān)控、消防、安防、環(huán)境及動力等多個輔助系統(tǒng)的集成,通過統(tǒng)一平臺實(shí)現(xiàn)站級的綜合監(jiān)控、三維電子地圖全景展示、圖像分析、綜合報警,同時基于輔助控制系統(tǒng)平臺,實(shí)現(xiàn)多個子系統(tǒng)間的聯(lián)動,并為狀態(tài)檢修、源端維護(hù)、臺賬管理等智能變電站站控層高級應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
智能變電站輔助系統(tǒng)分為兩大部分:站端系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng),其監(jiān)控中心子系統(tǒng)連接圖見右圖:
站端系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)變電站模擬量數(shù)據(jù)(如動力環(huán)境、溫濕度等),開關(guān)量(如火災(zāi)報警、安防報警等),音視頻等信息的實(shí)時采集,和對消防、照明、采暖通風(fēng)、門禁等的實(shí)時控制;同時,提供變電站的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能。
環(huán)境監(jiān)測預(yù)警DVR(也叫電流環(huán)DVR),就提供該系統(tǒng)運(yùn)用的電流環(huán)報警接口,疊加了室內(nèi)環(huán)境提供溫濕度信息。
該設(shè)備將采集的模擬量信號和串口輸入信號,與視頻聯(lián)動工作,并可兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)接口的多種傳感器,對傳感器信號進(jìn)行確認(rèn)、模數(shù)轉(zhuǎn)換等一系列處理,得出一套精準(zhǔn)的測量閥值,當(dāng)測量值達(dá)到預(yù)先設(shè)定的報警閥值時,立刻報警提示工作人員及時處理,避免災(zāi)難的發(fā)生。
包括深圳市朗馳欣創(chuàng)科技有限公司在內(nèi)的DVR專業(yè)生產(chǎn)商推出了環(huán)境監(jiān)測預(yù)警DVR,可與任何滿足標(biāo)準(zhǔn)接口傳感器對接,此接口具有長距離傳輸,高抗干擾能力的特點(diǎn)。接口與系統(tǒng)多級高度隔離,進(jìn)一步提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性,符合環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
另外,環(huán)境監(jiān)測預(yù)警DVR疊加的報警信息,讓工作人員對場所進(jìn)行更好的監(jiān)測管理,對于溫濕度的數(shù)據(jù)顯示在特殊環(huán)境下如變電站、機(jī)房、倉庫等場所起到預(yù)警作用。
隨著數(shù)字化信息技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控已經(jīng)滲透到政府重要機(jī)關(guān)領(lǐng)域。
審訊應(yīng)用
二、審訊專用DVR是其走公檢法以及相關(guān)的司法行業(yè)的新運(yùn)用方式,針對審訊/庭審的特殊要求,將嵌入式DVR打造成該系統(tǒng)專用的一款核心主機(jī),該設(shè)備運(yùn)用在法院、檢察院、公安、看守所等機(jī)構(gòu),秉著公開、公正、透明的審判過程,可提高法院社會公信度,對于犯人、嫌疑人等進(jìn)行案件審訊的時候進(jìn)行現(xiàn)場音視頻錄像,對整個審訊過程全程監(jiān)視,并將監(jiān)視資料通過硬盤、光盤刻錄等方式進(jìn)行錄像封盤保存,作為判案的重要依據(jù)。該系統(tǒng)嚴(yán)格遵循證據(jù)學(xué)原則的設(shè)計思想,完全符合GA/T 882-2010《數(shù)字化審訊(訊問)記錄系統(tǒng)技術(shù)要求》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其系統(tǒng)連接見右圖:
庭審/審訊專用DVR區(qū)分傳統(tǒng)功能之外的技術(shù)特點(diǎn)是多畫面合成、語音激勵、多光驅(qū)直刻、案件信息疊加、溫濕度信息疊加、錄像文件加密、通道任意合成等。
1)錄像文件加密
采用證據(jù)級審訊同步光盤軌跡加密AV自壓縮數(shù)據(jù)直刻技術(shù),直接確定原始視聽證據(jù)。保證了在審訊、訊問信息獲取的同時,防止錄制設(shè)備在原始視聽證據(jù)固定鎖鏈過程中,利用視頻軟件加密方式,存有剪輯、刪除、篡改、替換證據(jù)之嫌。既杜絕審訊人員在辦案過程中對犯罪嫌疑人進(jìn)行誘供和刑訊逼供,又防止犯罪嫌疑人在庭審過程中翻供的現(xiàn)象發(fā)生。
2)光驅(qū)壓縮審訊同步直刻
采用證據(jù)級的審訊同步雙光驅(qū)數(shù)據(jù)自壓縮直刻技術(shù)。利用光盤自身的物理特征,將審訊過程直接刻錄在主要存儲光盤上,滿足審訊現(xiàn)場即刻獲取原始視聽證據(jù)光盤的實(shí)際需求,完全符合我國公檢法規(guī)定的存儲格式與數(shù)據(jù)保存方式。
3)硬盤自壓縮雙通道存儲
采用審訊同步硬盤自壓縮并行數(shù)據(jù)存儲技術(shù),硬盤作為審訊記錄的第二存儲介質(zhì)進(jìn)行資料級的同步并行備份,鑒于DVR的存儲特點(diǎn)加上審訊存儲畫面要求,將審訊過程中的錄制過程有效的保存起來。
4)網(wǎng)絡(luò)并行傳輸、遠(yuǎn)程指揮
采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)音視頻壓縮處理技術(shù),特別針對多媒體處理而設(shè)計的可編程高速數(shù)字信號處理器(DSP),結(jié)合高性能操作系統(tǒng),將審訊現(xiàn)場的音、視頻信息實(shí)時同步在局域網(wǎng)或公安和檢察專網(wǎng)上傳輸并提供網(wǎng)絡(luò)連通,內(nèi)置WEB服務(wù)器,使用瀏覽器通過口令驗(yàn)證即可異地遠(yuǎn)程觀看審訊現(xiàn)場情況,同時對審訊現(xiàn)場進(jìn)行語音指揮。滿足對于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程指揮與監(jiān)督作用。
5)多畫面合成技術(shù)/語音激勵
多畫面合成是在整個審訊系統(tǒng)中,為了減少網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬提出的運(yùn)用方式。多通道單獨(dú)編碼傳輸數(shù)據(jù)量大,在遠(yuǎn)程提審多級聯(lián)網(wǎng)造成麻煩,而將多通道合成單通道進(jìn)行編碼壓縮后,在數(shù)字審訊中不會因網(wǎng)絡(luò)帶寬問題而影響系統(tǒng)改造。并能通過語音激勵技術(shù),在庭審過程中法官、被審人等一行中會根據(jù)級別高低分配音頻使用權(quán),當(dāng)某人發(fā)起講話后,該點(diǎn)監(jiān)控圖像會自動顯示在合成的大畫面上,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)人員重點(diǎn)監(jiān)視的效果。
除上述運(yùn)用外,審訊專用DVR還有具音頻性息可視化、備溫濕度疊加功能,將審訊室或庭審室內(nèi)溫濕度探測顯示屏的信息。
審訊DVR是基于傳統(tǒng)DVR的技術(shù)升級,包括朗馳欣創(chuàng)在內(nèi)的提供商,在推廣DVR也已經(jīng)有段歷史了。在數(shù)字庭審上已推出相應(yīng)設(shè)備,其中以DVR衍生的審訊主機(jī)便是其中一員,并成功運(yùn)用到不同區(qū)域的檢察院、法院、公安、看守所等項(xiàng)目。
金融行業(yè)及其他
上述內(nèi)容是從兩個典型案例,反應(yīng)出DVR走行業(yè)的不同運(yùn)用,除了公檢司法與電力行業(yè)外,其使用還包含前面提到的金融業(yè)ATM專用DVR、智能視頻分析的增值運(yùn)用、混合型DVR等,都是搭建行業(yè)系統(tǒng)的核心設(shè)備。隨著上游芯片廠家的新方案不斷更新,國內(nèi)主流企業(yè)在DVR項(xiàng)目上都推陳出新,第三代設(shè)備滿足了大型組網(wǎng)、級聯(lián)、多信號(網(wǎng)絡(luò)、模擬、HD-SDI)混合接入,使得運(yùn)用上變得更加靈活,滿足今后多元化組網(wǎng)方式,讓嵌入式DVR進(jìn)入更多的領(lǐng)域,發(fā)揮其關(guān)鍵作用。 [2]
調(diào)節(jié)器
在電氣工程領(lǐng)域,DVR是“動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器”Dynamic Voltage Regulator的縮寫。
動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器技術(shù)介紹
DVR相當(dāng)于一個串聯(lián)在配電系統(tǒng)中動態(tài)受控的電壓源,采用適當(dāng)?shù)目刂品椒梢允乖撾妷涸摧敵龅窒?span id="akxxkxh" class='hrefStyle'>電力系統(tǒng)擾動對負(fù)荷電壓造成的不良影響,如電壓跌落、電壓不平衡及諧波等。當(dāng)直流側(cè)能量通過從系統(tǒng)整流獲得時,在系統(tǒng)側(cè)即使發(fā)生單相故障,其它兩相仍可以提供電能來維持DVR的正常運(yùn)行,補(bǔ)償長期的電壓跌落也成為可能。如果在直流側(cè)電容兩端并聯(lián)蓄電池,或采用大容量電容儲能,該裝置還可起到UPS的作用,即在系統(tǒng)側(cè)發(fā)生短期故障時可以向負(fù)荷提供一定時間的功率。采用合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),DVR可以綜合地治理配電系統(tǒng)中的動態(tài)電壓質(zhì)量問題如跌落、浪涌和穩(wěn)態(tài)電壓質(zhì)量問題如諧波、波動、三相不平衡,是一個多目標(biāo)的電壓質(zhì)量綜合治理裝置。
動態(tài)電壓恢復(fù)器工作原理
在電源和負(fù)載之間串聯(lián)一只補(bǔ)償變壓器,通過補(bǔ)償變壓器的初級線圈的逆變器向負(fù)載側(cè)提供同頻、鎖相、幅值可變的補(bǔ)償電壓保持輸出電壓的穩(wěn)定。
由于采用逆變器做動態(tài)補(bǔ)償、直流蓄能電源為逆變器提供能源,當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)閃變或電壓跌落時,逆變器以小于1ms的速度進(jìn)行補(bǔ)償。逆變器的PWM調(diào)制波的基準(zhǔn)源為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,通過采集電壓波形和標(biāo)準(zhǔn)波進(jìn)行比較,能有效補(bǔ)償電壓諧波,保證輸出電壓諧波含量(THD)小于3[%]。
選用指南
在選擇DVR的時候,我們都知道它很好用。但是,從哪才能看出它的優(yōu)劣呢?我們不妨可以從錄像速度,畫面清晰度,存儲量的大小,壓縮算法,以及兼容性等幾項(xiàng)DVR設(shè)備比較重要的性能來做判斷。
記錄速度巧選擇
其實(shí)對于DVR設(shè)備而言,在圖像的實(shí)時性上一般都沒有什么太大的差距。當(dāng)前,所有的DVR設(shè)備基本都是按照30畫/秒或者是60圖/秒的狀態(tài)進(jìn)行工作的。不過在監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行多路錄像時,許多達(dá)到一定技術(shù)的DVR設(shè)備都在采用影像位移檢測的方式以求提高錄像速率。這在圖像的記錄速度上確實(shí)達(dá)到了很高的水平,與沒有位移檢測功能的DVR設(shè)備相比在成像的速度上有著非常明顯的效果。不過鑒于位移壓縮技術(shù)屬于一種全畫面的壓縮效果,因此在畫面的真實(shí)性上是一個應(yīng)用中的缺陷。但是對于一般的監(jiān)控來說,已經(jīng)足夠滿足需求。
高清與否看需求
可以說,圖像的清晰度一直是監(jiān)控攝像領(lǐng)域衡量設(shè)備優(yōu)劣的重要指標(biāo)。DVR設(shè)備當(dāng)然也不會例外。不過,在我們使用過程中,按需所供才是最重要的。對于所拍攝的視頻是需要高清畫質(zhì),還是長時間的連貫拍攝,在有限的存儲空間下是不得不考慮的問題,因此,能夠給用戶多大空間的畫質(zhì)選擇范圍(存儲分配選擇),也是關(guān)系DVR工作性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。
備份能力勿忽略
說完關(guān)系存儲大小的圖像清晰度,那么下一步就是存儲空間的大小了。在我們以往的理念中,存儲容量越大使用肯定是越方便的。但是對于監(jiān)控的存儲來說,更重要的是要有更方便更充沛的接口與外部進(jìn)行連接,從而能進(jìn)行很好的數(shù)據(jù)備份。這對于數(shù)據(jù)的安全性,緩解DVR的存儲壓力,以及畫面質(zhì)量的清晰效果都有著非常重要的關(guān)系。
了解壓縮幫助大
對于壓縮算法的選擇來說,當(dāng)前的壓縮技術(shù)主要是MJPEG,MPEG-4和H.264等。現(xiàn)有的技術(shù)基本能夠滿足一般情況下的壓縮需求。但對于完美還有不小的距離。總的來說,H.264是當(dāng)前被廣泛看好的主流壓縮技術(shù),對視頻的連貫性上有著很大的幫助。但是在重點(diǎn)視頻的清晰度上,MPEG-4有著更不錯的發(fā)揮.
兼容好壞涉及多
在DVR設(shè)備的選擇中,兼容性也是需要考慮的一個重要方面。這里面包括對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的兼容性和對軟件的兼容性。對于設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)兼容性來說,是否可以借助就近的監(jiān)控系統(tǒng),進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,是否有足夠的以太網(wǎng)接口與設(shè)備連接等,都很大的關(guān)系著系統(tǒng)的整體投入。而軟件的兼容性,則關(guān)系到DVR是否能夠在使用中得到更多的功能擴(kuò)展,或者得到更完善的安全保障等。
PC、嵌入有特性
對于DVR的選擇,首先要分清自己的所需。之前的文章提到過:當(dāng)前的市場上,DVR主要分為兩種--PC式DVR和嵌入式DVR。對于二者的特點(diǎn)來說,PC式DVR的優(yōu)點(diǎn)在于兼容性強(qiáng),額外開銷低,而且可以被賦予更多的功能,比如人臉識別,自動追蹤等智能化的能力。但是安全系數(shù)不高,穩(wěn)定性差,數(shù)據(jù)安全保障低,是這類DVR的主要弊端。而相對于嵌入式DVR來說,它的安全系數(shù)要比基于電腦的DVR更高一些,但是功能添加則不如PC式那么方便。
對比概括來說就是,嵌入式在使用上比PC式更簡單,在系統(tǒng)上更穩(wěn)定,功耗更低,但是價格上比PC式更貴。此外,DVR設(shè)備在使用中的操作便捷程度,以及使用過程中能否擁有方便快捷的升級能力,以及使用界面是否習(xí)慣等等,也都是關(guān)乎DVR設(shè)備使用性能的重要方面。這也更多的需要大家對實(shí)機(jī)的體驗(yàn)。
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