硬盤錄像機(DVR)和磁帶錄像機(VCR)

2015-05-29

什么是硬盤錄像機(DVR)與什么是磁帶錄像機(VCR)

閉路電視監控系統常用的錄像機包括模擬磁帶錄像機和數字硬盤錄像機兩種。

1)硬盤錄像機(Digital Video Recorder,DVR)

硬盤錄像機(Digital Video Recorder,DVR),即數字視頻錄像機,相對于傳統的模擬視頻錄像機,采用硬盤錄像,故常常被稱為硬盤錄像機,也被稱為DVR。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統,具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監視和控制的功能,DVR集合了錄像機、畫面分割器、云臺鏡頭控制、報警控制、網絡傳輸等五種功能于一身,用一臺設備就能取代模擬監控系統一大堆設備的功能,而且在價格上也逐漸占有優勢。DVR采用的是數字記錄技術,在圖像處理、圖像儲存、檢索、備份、以及網絡傳遞、遠程控制等方面也遠遠優于模擬監控設備,DVR代表了電視監控系統的發展方向,是目前市面上電視監控系統的首選產品。

目前市面上主流的DVR采用的壓縮技術有MPEG-2、MPEG-4、H.264、M-JPEG,而MPEG-4、H.264是國內最常見的壓縮方式;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,多半做不到全實時顯示和錄像,故逐漸被應壓縮淘汰;從攝像機輸入路數上分為1路、2 路、4路、6路、9路、12路、16路、32路,甚至更多路數;總的來說,按系統結構可以分為兩大類:基于PC架構的PC式 DVR和脫離PC架構的嵌入式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(DVR):這種架構的DVR以傳統的PC機為基本硬件,以Win 98、Win 2000、Win XP、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。PC機是一種通用的平臺,PC機的硬件更新換代速度快,因而PC式 DVR的產品性能提升較容易,同時軟件修正、升級也比較方便。PC DVR各種功能的實現都依靠各種板卡來完成,比如視音頻壓縮卡、網卡、聲卡、顯卡等,這種插卡式的系統在系統裝配、維修、運輸中很容易出現不可靠的問題,不能用于工業控制領域,只適合于對可靠性要求不高的商用辦公環境。 

嵌入式硬盤錄像機(EM-DVR):嵌入式系統一般指非PC系統,有計算機功能但又不稱為計算機的設備或器材。它是以應用為中心,軟硬件可裁減的,對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的微型專用計算機系統。簡單地說,嵌入式系統集系統的應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、響應速度快等特點,特別適合于要求實時和多任務的應用。嵌入式DVR就是基于嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統的嵌入式系統,它采用專用芯片對圖像進行壓縮及解壓回放,嵌入式操作系統主要是完成整機的控制及管理。此類產品沒有PC DVR那么多的模塊和多余的軟件功能,在設計制造時對軟、硬件的穩定性進行了針對性的規劃,因此此類產品品質穩定,不會有死機的問題產生,而且在視音頻壓縮碼流的儲存速度、分辨率及畫質上都有較大的改善,就功能來說絲毫不比PC DVR遜色。嵌入式DVR系統建立在一體化的硬件結構上,整個視音頻的壓縮、顯示、網絡等功能全部可以通過一塊單板來實現,大大提高了整個系統硬件的可靠性和穩定性。

硬盤錄像機的主要功能包括:監視功能、錄像功能、回放功能、報警功能、控制功能、網絡功能、密碼授權功能和工作時間表功能等。

監視:

監視功能是硬盤錄像機最主要的功能之一,能否實時、清晰的監視攝像機的畫面,這是監控系統的一個核心問題,目前大部分硬盤錄像機都可以做到實時、清晰的監視;

錄像:

錄像效果是數字主機的核心和生命力所在,在監視器上看去實時和清晰的圖像,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視效果更重要。大部分DVR 的錄像都可以做到實時25幀/秒錄像,有部分錄像機總資源小于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,報警后系統會自動開啟錄像功能,并通過報警輸出功能開啟相應射燈,警號和聯網輸出信號。圖像移動偵測是DVR的主要報警功能;

控制功能:

主要指通過主機對于全方位攝像機云臺,鏡頭進行控制,這一般要通過專用解碼器和鍵盤完成;

網絡功能:

通過局域網或者廣域網經過簡單身份識別可以對主機進行各種監視錄像控制的操作,相當于本地操作;

密碼授權功能:

為減少系統的故障率,和非法進入,對于停止錄像,布撤防系統及進入編程等程序需設密碼口令,使未授權者不得操作,一般分為多級密碼授權系統;

工作時間表:

可對某一攝像機的某一時間段進行工作時間編程,這也是數字主機獨有的功能,它可以把節假日,作息時間表的變化全部預排到程序中,可以在一定意義上實現 無人值守。

相比較磁帶錄像機,硬盤錄像機的突出優點體現在以下幾個方面:

實現了模擬節目的數字化高保真存儲:能夠將廣為傳播和個人收集的模擬音視頻節目以先進的數字化方式錄制和存儲,一次錄制,反復多次播放也不會使質量有任何下降;

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。可錄制幾乎所有的電視節目和其它播放機、攝像機輸出的信號,方便地與其它的視聽設備連接。

多種可選圖像錄制等級:對于同一個節目源,提供了高、中、低三個圖像質量錄制等級;

錄像幀率可調:每秒鐘錄像幀率可從0幀/秒~25幀/秒可調;

大容量長時間節目存儲,可擴展性強:用戶可選用250GB、500GB、750GB甚至1000GB的大容量硬盤進行錄像;

完善的預設錄制功能:用戶可以自由的設定開始錄像視頻的起始時刻、時間長度等選項。通過對攝像機的編輯組合,可以系統化地錄制任意組合攝像機的視頻信號,便于靈活處理;

強大的網絡功能:用戶通過網絡通訊接口,使用DVR本身內置的Web服務器,通過局域網或者互聯網就可遠程查看和控制錄像機;

提供隨心所欲的回放方式:由于硬盤快速、隨機存儲的特點,錄制好的視頻和正在錄制的視頻,都可以用DVR或者網絡多種方式進行回放;

PC式硬盤錄像機(DVR)產品的問題主要有:

穩定性差 DVR軟件與PC硬件、WINDOWS操作系統不兼容以及WINDOWS操作系統自身的不完善,很容易造成系統死機。

PC DVR產品操作及維護需要有一定的技術基礎,而操作系統有時還會“沖掉”一些系統配置及軟件,這就使維護工作難度大。

PC DVR的數據存儲及操作系統均在硬盤中,無論如何加密,均可以從PC的底層進入系統,對已記錄的圖像文件進行刪改。如果PC的硬盤零道發生了故障,整個硬盤甚至整個系統均要癱瘓,因此數據的可靠性下降。

WINDDOWS操作系統的抗入侵能力非常差,一旦操作系統遭到破壞(如病毒入侵等),整個的PC DVR會受到嚴重影響,甚至系統崩潰。

PC DVR的板卡均是大批量生產的產品,質量可以保證,但在組裝為DVR產品時卻很難做到規范化批量生產,所以整機的質量也難以確保。

C機各類配件的發展非常快,1~2年原有產品就會淘汰,這對于只有長期使用才能體現性價比優勢的DVR產品來說,PC DVR的維護費用較高,同時PC的板卡均不是生產DVR產品的廠家自己設計生產的,對其產品長期進行維修的保障可靠度較低。

PC 式硬盤錄像機(DVR)的優點在于

存儲空間較大(容易擴展存儲硬盤),適宜長時間錄像。

良好的人機接口和文件管理等,通過鼠標、鍵盤只要用過計算機的人都可以很好地進行操作;

軟、硬件升級比較容易,產品更新快。

維修成本比較低,一般的故障都可以通過更換部件進行維修,整機不會報廢。

嵌入式系統的軟硬件設計難度通常都更高,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行操作,只要會使用DVD/VCD等家電就會使用嵌入DVR,不需要學會如何移動鼠標、雙擊鼠標等復雜的計算機操作。

系統穩定性高,軟件容錯能力更強,無需專人管理。嵌入式DVR采用嵌入式實時多任務操作系統,視頻監視、壓縮、存儲、網絡傳輸等功能集中到一個體積較小的設備內,系統的實時性、穩定性、可靠性大大提高,所以無需專人管理,適合于無人值守的環境;  

軟件固化在FLASH/EPROM中,不可修改,可靠性高。PC DVR的軟件一般都安裝在硬盤上,系統的異常關機都可能造成系統文件被破壞或者系統硬盤被損壞,從而導致整個系統崩潰,可靠性很差。嵌入DVR的軟件固化在FLASH/EPROM中,沒有系統文件被破壞及硬盤損壞的可能,可靠性很高。  

使用嵌入式實時操作系統,系統開關機快。PC DVR使用的桌面操作系統Windows、Linux等,由于其操作系統的內核比較龐大,都需要較長的開關機時間。嵌入DVR采用內核可裁剪的嵌入式實時操作系統,其內核最小可達到幾十K字節,整個系統內核的加載以及設備的初始化可以在短短幾秒內完成,同時無需對系統文件進行保護,關機可以在1~2秒內完成。  

軟硬件成本低。嵌入DVR采用一體化的硬件結構,無需像PC DVR那樣要購買顯卡、內存等設備,硬件成本比PC DVR低。軟件采用專用的嵌入式操作系統,用戶不需要支付該部分費用(設備供應商將該部分費用列入開發成本),而PC DVR如果采用正版的Windows系統這部分費用將在2000元以上,如果使用盜版操作系統,使用者可能還要面臨微軟公司的侵犯知識產權的法律訴訟。

機械尺寸較小,結構簡單緊湊。嵌入DVR的硬件采用一體化設計,不同于PC DVR插卡式的結構;整個系統結構簡單,體積小,重量輕,同時也提高了系統的穩定性和可靠性。

2)磁帶錄像機(Video Cassette Recorder,VCR)

磁帶錄像機(Video Cassette Recorder,VCR),即模擬視頻磁帶錄像機,采用傳統的模擬視頻進行直接錄像,不需要額外壓縮和轉換,采用磁帶錄像,故常常被稱為磁帶錄像機,也被稱為VCR。磁帶錄像機早期多用于電視節目制作、視頻錄制和家庭視頻圖像的錄制和放映,逐漸被引入監控系統,隨著硬盤錄像機的技術發展和成本的不斷下降磁帶錄像機逐漸被淘汰,畢竟磁帶錄像操作麻煩、保存麻煩、錄像時間也特別短。

用于監控系統的磁帶錄像機大多數都是長時間錄像機,指的是一盤180分鐘錄像帶可記錄8小時以上的監控圖像,有24小時型和長時間型之分,大多以時間分割方式斷續地記錄圖像,最長的記錄時間可長達960小時,這稱之為時滯式(Time lapse)長時間錄像機。此外,還有以連續方式記錄24小時畫面的實時(Real time)長時間錄像機。長時間錄像機是將攝像機信號于磁帶上的一種磁記錄備,其特點是通過普通的180分鐘的磁帶記錄長達24小時甚至于960小時的攝像機信號,從而極大地節省了磁帶,便于管理。長時間錄像機的磁頭是走停相間,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模式的錄像機電視水平清晰度可達250線左右,SVHS模式的錄像機可達400線左右。長時間錄像機按照錄像時間分為:24小時錄像機、 480小時錄像機和960小時錄像機三種,按照制式分為VHS模式和S-VHS模式兩種。

與家用錄像機不同,延時錄像機可以長時間工作,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。

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